UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II202510 Marks
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Q7.

प्रद्रव्य झिल्ली के आर-पार होने वाले सुकृत एवं निष्क्रिय विसरण के बीच सोदाहरण विभेदन कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले प्रद्रव्य झिल्ली और पदार्थों के परिवहन के महत्व को एक संक्षिप्त परिचय के साथ स्पष्ट करें। मुख्य भाग में, सुकृत और निष्क्रिय विसरण को परिभाषित करें और उनके बीच के मुख्य अंतरों को एक तालिका के माध्यम से विस्तृत करें। प्रत्येक प्रकार के विसरण के उदाहरण देना अनिवार्य है। अंत में, एक संतुलित निष्कर्ष प्रस्तुत करें जो इन प्रक्रियाओं के जैविक महत्व पर प्रकाश डाले।

Model Answer

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Introduction

कोशिका, जीवन की मूलभूत इकाई है, जो अपने आंतरिक वातावरण को बनाए रखने के लिए बाह्य वातावरण से पदार्थों का आदान-प्रदान करती है। यह आदान-प्रदान प्रद्रव्य झिल्ली (प्लाज्मा मेम्ब्रेन) के माध्यम से होता है, जो एक चयनात्मक पारगम्य परत होती है। पदार्थों का यह संचलन दो मुख्य तरीकों से होता है: सक्रिय परिवहन (सुकृत विसरण) और निष्क्रिय परिवहन (निष्क्रिय विसरण)। ये प्रक्रियाएं कोशिकाओं के अस्तित्व, कार्यप्रणाली और होमियोस्टैसिस (समस्थिति) को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं, जैसे पोषक तत्वों का अवशोषण, अपशिष्ट उत्पादों का निष्कासन और आयनिक संतुलन बनाए रखना।

प्रद्रव्य झिल्ली (कोशिका झिल्ली) के आर-पार होने वाले पदार्थों के परिवहन को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में बांटा जा सकता है: सक्रिय परिवहन (सुकृत विसरण) और निष्क्रिय परिवहन (निष्क्रिय विसरण)। इन दोनों प्रक्रियाओं के बीच कई महत्वपूर्ण अंतर हैं जो कोशिकाओं में उनके कार्य और आवश्यकता को निर्धारित करते हैं।

सक्रिय परिवहन (सुकृत विसरण)

सक्रिय परिवहन वह प्रक्रिया है जिसमें अणु या आयन अपनी सांद्रता प्रवणता (concentration gradient) के विरुद्ध (कम सांद्रता वाले क्षेत्र से अधिक सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर) कोशिका झिल्ली के पार जाते हैं। इस प्रक्रिया के लिए कोशिकीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो आमतौर पर ATP (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) के विघटन से प्राप्त होती है। सक्रिय परिवहन में अक्सर विशिष्ट वाहक प्रोटीन (carrier proteins) या पंप शामिल होते हैं जो ऊर्जा का उपयोग करके अणुओं को एक दिशा में धकेलते हैं।

  • ऊर्जा की आवश्यकता: यह एक ऊर्जा-निर्भर प्रक्रिया है, जिसमें ATP का उपयोग होता है।
  • सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध गति: अणु कम सांद्रता से उच्च सांद्रता की ओर बढ़ते हैं।
  • वाहक प्रोटीन की भूमिका: इस प्रक्रिया में विशिष्ट झिल्ली प्रोटीन (वाहक प्रोटीन या पंप) शामिल होते हैं।
  • चयनात्मक प्रकृति: यह अत्यधिक चयनात्मक होती है, क्योंकि केवल विशिष्ट अणु ही इन वाहक प्रोटीन द्वारा पहचाने और परिवहन किए जाते हैं।

निष्क्रिय परिवहन (निष्क्रिय विसरण)

निष्क्रिय परिवहन वह प्रक्रिया है जिसमें अणु या आयन अपनी सांद्रता प्रवणता के साथ (उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर) कोशिका झिल्ली के पार जाते हैं। इस प्रक्रिया में किसी बाहरी कोशिकीय ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि यह अणुओं की आंतरिक गतिज ऊर्जा और सांद्रता प्रवणता पर निर्भर करती है।

  • ऊर्जा की आवश्यकता नहीं: यह एक ऊर्जा-स्वतंत्र प्रक्रिया है।
  • सांद्रता प्रवणता के साथ गति: अणु उच्च सांद्रता से कम सांद्रता की ओर बढ़ते हैं।
  • वाहक प्रोटीन की भूमिका: सरल विसरण में वाहक प्रोटीन की आवश्यकता नहीं होती, जबकि सुगमित विसरण में वाहक प्रोटीन या चैनल प्रोटीन शामिल हो सकते हैं।
  • कम चयनात्मक प्रकृति: यह सक्रिय परिवहन की तुलना में कम चयनात्मक होती है।

सक्रिय एवं निष्क्रिय विसरण के बीच विभेदन

सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन के बीच प्रमुख अंतरों को निम्नलिखित तालिका में दर्शाया गया है:

विशेषता सक्रिय परिवहन (सुकृत विसरण) निष्क्रिय परिवहन (निष्क्रिय विसरण)
ऊर्जा की आवश्यकता आवश्यक (ATP के रूप में) आवश्यक नहीं
सांद्रता प्रवणता प्रवणता के विरुद्ध (कम से उच्च) प्रवणता के साथ (उच्च से कम)
वाहक प्रोटीन अक्सर आवश्यक (पंप) सरल विसरण में नहीं, सुगमित विसरण में आवश्यक (चैनल/वाहक प्रोटीन)
चयनात्मकता अत्यधिक चयनात्मक कम चयनात्मक
संतृप्ति वाहक प्रोटीन की संख्या के कारण संतृप्ति संभव है आमतौर पर संतृप्ति नहीं होती (जब तक सुगमित न हो)
जैविक प्रक्रिया जैविक क्रिया भौतिक क्रिया
उदाहरण सोडियम-पोटेशियम पंप, ग्लूकोज का आंतों में अवशोषण, अमीनो एसिड का अवशोषण ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का गैस विनिमय, जल का परासरण, वसा में घुलनशील विटामिनों का अवशोषण

सक्रिय परिवहन के उदाहरण:

  • सोडियम-पोटेशियम पंप: यह पंप तंत्रिका आवेगों के संचरण और कोशिका के आयनिक संतुलन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। यह कोशिका से तीन सोडियम आयनों (Na+) को बाहर निकालता है और दो पोटेशियम आयनों (K+) को कोशिका के अंदर लाता है, जिसमें ATP ऊर्जा का उपयोग होता है।
  • ग्लूकोज और अमीनो एसिड का अवशोषण: आंतों की कोशिकाओं द्वारा ग्लूकोज और अमीनो एसिड जैसे आवश्यक पोषक तत्वों का अवशोषण अक्सर सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध होता है, जिसके लिए सक्रिय परिवहन की आवश्यकता होती है।
  • एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस: ये कोशिका द्वारा बड़े अणुओं या कणों को अंदर लेने (एंडोसाइटोसिस) या बाहर निकालने (एक्सोसाइटोसिस) की प्रक्रियाएं हैं, जिनमें कोशिकीय ऊर्जा का उपयोग होता है।

निष्क्रिय परिवहन के उदाहरण:

  • ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का विसरण: फेफड़ों में और ऊतकों में गैसों का आदान-प्रदान उनकी सांद्रता प्रवणता के अनुसार होता है, जिसमें ऑक्सीजन उच्च सांद्रता से निम्न सांद्रता की ओर और कार्बन डाइऑक्साइड निम्न सांद्रता से उच्च सांद्रता की ओर जाती है।
  • जल का परासरण (Osmosis): अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से जल का उच्च सांद्रता से निम्न सांद्रता की ओर संचलन।
  • सुगमित विसरण (Facilitated Diffusion): कुछ बड़े या आवेशित अणु, जैसे ग्लूकोज, आयन चैनल या वाहक प्रोटीन की सहायता से सांद्रता प्रवणता के साथ गति करते हैं, लेकिन इसमें ऊर्जा का उपयोग नहीं होता है।

Conclusion

संक्षेप में, सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन प्रद्रव्य झिल्ली के पार पदार्थों की आवाजाही के दो मौलिक तरीके हैं, जो कोशिकाओं के जीवन के लिए आवश्यक हैं। जहां निष्क्रिय परिवहन सांद्रता प्रवणता के स्वाभाविक प्रवाह का लाभ उठाता है और ऊर्जा-स्वतंत्र होता है, वहीं सक्रिय परिवहन ऊर्जा का उपयोग करके अणुओं को उनकी प्रवणता के विरुद्ध धकेलता है। इन प्रक्रियाओं के बीच का सामंजस्य कोशिकाओं को पोषक तत्वों को कुशलतापूर्वक अवशोषित करने, अपशिष्ट को निष्कासित करने और एक स्थिर आंतरिक वातावरण बनाए रखने में सक्षम बनाता है, जो बहुकोशिकीय जीवों में जटिल शारीरिक कार्यों के लिए आधार प्रदान करता है।

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.

Additional Resources

Key Definitions

प्रद्रव्य झिल्ली (प्लाज्मा मेम्ब्रेन)
यह एक अर्ध-पारगम्य लिपिड द्विस्तर झिल्ली है जो कोशिका के आंतरिक वातावरण को बाहरी वातावरण से अलग करती है और पदार्थों के चयनात्मक आवागमन को नियंत्रित करती है।
सांद्रता प्रवणता (Concentration Gradient)
एक क्षेत्र में किसी पदार्थ की सांद्रता और दूसरे क्षेत्र में उसी पदार्थ की सांद्रता के बीच का अंतर। अणु स्वाभाविक रूप से उच्च सांद्रता से निम्न सांद्रता की ओर बढ़ते हैं।

Key Statistics

मानव शरीर में, कुल कोशिकीय ऊर्जा (ATP) का लगभग 20-40% केवल सोडियम-पोटेशियम पंप को चलाने में खर्च होता है, जो सक्रिय परिवहन का एक प्रमुख उदाहरण है।

Source: NCERT Biology, Chapter Cell: The Unit of Life

प्लाज्मा झिल्ली में लगभग 52% प्रोटीन और 40% लिपिड होते हैं, जो विभिन्न परिवहन प्रक्रियाओं को संभव बनाते हैं। (NCERT Biology, Class 11)

Source: NCERT Biology, Class 11

Examples

पौधों में जल अवशोषण

पौधों की जड़ों द्वारा मृदा से जल का अवशोषण मुख्य रूप से परासरण (निष्क्रिय परिवहन का एक प्रकार) के माध्यम से होता है, जहां जड़ कोशिकाओं की सांद्रता मृदा जल की सांद्रता से अधिक होती है।

गुर्दे में पदार्थों का पुनःअवशोषण

मानव गुर्दे में नेफ्रॉन द्वारा ग्लूकोज, अमीनो एसिड और आयनों जैसे आवश्यक पदार्थों का पुनःअवशोषण सक्रिय और निष्क्रिय दोनों परिवहन प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है ताकि शरीर के लिए आवश्यक संतुलन बनाए रखा जा सके और अपशिष्ट को बाहर निकाला जा सके।

Frequently Asked Questions

क्या सुगमित विसरण (Facilitated Diffusion) सक्रिय परिवहन का एक प्रकार है?

नहीं, सुगमित विसरण निष्क्रिय परिवहन का एक प्रकार है। इसमें वाहक प्रोटीन या चैनल प्रोटीन की सहायता से अणु अपनी सांद्रता प्रवणता के साथ गति करते हैं, लेकिन इसमें ATP के रूप में ऊर्जा का उपयोग नहीं होता है।

कोशिकाओं में सक्रिय परिवहन क्यों आवश्यक है, जबकि निष्क्रिय परिवहन कम ऊर्जावान होता है?

सक्रिय परिवहन आवश्यक है क्योंकि यह कोशिकाओं को उन पदार्थों को अंदर या बाहर ले जाने की अनुमति देता है जिनकी सांद्रता पहले से ही प्रतिकूल है (अर्थात, सांद्रता प्रवणता के विरुद्ध)। यह पोषक तत्वों को संचित करने, अपशिष्ट को निष्कासित करने और आयनिक संतुलन बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, जो कोशिकाओं के होमियोस्टैसिस के लिए महत्वपूर्ण है।

Topics Covered

कोशिका जीव विज्ञानकोशिका झिल्लीविसरणपरिवहन