Model Answer
0 min readIntroduction
उच्च पादपों में नाइट्रोजन एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है, जो प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और क्लोरोफिल जैसे आवश्यक जैविक अणुओं का घटक है। पौधे सीधे वायुमंडलीय नाइट्रोजन का उपयोग नहीं कर सकते हैं; उन्हें इसे नाइट्रेट (NO₃⁻) या अमोनियम (NH₄⁺) के रूप में अवशोषित करना होता है। नाइट्रेट, मिट्टी में सबसे प्रचुर मात्रा में उपलब्ध नाइट्रोजन रूप है, और पौधों द्वारा इसका अपचयन एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जिसके द्वारा इसे उपयोग करने योग्य अमोनिया (NH₃) में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया पत्तियों में होती है और इसमें कई एंजाइमेटिक चरण शामिल होते हैं।
उच्च पादपों की पत्तियों में नाइट्रेट और नाइट्राइट का अपचयन
नाइट्रेट का अपचयन एक दो-चरणीय प्रक्रिया है जो पत्तियों के मेसोफिल कोशिकाओं में होती है। यह प्रक्रिया साइटोप्लाज्म और प्लास्टिड्स (विशेष रूप से क्लोरोप्लास्ट) में होती है।
1. नाइट्रेट का नाइट्राइट में अपचयन
पहला चरण नाइट्रेट (NO₃⁻) का नाइट्राइट (NO₂⁻) में अपचयन है। यह प्रतिक्रिया नाइट्रेट रिडक्टेस (Nitrate Reductase) नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
- एंजाइम: नाइट्रेट रिडक्टेस (NR)
- सह-कारक: FAD, FMN, NAD(P)H
- प्रतिक्रिया: NO₃⁻ + 2e⁻ + 2H⁺ → NO₂⁻ + H₂O
- यह प्रक्रिया प्रकाश पर निर्भर करती है क्योंकि NAD(P)H प्रकाश संश्लेषण के दौरान उत्पन्न होता है।
2. नाइट्राइट का अमोनिया में अपचयन
दूसरा चरण नाइट्राइट (NO₂⁻) का अमोनिया (NH₃) में अपचयन है। यह प्रतिक्रिया नाइट्राइट रिडक्टेस (Nitrite Reductase) नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
- एंजाइम: नाइट्राइट रिडक्टेस (NiR)
- सह-कारक: Ferredoxin
- प्रतिक्रिया: NO₂⁻ + 6e⁻ + 6H⁺ → NH₃ + 2H₂O
- यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट में होती है और प्रकाश संश्लेषण से उत्पन्न Ferredoxin का उपयोग करती है।
अपचयन प्रक्रिया का समग्र समीकरण
NO₃⁻ + 8e⁻ + 10H⁺ → NH₃ + 3H₂O
नाइट्रेट अपचयन को प्रभावित करने वाले कारक
- प्रकाश: नाइट्रेट रिडक्टेस गतिविधि प्रकाश पर निर्भर करती है।
- नाइट्रोजन की उपलब्धता: मिट्टी में नाइट्रेट की मात्रा अपचयन दर को प्रभावित करती है।
- ऑक्सीजन: नाइट्राइट रिडक्टेस ऑक्सीजन के प्रति संवेदनशील होता है।
- तापमान: एंजाइम गतिविधि तापमान से प्रभावित होती है।
अमोनिया का उपयोग
अमोनिया, जो नाइट्रेट अपचयन का अंतिम उत्पाद है, का उपयोग ग्लूटामिन सिंथेटेस (Glutamine Synthetase) और ग्लूटामेट सिंथेस (Glutamate Synthase) एंजाइमों द्वारा ग्लूटामिन और ग्लूटामेट जैसे अमीनो एसिड के संश्लेषण में किया जाता है। ये अमीनो एसिड तब प्रोटीन और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के निर्माण के लिए उपयोग किए जाते हैं।
| चरण | एंजाइम | सह-कारक | उत्पाद |
|---|---|---|---|
| पहला | नाइट्रेट रिडक्टेस | FAD, FMN, NAD(P)H | नाइट्राइट (NO₂⁻) |
| दूसरा | नाइट्राइट रिडक्टेस | Ferredoxin | अमोनिया (NH₃) |
Conclusion
नाइट्रेट और नाइट्राइट का अपचयन उच्च पादपों में नाइट्रोजन उपयोग की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया पौधों को वायुमंडलीय नाइट्रोजन का उपयोग करने और आवश्यक जैविक अणुओं को संश्लेषित करने की अनुमति देती है। नाइट्रेट अपचयन को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना कृषि उत्पादकता को बढ़ाने और पर्यावरण पर नाइट्रोजन उर्वरकों के प्रभाव को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य में, जलवायु परिवर्तन और नाइट्रोजन प्रदूषण के संदर्भ में इस प्रक्रिया का अध्ययन करना और भी महत्वपूर्ण हो जाएगा।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.