Ans.
Lipids (लिपिड्स):- These are esters made from the reaction of fatty acids and glycerol.
(ये वसीय अम्लों और ग्लिसरॉल की अभिक्रिया से बने एस्टर होते हैं।)
Ans.
Neutral fats or True fats (उदासीन वसा या सत्य वसा):- These are simple lipids that are produced by the dehydration synthesis of one or more fatty acids with an alcohol like glycerol.
(ये सरल लिपिड हैं जो ग्लिसरॉल जैसे एल्कोहल के साथ एक या अधिक वसीय अम्लों के निर्जलीकरण संश्लेषण द्वारा निर्मित होते हैं।)
Ans.
Enzymes (एंजाइम्स):- Enzymes can be defined as biological polymers that catalyze biochemical reactions.
(एंजाइमों को जैविक बहुलकों के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो जैव रासायनिक अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं।)
Chemical nature of Enzymes (एंज़ाइमों की रासायनिक प्रकृति):-> Enzymes are a linear chain of amino acids, which give rise to a three-dimensional structure.
(एंजाइम अमीनो अम्लों की एक रैखिक श्रृंखला है, जो त्रि-आयामी संरचना बनाती है।)
> Normally they are globular proteins.
(ये सामान्यत्या ग्लोबुलर प्रोटीन्स होते हैं।)
> They have a 3° structure of protein.
(इनमें प्रोटीन की 3° संरचना होती है।)
> There may be another group for activation.
(सक्रियता के लिए कोई अन्य समूह भी हो सकता है।)
> The sequence of amino acids specifies the structure, which in turn identifies the catalytic activity of the enzyme.
(अमीनो अम्लों का अनुक्रम संरचना को निर्दिष्ट करता है, जो एंजाइम की उत्प्रेरक क्रिया की पहचान करती है।)
> Exception (अपवाद):- RNA Enzymes (RNA एंजाइम्स)
- Ribozyme (राइबोजाइम)
- Ribonuclease - P (राइबोन्यूक्लिएज – P)
- Peptidyl transferase (पेप्टाइडिल ट्रान्सफरेज)
> Compared to its substrates, enzymes are typically large with varying sizes, ranging from 62 amino acid residues to an average of 2500 residues found in fatty acid synthase.
(इसके अभिकारक की तुलना में, एंजाइम आम तौर पर अलग-अलग आकार के होते हैं, जिनमें 62 अमीनो अम्ल अवशेष से लेकर फैटी एसिड सिंथेज़ में पाए जाने वाले औसतन 2500 अमीनो अम्ल अवशेष तक होते हैं।)
> Their molecular weight is from 6000 to 46 lac.
(इनका अणुभार 6000 से 46 लाख तक होता है।)
> Molecular weight of Bacterial ferredoxin is 6000 and of Pyruvate dehydrogenase is 46 lac.
(6000 बैक्टीरियल फेरेडोक्सिन का तथा 46 लाख पाइरुवेट डिहाइड्रोजिनेज का अणुभार होता है।)
> Only a small section of the structure is involved in catalysis and is situated next to the binding sites.
(संरचना का केवल एक छोटा सा भाग उत्प्रेरण में शामिल होता है और बंधन स्थलों के बगल में स्थित होता है।)
> The catalytic site and binding site together constitute the enzyme’s active site.
(उत्प्रेरक स्थल और बंधन स्थल मिलकर एंजाइम का सक्रिय स्थल बनाते हैं।)
Ans.
Co-factor (सहकारक):- A co-factor is a non-protein chemical compound or metallic ion that is required for an enzyme's role as a catalyst.
(सह-कारक एक गैर-प्रोटीन रासायनिक यौगिक या धातु आयन है जो उत्प्रेरक के रूप में एंजाइम की भूमिका के लिए आवश्यक होता है।)
Ans.
Photosystems (प्रकाशतंत्र):- Photosystems are functional and structural units of protein complexes involved in photosynthesis. Together they carry out the primary photochemistry of photosynthesis: the absorption of light and the transfer of energy and electrons.
(प्रकाशतंत्र प्रकाश संश्लेषण में शामिल प्रोटीन जटिल की कार्यात्मक और संरचनात्मक इकाइयाँ हैं। साथ में वे प्रकाश संश्लेषण की प्राथमिक प्रकाश रासायनिकी करते हैं: प्रकाश का अवशोषण और ऊर्जा और इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण।)
Ø वर्णक प्रकाश तंत्र I (PS I) और प्रकाश तंत्र II (PS II) के भीतर दो प्रकाश रासायनिक लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स (LHC) में व्यवस्थित होते हैं। इन्हें इनकी खोज के क्रम में नामित किया गया है।
[The pigments are organized into two photochemical light harvesting complexes (LHC) within the Photosystem I (PS I) and Photosystem II (PS II). These are named in the sequence of their discovery.]
Ø LHC प्रोटीन से जुड़े सैकड़ों वर्णक अणुओं से बनते हैं। प्रत्येक प्रकाश तंत्र में क्लोरोफिल a के एक अणु को छोड़कर सभी वर्णक मिलकर एक लाइट हार्वेस्टिंग तंत्र (एंटीनी) का निर्माण करते हैं।
[LHC are formed of hundreds of pigment molecules bound to proteins. Each photosystem has all pigments (except one molecule of chlorophyll a) forming a light harvesting system (antennae).]
Ø एकल क्लोरोफिल a अणु अभिक्रिया केंद्र बनाता है। PS I में, अभिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल a 700 nm पर प्रकाश को अवशोषित करता है, और इसलिए इसे P700 कहते हैं।
(The single chlorophyll a molecule forms reaction center. In PS I, the reaction center chlorophyll a absorb light at 700 nm, and so called P700.)
Ø PS II में, अभिक्रिया केंद्र 680 nm पर प्रकाश को अवशोषित करता है, और इसलिए इसे P680 कहते हैं।
(In PS II, the reaction center absorbs light at 680 nm, and so called P680.)
Ans.
Limiting Factors (सीमाकारी कारक):- Such a variable factor which is found in minimum quantity and controls the growth and development of the plant is called limiting factor.
(ऐसा परिवर्तनशील कारक जो न्यूनतम मात्रा में पाया जाता है और पौधे के वृद्धि व विकास को नियंत्रित करता है, सीमाकारी कारक कहलाता है।)
Blackman’s law of limiting factor - 1905 (ब्लैकमैन का सीमाकारी कारक का सिद्धान्त - 1905):- According to this law, when a process is controlled by a number of factors, the rate of the process depends on the factor which is present in minimum quantity.
(इस नियम के अनुसार जब किसी प्रक्रिया को अनेक कारकों के द्वारा नियंत्रित किया जाता है तो प्रक्रिया की दर उस कारक पर निर्भर करती है जो न्यूनतम मात्रा में उपस्थित होता है।)
Ans.
Electron carriers involved in non-cyclic photophosphorylation:-
i. PQ [Plastoquinone]
ii. Cyt.-b6
iii. Cyt.-f
iv. PC (Plastocyanin)
v. FRS
vi. Fd (Ferredoxin)
Ans.
Enzymes (एंजाइम्स):-
HK = Hexo Kinase (हेक्सो काइनेज)
PGI = Phospho Gluco Isomerase (फोस्फो ग्लूको आइसोमरेज)
PFK = Phospho Fructo Kinase (फोस्फो फ्रक्टो काइनेज)
A = Aldolase (एल्डोलेज)
TPI = Triose Phosphate Isomerase (ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज)
GPD = Glyceraldehyde Phosphate Dehydrogenase (ग्लिसरेल्डिहाइड फॉस्फेट डिहाइड्रोजिनेज)
PGK = Phospho Glycerate Kinase (फोस्फो ग्लिसरेट काइनेज)
PGM = Phospho Glycerate Mutase (फोस्फो ग्लिसरेट म्यूटेज)
E = Enolase (इनोलेज)
PK = Pyruvate Kinase (पाइरुवेट काइनेज)
.bmp)
Ans.
General Introduction (सामान्य परिचय):-
• Introduction (परिचय):- Carbohydrates are poly hydroxy carbonyl compounds.
(कार्बोहाइड्रेट्स बहु हाइड्रोक्सी कार्बोनिल यौगिक होते हैं।)
• Common Formula (सामान्य सूत्र) = [CH2O]n
• Claude Bernard discovered carbohydrates in 1856. He discovered the starch-like substance glycogen found in muscles and liver.
(Claude Bernard ने 1856 में कार्बोहाइड्रेट्स की खोज की। इसने स्टार्च समान पदार्थ ग्लाइकोजन की खोज की थी जो मांसपेशियों व लीवर में पाया जाता है।)
Classification of Carbohydrates (कार्बोहाइड्रेट्स का वर्गीकरण):- 3 classes- (3 वर्ग)
a. Monosaccharides (मोनोसैकेराइड्स)
b. Oligosaccharides (ओलिगोसैकेराइड्स)
c. Polysaccharides (पॉलीसैकेराइड्स)
a. Monosaccharides (मोनोसैकेराइड्स):-
• Simplest carbohydrates.
(सबसे सरल होते हैं।)
• They are also called as sugars.
(इन्हें शर्करा भी कहते हैं।)
• The taste is sweet, crystalline and soluble in water.
(स्वाद में मीठे, क्रिस्टलीय व जल में घुलनशील होते हैं।)
• They do not hydrolyses.
(इनका जल अपघटन नहीं हो सकता।)
• They all are reducing sugars.
(ये अपचायी प्रकृति के होते हैं।)
• There are of 2 types depending on the type of functional group:-
(क्रियात्मक समूह के प्रकार के आधार पर ये 2 प्रकार के होते हैं:-)
i. Aldose Sugar (एल्डोज शर्करा):- They consist -CHO group.
(-CHO समूह युक्त होते हैं।)
ii. Ketose Sugar (कीटोज शर्करा):- They consist =C=O group.
(-C=O समूह युक्त होते हैं।)
• Depending on the number of carbon atoms, they are of several types:-
(कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर ये कई प्रकार के होते हैं:-)
i. Triose Sugar (ट्रायोज शर्करा):- C3H6O3(3 Carbons) Example:- Glyceraldehyde, Dihydroxyacetone
[C3H6O3 (3 कार्बन) उदाहरण:- ग्लिसरेल्डिहाइड, डाइहाइड्रोक्सी एसीटोन]
ii. Tetrose Sugar (टेट्रोज शर्करा):- C4H8O4 (4 Carbons) Example:- Erythrose
[C4H8O4 (4 कार्बन) उदाहरण:- एरिथ्रोज]
iii. Pentose Sugar (पेंटोज शर्करा):- C5H10O5 (5 Carbons) Example:- Ribose, Deoxyribose, Ribulose, Xylose, Xylulose, Arabinose
[C5H10O5 (5 कार्बन) उदाहरण:- राइबोज, डिऑक्सीराइबोज, राइबुलोज, जाइलोज, जाइलुलोज, एरेबिनोज]
iv. Hexose Sugar (हेक्सोज शर्करा):- C6H12O6 (6 Carbons) Example:- Glucose, Galactose, Fructose, Manose
[C6H12O6 (6 कार्बन) उदाहरण:- ग्लूकोज, गेलेक्टोज, फ्रक्टोज, मैनोज ]
v. Heptose Sugar (हेप्टोज शर्करा):- C7H14O7 (7 Carbons) Example:- Sedoheptulose
[C7H14O7 (7 कार्बन) उदाहरण:- सीडोहेप्टुलोज ]
b. ओलिगोसैकेराइड्स (Oligosaccharides):-
• 2 – 10 मोनोसैकेराइड इकाइयाँ आपस में ग्लाइकोसाइडिक बंधों द्वारा जुड़ी रहती हैं।
(2 - 10 monosaccharide units are interconnected by glycosidic bonds.)
• इन्हें शर्करा भी कहते हैं।
(They are also called as sugars.)
• स्वाद में मीठे, क्रिस्टलीय व जल में घुलनशील होते हैं।
(The taste is sweet, crystalline and soluble in water.)
• इनका जल अपघटन होने पर मोनोसैकेराइड इकाइयाँ प्राप्त होती हैं।
(Upon hydrolysis they gives monosaccarides units.)
• ये अपचायी प्रकृति के हो भी सकते हैं और नहीं भी हैं।
(They may or may not be of reducing nature.)
• मोनोसैकेराइड इकाइयों की संख्या के आधार पर कई प्रकार के होते हैं:-
(They are of several types depending on the number of monosaccharide units:-)
i. डाइसैकेराइड्स (Disaccharides):- C12H22O11
2 मोनोसैकेराइड इकाइयाँ आपस में जुड़ी रहती हैं।
(2 monosaccharide units are interlinked together by a single glycosidic bond.)
उदाहरण:- सुक्रोज (अनापचायी), माल्टोज (अपचायी), लैक्टोज (अपचायी)
[Example:- Sucrose (Non-reducing), Maltose (Reducing), Lactose (Reducing)]
ii. ट्राईसैकेराइड्स (Trisaccharides):- C18H32O16
3 मोनोसैकेराइड इकाइयाँ आपस में जुड़ी रहती हैं।
(3 monosaccharide units are interlinked together by 2 glycosidic bonds.)
उदाहरण:- रेफीनोज, जेन्शिएनोज
(Examples: - Refinose, Gentianose)
c. पॉलीसैकेराइड्स (Polysaccharides):-
• हजारों की संख्या में मोनोसैकेराइड इकाइयाँ आपस में ग्लाइकोसाइडिक बंधों द्वारा जुड़कर शाखित या अशाखित श्रंखलायें बनाती हैं।
(Thousands of monosaccharide units are joined together by glycosidic bonds to form branched or unbranched chains.)
• इन्हें अशर्करा भी कहते हैं।
(They are also called as non-sugars.)
• स्वादहीन, अक्रिस्टलीय व जल में अघुलनशील होते हैं।
(They are tasteless, acrystalline and insoluble in water.)
• इनका जल अपघटन होने पर मोनोसैकेराइड इकाइयाँ प्राप्त होती हैं।
(Monosaccharide units are obtained upon their hydrolysis.)
• ये अनापचायी प्रकृति के होते हैं।
(They are non-reducing in nature.)
• कार्य के आधार पर ये दो प्रकार के होते हैं:-
(These are of two types depending upon the function:-)
i. संरचनात्मक पॉलीसैकेराइड्स (Structural Polysaccharides):-
सेलुलोज, हेमीसेलुलोज, काइटिन, पेक्टिन, गम, म्यूसिलेज
(Cellulose, Hemicellulose, Chitin, Pectin, Gum, Mucilage)
ii. संग्रहित पॉलीसैकेराइड्स (Storage Polysaccharides):-
स्टार्च, ग्लाइकोजन, इन्युलिन
(Starch, Glycogen, Inulin)
Ans.
लिपिड्स का वर्गीकरण (Classification of Lipids):- लिपिड्स को 3 वर्गों में विभाजित किया गया है:-
(Lipids are divided into 3 categories:-)
1. सरल लिपिड्स (Simple Lipids)
2. संयुक्त लिपिड्स (Compound Lipids)
3. व्युत्पन्न लिपिड्स (Derived Lipids)
1. सरल लिपिड्स (Simple Lipids):-
ऐसे लिपिड्स जो वसीय अम्ल व विभिन्न एल्कोहल्स की अभक्रिया से बने एस्टर होते हैं।
(Lipids that are esters made from fatty acids and the reaction of various alcohols.)
उदाहरण (Example):-
i. वसा (Fat):- ग्लिसरॉल + वसीय अम्ल
(Glycerol + Fatty acids)
ii. मोम (Wax):- मोनोहाइड्रिक एल्कोहल + वसीय अम्ल
(Monohydric alcohol + Fatty acids)
iii. क्यूटिन (Cutin):- हाइड्रॉक्सिल वसीय अम्ल के बहुलक
(Polymer of Hydroxyl fatty acids)
iv. सूबेरिन (Suberin):- ग्लिसरॉल + फैलोनिक अम्ल
(Glysrol + Fellonic acid)
2. संयुक्त लिपिड्स (Compound Lipids):-
ये वसीय अम्ल व ग्लिसरॉल से बने ऐसे एस्टर हैं जिनमें एक अन्य समूह भी जुड़ा रहता है।
(These are esters made from fatty acids and glycerol in which another group is also attached.)
उदाहरण (Examples):-
फोस्फोलिपिड = फॉस्फेट + लिपिड
(Phospholipid = Phosphate + Lipid)
ग्लाइकोलिपिड = ग्लाइकोजन + लिपिड
(Glycolipid = Glycogen + Lipid)
लिपोप्रोटीन = लिपिड + प्रोटीन
(Lipoprotein = Lipid + Protein)
3. व्युत्पन्न लिपिड्स (Derived Lipids):- ऐसे यौगिक जो लिपिड्स से उत्पन्न होते हैं।
(Compounds that originate from lipids.)
उदाहरण (Examples):- स्टीरोल, टर्पीन्स, वसीय अम्ल, ग्लिसरॉल, विटामिन - A, D, E, K, कपूर, मेन्थोल
(Sterols, Turpenes, Fatty acids, Glycerol, Vitamins - A, D, E, K, Camphor, Menthol)
Ans.
Biosynthesis of Tannins (टैनिन का जैवसंश्लेषण):-
> Tannins belong to the phenolics class of secondary metabolites.
(टैनिन द्वितीयक मेटाबोलाइट्स के फीनोलिक्स वर्ग से संबंधित हैं।)
> All phenolic compounds; either primary or secondary are in one way or another formed through shikimic acid pathway (phenylpropanoid pathway).
[सभी फेनोलिक यौगिक; या तो प्राथमिक या द्वितीयक किसी न किसी रूप में शिकिमिक एसिड पाथवे (फेनिलप्रोपेनॉइड पाथवे) के माध्यम से बनते हैं।]
> Other phenolics such as isoflavones, coumarins, lignins, and aromatic amino acids (tryptophan, phenylalanine, and tyrosine) are also formed by the same pathway.
[अन्य फ़ीनोलिक्स जैसे आइसोफ्लेवोन्स, कूमेरिन, लिग्निन और एरोमैटिक अमीनो अम्ल (ट्रिप्टोफैन, फेनिलएलनिन और टायरोसिन) भी इसी पाथवे से बनते हैं।]
> Hydrolysable tannins (Hts) and condensed tannins (proanthocyanidins) are the two main categories of tannins that impact animal nutrition.
[हाइड्रोलाइज़ेबल टैनिन (Hts) और संघनित टैनिन (प्रोएन्थोसाइनिडिन) टैनिन की दो मुख्य श्रेणियां हैं जो जन्तु पोषण को प्रभावित करती हैं।]
> Common tannins are formed as follows:
(सामान्य टैनिन इस प्रकार बनते हैं:)
i. Gallic acid is derived from quinic acid.
(क्विनिक अम्ल से गैलिक अम्ल बनता है।)
ii. Ellagotannins are formed from hexahydroxydiphenic acid esters by the oxidative coupling of neighbouring gallic acid units attached to a D-glucose core.
(डी-ग्लूकोज कोर से जुड़ी पड़ोसी गैलिक अम्ल इकाइयों के ऑक्सीकारी युग्मन द्वारा हेक्साहाइड्रॉक्सीडिफेनिक एसिड एस्टर से एलागोटैनिन का निर्माण होता है।)
iii. Further oxidative coupling forms the hydrolysable tannin polymers.
(इसके अलावा ऑक्सीकारी युग्मन हाइड्रोलाइज़ेबल टैनिन पॉलिमर बनाता है।)
iv. Proanthocyanidin (PA) biosynthetic precursors are the leucocyanidins (flavan-3,4-diol and flavan-4-ol) which on autoxidation, in the absence of heat, form antho-cyanidin and 3-deoxyanthocianidin, which, in turn, polymerize to form PAs.
(प्रोएंथोसाइनाइडिन (PA) जैवसंश्लेषी पूर्वगामी ल्यूकोसायनिडिन (फ्लेवन-3,4-डायोल और फ्लेवन-4-ओल) हैं, जो ऊष्मा की अनुपस्थिति में स्वऑक्सीकरण पर एंथो-साइनाइडिन और 3-डीऑक्सीएन्थोसाइनिडिन बनाते हैं, जो बाद में PA बनाने के लिए बहुलीकृत हो जाते हैं।)
Ans.
Photorespiration (प्रकाश श्वसन):-
- RuBisCO enzyme is dual in nature:-
(RuBisCO एंजाइम द्वैत प्रकृति का होता है:-)
i. Carboxylation (कार्बोक्सिलीकरण)
ii. Oxidation (ऑक्सीकरण)
- Due to the oxidation action of RuBisCO enzyme, there is unnecessary loss of absorbed CO2 as well as energy. This is called photo respiration.
(RuBisCO एंजाइम की ऑक्सीकरण क्रिया होने पर अवशोषित CO2 व ऊर्जा की अनाव्श्यक हानि होने लगती है। इसे प्रकाश श्वसन कहते हैं।)
- This is found in C3 plants.
(यह C3 पादपों में पाया जाता है।)
- This reduces productivity.
(इससे उत्पादकता कम हो जाती है।)
- 3 cell organelles participate in this –
(इसमें 3 कोशिकांग भाग लेते हैं – )
i. Chloroplast (हरितलवक)
ii. Peroxisome (परॉक्सीसोम)
iii. Mitochondria (माइटोकोंड्रिया)
Significance of Photorespiration:-
i. Protective Role Against Photoinhibition:- Under intense light, if the Calvin cycle is slowed due to low CO₂, photorespiration helps consume excess ATP and NADPH, preventing photo-oxidative damage to chloroplasts.
ii. Prevents Over-reduction of Electron Transport Chain:- If photosynthesis is slowed, photorespiration provides an alternative pathway for electrons, protecting the plant from reactive oxygen species (ROS).
iii. Metabolic Recycling:-
> The toxic byproduct (2-phosphoglycolate) is converted into useful intermediates in mitochondria and peroxisomes.
> Helps maintain metabolic balance between organelles (chloroplast, peroxisome, mitochondria).
iv. Maintains Carbon Metabolism During Stress:-
> Under drought or high temperature, stomata close, reducing CO₂ availability.
> Photorespiration allows continued operation of photosynthetic apparatus, even if inefficiently.
v. Evolutionary Perspective:-
> Believed to be an ancient mechanism that evolved when Earth’s atmosphere had little oxygen.
> Though inefficient today, it persists due to its role in survival under stress.
vi. Signaling Role:-
Photorespiratory intermediates (like glycolate and glycine) may function in cell signaling, helping the plant adapt to environmental changes.
Ans.
Glycolysis (ग्लाइकोलाइसिस):-
• It occurs in the cytoplasm of all living cellular organisms.
(यह सभी जीवित कोशिकीय जीवों के कोशिकाद्रव्य में होता है।)
• This scheme was given by 3 scientists:-
(यह स्कीम 3 वैज्ञानिकों ने दी थी:-)
i. Gustav Embden
ii. Otto Meyerhof
iii. J. Parnas
Hence it is also called EMP Pathway.
(इसलिए इसे EMP Pathway भी कहते हैं।)
• It results in incomplete oxidation of glucose in the absence of oxygen, yielding two molecules of pyruvic acid.
(इसमें ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज का अपूर्ण ऑक्सीकरण होता है जिससे पाइरुविक अम्ल के दो अणु प्राप्त होते हैं।)
• In glycolysis step numbers 1, 3, and 10 are irreversible. While the remaining steps are reversible.
(ग्लाइकोलाइसिस में चरण संख्या 1, 3, व 10 अनुत्क्रमणीय होते हैं। जबकि शेष चरण उत्क्रमणीय होते हैं।)
Reactants and Products (अभिकारक व उत्पाद):-
G = Glucose (ग्लूकोज)
G-6-P = Glucose-6-Phosphate (ग्लूकोज-6-फॉस्फेट)
F-6-P = Fructose-6-Phosphate (फ्रक्टोज-6-फॉस्फेट)
F-1,6-BP = Fructose-1,6-Bi Phosphate (फ्रक्टोज -1,6- बाइ फॉस्फेट)
3-PGAL = 3-Phospho Glyceraldehyde (3-फोस्फो ग्लिसरेल्डिहाइड)
DHAP = Di Hydroxy Acetone Phosphate (डाइ हाइड्रोक्सी एसीटोन फॉस्फेट)
1,3-DPGA = 1,3-Di Phospho Glyceric Acid (1,3-डाइ फोस्फो ग्लिसरिक अम्ल)
3-PGA = 3-Phospho Glyceric Acid (3-फोस्फो ग्लिसरिक अम्ल)
2-PGA = 2-Phospho Glyceric Acid (2-फोस्फो ग्लिसरिक अम्ल)
PEP = Phospho Enol Pyruvate (फोस्फो इनोल पाइरुवेट)
Enzymes (एंजाइम्स):-
HK = Hexo Kinase (हेक्सो काइनेज)
PGI = Phospho Gluco Isomerase (फोस्फो ग्लूको आइसोमरेज)
PFK = Phospho Fructo Kinase (फोस्फो फ्रक्टो काइनेज)
A = Aldolase (एल्डोलेज)
TPI = Triose Phosphate Isomerase (ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज)
GPD = Glyceraldehyde Phosphate Dehydrogenase (ग्लिसरेल्डिहाइड फॉस्फेट डिहाइड्रोजिनेज)
PGK = Phospho Glycerate Kinase (फोस्फो ग्लिसरेट काइनेज)
PGM = Phospho Glycerate Mutase (फोस्फो ग्लिसरेट म्यूटेज)
E = Enolase (इनोलेज)
PK = Pyruvate Kinase (पाइरुवेट काइनेज)
Products of Glycolysis (ग्लाइकोलाइसिस के उत्पाद):- Three products are obtained at the end of glycolysis:-
(ग्लाइकोलाइसिस के अन्त में तीन उत्पाद प्राप्त होते हैं:-)
i. 2 ATP
ii. 2 NADH2
iii. 2 Pyruvic acids (2 पाइरुविक अम्ल)
Ans.
Glyoxylate चक्र (Glyoxylate Cycle):-
• इसकी खोज Kornberg व Krebs ने 1957 में की थी।
(It was discovered in 1957 by Kornberg and Krebs.)
• यह निम्न जीवों में पाया जाता है:-
(It is found in the following organisms: -)
i. पौधे (Plants)
ii. जीवाणु (Bacteria)
iii. प्रोटिस्टा (Protista)
iv. कवक (Fungi)
• यह Glyoxisome व Mitochondria में होता है।
(It occurs in Glyoxisome and Mitochondria.)
• पौधों में यह वसीय बीजों के अंकुरण के दौरान होता है।
(In plants, it occurs during germination of oil seeds.)
• इस चक्र में वसा को कार्बोहाइड्रेट्स में परिवर्तित किया जाता है।
(In this cycle, fat is converted into carbohydrates.)
• इन कार्बोहाइड्रेट्स के ऑक्सीकरण से ऊर्जा प्राप्त कर बीज अंकुरण के लिए उपयोग की जाती है।
(Energy obtained from oxidation of these carbohydrates is used for seed germination.)
.bmp)
अभिकारक व उत्पाद (Reactants and Products):-
O = OAA = Oxalo Acetic Acid (ओक्जेलो एसीटिक अम्ल)
C = Citrate (सिट्रेट)
I = Iso citrate (आइसो सिट्रेट)
G = Glyoxylate (ग्लाइ ओक्जिलेट)
M = Malate (मैलेट)
S = Succinate (सक्सीनेट)
F = Fumarate (फ्यूमेरेट)
M = Malate (मैलेट)
O = OAA = Oxalo Acetic Acid (ओक्जेलो एसीटिक अम्ल)
PEP = Phospho Enol Pyruvate (फोस्फो इनोल पाइरुवेट)
3-PGAL = 3-Phospho Glyceraldehyde (3-फोस्फो ग्लिसरेल्डिहाइड)
DHAP = Di Hydroxy Acetone Phosphate (डाइ हाइड्रोक्सी एसीटोन फॉस्फेट)
F-6-P = Fructose-6-Phosphate (फ्रक्टोज-6-फॉस्फेट)
G-6-P = Glucose-6-Phosphate (ग्लूकोज-6-फॉस्फेट)
Ans.
Importance of Enzyme:-
Biological Importance of Enzymes:-
(i) Thousands of chemical reactions are taking place in the body of a living organism. All of them are mediated by enzymes,
(ii) Enzymes are specialised catalysts that operate at biological temperatures,
(iii) Enzyme mediated reactions do not require harsh treatment,
(iv) They are pH specific so that reactions requiring different pH operate in different parts of the body,
(v) As they operate under favourable conditions, enzymes force the organisms to live under favourable environment,
(vi) Enzymes are highly regulated. Their formation is controlled by separate genes. Activation and repression of genes allow certain enzymes to be functional or non-functional in cells.
Economic Importance of Enzymes:-
i. ELISA:- It is enzyme based detection of diseases like AIDS.
ii. Endonucleases:- They are enzymes used in breaking DNA at specific sites. DNA fragments are employed in genetic engineering.
iii. Alcoholic Beverages:- Enzyme complex zymase obtained from yeast is used in brewing or fermentation of alcoholic drinks.
iv. Detergents:- They contain protease for brighter washing of clothes and amylase for dish washing.
v. Baby Foods:- Trypsin is added to partially pre-digest baby foods.
vi. Streptokinase:- The enzyme is used in clearing blood clots inside blood vessels.
vii. Digestive Aids:- Diastase and other enzymes are used regularly by patients with deficient digestive juices.
viii. Cheese:- Rennet or rennin tablets are used for preparation of cheese. Lactase and lipase are employed to provide proper consistency and flavour to cheese.
ix. Pectinase:- It is used for clearing fruit juices, retting of fibres and preparation of green coffee.
x. Protease:- The enzyme is employed for chill-proofing of beverages, degumming of silk, cleaning of hides, softening of bread and meat.
Examples of Enzymes:-
• IUB (International Union of Biochemistry):-
इसने 1961 में एंजाइमों के वर्गीकरण का आधुनिक तंत्र दिया था। इसके अनुसार एंजाइमों के 6 वर्ग होते हैं:-
(It gave the modern system of classification of enzymes in 1961. According to this, there are 6 classes of enzymes:-)
a. Oxido – reductases
b. Transferases
c.Hydrolases
d. Lyases
e. Isomerases
f. Ligases
a. Oxido – reductases:-
• ये एंजाइम्स ऑक्सीकरण व अपचयन अभिक्रियाओं या इलेक्ट्रोन्स के स्थानांतरण में भाग लेते हैं।
(These enzymes participate in oxidation and reduction reactions or transfer of electrons.)
• 3 प्रकार हैं (3 types):-
i. Oxidases:- ऑक्सीजन को जोड़ते हैं। उदाहरण- Cytochrome oxidase
(They add oxygen. Example- Cytochrome oxidase)
ii. Dehydrogenases:- हाइड्रोजन को हटाते हैं। उदाहरण- Succinate dehydrogenase
(They remove Hydrogen. Example- Succinate dehydrogenase)
iii. Reductases:- हाइड्रोजन को जोड़ते हैं। उदाहरण- Nitrate reductase
(They add hydrogen. Example- Nitrate reductase)
b. Transferases:-
• ये एंजाइम्स किसी समूह को एक अणु से दूसरे अणु पर स्थानांतरित करने का कार्य करते हैं।
(These enzymes transfer a group from one molecule to another.)
उदाहरण (Example)-
Glutamate – Pyruvate transaminase
(यह NH2 समुह का स्थानांतरण करता है।)
(It transfer NH2 group.)
c. Hydrolases:-
• ये एंजाइम्स उन बंधों का जल अपघटन करते हैं जो निर्जलीकरण संघनन से बने होते है। जैसे – एस्टर बंध, ईथर बंध, पेप्टाइड बंध, ग्लाइकोसाइडिक बंध आदि।
(These enzymes cause hydrolysis of bonds that are formed by dehydration condensation. Such as ester bond, ether bond, peptide bond, glycosidic bond etc.)
• ये एंजाइम्स जल का उपयोग कर बड़े अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ देते हैं। इसे जल अपघटन कहते हैं।
(These enzymes break large molecules into small molecules using water. This is called hydrolysis.)
• उदाहरण:- पाचक एंजाइम्स (एमाइलेज, सूक्रेज, लैक्टेज, माल्टेज आदि।)
[Examples:- Digestive enzymes (Amylase, Sucrase, Lactase, Maltase etc.)]
d. Lyases:-
• ये एंजाइम्स निम्न कार्य करते हैं:-
(These enzymes do the following: -)
i. बंधों को तोड़ते हैं।
(They break the bonds.)
ii. बिना जल अपघटन के समुहों को हटाते हैं।
(They remove groups without hydrolysis.)
iii. द्विबन्धों पर समुहों को जोड़ते हैं।
(They add groups on the double bonds.)
iv. समुहों को हटाकर द्विबन्ध उत्पन्न करते हैं।
(They remove groups and create a double bond.)
उदाहरण (Example):- Histidine decarboxilase, Aldolase
e. Isomerases:-
• ये एंजाइम्स आण्विक संरचना को पुनर्व्यवस्थित करते हैं।
(These enzymes rearrange the molecular structure.)
• 3 प्रकार हैं (3 types):-
i. Isomerase:- Aldose व ketose का आपस में अंतर्परिवर्तन करते हैं। उदाहरण – G-6-P का F-6-P में परिवर्तन
(They interchange the Aldose with ketose and vice versa. Example - Change of G-6-P to F-6-P)
ii. Epimerase:- कार्बन समुह की स्थिति को परिवर्तित करते हैं। उदाहरण:- Xylulose phosphate का Ribulose phosphate में परिवर्तन
(They change the position of the carbon group. Example: - Xylulose phosphate changes to Ribulose phosphate)
iii. Mutase:- साइड समुह की स्थिति को परिवर्तित करते हैं। उदाहरण:- G-6-P का G-1-P में परिवर्तन
(They change the position of the side group. Example: - Change of G-6-P to G-1-P)
f. Ligases:-
• ये एंजाइम्स ATP की ऊर्जा के उपयोग से दो परमाणुओं के मध्य बंध बनाते हैं। जैसे: C – O, C – S, C – N, P – O आदि।
(These enzymes make bond between two atoms using the energy of ATP. Such as: C - O, C - S, C - N, P - O etc.)
• उदाहरण (Example):- Pyruvate decarboxylase
Ans.
Alkaloids (एल्केलोइड्स):-
> These are N - containing cyclic organic compound.
(ये N युक्त चक्रीय कार्बनिक यौगिक हैं।)
> The term ‘alkaloid’ was coined by W. Meibner, a German pharmacist, meaning ‘alkali like’. Latter it was demonstrated that the alkalinity was due to the presence of a basic nitrogen atom.
('एल्कलॉइड' शब्द एक जर्मन फार्मासिस्ट W. Meibner द्वारा दिया गया था, जिसका अर्थ है 'क्षार जैसा'। बाद में यह प्रदर्शित किया गया कि क्षारीयता एक क्षारीय नाइट्रोजन परमाणु की उपस्थिति के कारण थी।)
> Morphine was the first alkaloid which was isolated by F.W. Serturner in 1806 from the latex of the opium poppy.
(मॉर्फिन पहला एल्कलॉइड था जिसे 1806 में F.W. Serturner ने अफीम पोपी के लेटेक्स से अलग किया था।)
> Types (प्राकार):-
a. Based upon type of nitrogen and the biochemical origin (नाइट्रोजन के प्रकार और जैव रासायनिक उत्पत्ति के आधार पर):-
i. True alkaloids (सत्य एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Cocaine, Morphine, Quinine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और एक विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कोकेन, मॉर्फीन, कुनैन आदि।)
ii. Proto alkaloids (प्रोटो एल्केलोइड्स):- They are derived from amino acids and do not have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Yohimbine, Mescaline, Hordenine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त होते हैं और विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन नहीं होती है। जैसे- योहिम्बाइन, मेस्कलीन, होर्डेनिन आदि।)
iii. Pseudo alkaloids (कूट एल्केलोइड्स):- They are not derived from amino acids but have nitrogen in a heterocyclic ring. Eg.- Capsaicin, Caffeine, Ephedrine etc.
(ये अमीनो अम्लों से प्राप्त नहीं होते हैं, लेकिन विषमचक्रीय वलय में नाइट्रोजन होती है। जैसे- कैप्साइसिन, कैफीन, एफेड्रिन आदि।)
b. Based upon ring structure (वलय संरचना के आधार पर):-
i. Tropane alkaloids (ट्रोपेन एल्केलोइड्स):- They are abundantly found in the Solanaceae family. They are derived from ornithine and acetoacetate. Eg.- Hyoscyamine, Cocaine, Atropine, Scopolamine
(ये सोलेनेसी कुल में बहुतायत से पाए जाते हैं। ये ऑर्निथिन और एसीटोएसीटेट से प्राप्त होते हैं। जैसे- हायोसायमीन, कोकेन, एट्रोपिन, स्कोपोलेमिन)
ii. Pyrrolizidine alkaloids (पायरोलिजीडाइन एल्केलोइड्स):- They occur in the plants from Asteraceae and Fabaceae family. Eg.- Senecionine
(ये एस्टेरेसी और फैबेसी कुल के पौधों में होते हैं। जैसे- सेनेसिओनिन)
iii. Piperidine alkaloids (पाइपेरीडाइन एल्केलोइड्स):- Presence of odor is the common feature. Eg.- Trigonelline, Coniine, Arecoline, Lobeline, Pelletierine, Nicotine, Anabasine, Piperine and Ricinine.
(गंध की उपस्थिति सामान्य विशेषता है। जैसे- ट्राइगोनेलिन, कोनीइन, एरेकोलाइन, लोबेलिन, पेलेटिएरिन, निकोटीन, एनाबेसिन, पाइपरिन और रिसिनिन।)
iv. Quinolines alkaloids (क्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These alkaloids are obtained exclusively from the bark of the Cinchona plant. Eg.- Cinchonine, Cinchonidine, Quinine, and Quinidine
(ये एल्कलॉइड विशेष रूप से सिनकोना पौधे की छाल से प्राप्त होते हैं। जैसे- सिनकोनिन, सिनकोनिडीन, क्विनाइन और क्विनिडाइन)
v. Isoquinoline alkaloids (आइसोक्विनोलीन्स एल्केलोइड्स):- These groups of alkaloids have huge types of medicinal properties like antiviral, antifungal, anticancer, antioxidant, antispasmodic, and an enzyme inhibitor. Eg.- Morphine, Codeine, Papaverine, Narcotine, Hydrastine, Berberine, Emetine, Cephaëline, Tubocurarine, Corydaline.
(एल्कलॉइड के इन समूहों में एंटीवायरल, एंटीफंगल, एंटीकैंसर, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीस्पास्मोडिक और एक एंजाइम अवरोधक जैसे कई प्रकार के औषधीय गुण होते हैं। जैसे- मॉर्फिन, कोडीन, पैपावेरिन, नारकोटीन, हाइड्रैस्टाइन, बर्बेरिन, एमेटीन, सेफेलाइन, ट्यूबोक्यूरिन, कोरीडालीन।)
vi. Indole alkaloids (इंडोल एल्केलोइड्स):- This is the largest and most interesting alkaloid group derived from tryptophan. Polyhalogenation is a common feature of these alkaloids. Eg.- Ergometrine, Ergotamine, Physostigmine, Ajmaline, Serpentine, Reserpine, Yohimbine, Aspidospermine, Vincablastine, Strychnine, Bruceine.
(यह ट्रिप्टोफैन से प्राप्त सबसे बड़ा और सबसे दिलचस्प एल्कलॉइड समूह है। पॉलीहैलोजनिकरण इन एल्कलॉइड्स की एक सामान्य विशेषता है। जैसे- एर्गोमेट्रिन, एर्गोटामाइन, फिजियोस्टिग्माइन, अजमलाइन, सर्पेन्टाइन, रिसर्पाइन, योहिम्बाइन, एस्पिडोस्पर्मिन, विंकाब्लास्टाइन, स्ट्राइकिन, ब्रुसीन।)
vii. Steroidal alkaloids (स्टीरोइडल एल्केलोइड्स):- 1,2-Cyclopentane phenanthrene ring system is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Solanine, Veratrum, Funtamine, Conessine.
(1,2-साइक्लोपेंटेन फेनेंथ्रीन वलय तंत्र इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- सोलनिन, वेराट्रम, फंटामाइन, कोनेसीन।)
viii. Imidazole alkaloids (इमिडाजोल एल्केलोइड्स):- The imidazole ring structure is the characteristic of this type of alkaloids. Eg.- Pilocarpine.
(इमिडाज़ोल वलय संरचना इस प्रकार के एल्कलॉइड की विशेषता है। जैसे- पिलोकार्पिन।)
ix. Purine alkaloids (प्युरीन एल्केलोइड्स):- They contain purine ring. Purine is the nitrogenous base. Eg.- Caffeine, Theobromine, Theophylline.
(इनमें प्यूरिन वलय होता है। प्यूरीन नाइट्रोजनी क्षार है। जैसे- कैफीन, थियोब्रोमाइन, थियोफिलाइन।)
x. Pyrrolidine alkaloids (पायरोलिडाइन एल्केलोइड्स):- Eg.- Hygrine, Stachydrine, Ficine, Brevicolline.
(जैसे- हाईग्रीन, स्टेहाइड्रिन, फिसिन, ब्रेविकोलीन।)
Ans.
Biosynthesis of steroidal compounds (स्टीरॉयडल यौगिकों का जैवसंश्लेषण):-
> Steroid is any of a class of natural or synthetic organic compounds characterized by a molecular structure of 17 carbon atoms arranged in four rings.
(स्टेरॉयड प्राकृतिक या संश्लेषित कार्बनिक यौगिकों का एक वर्ग है जो चार वलयों में व्यवस्थित 17 कार्बन परमाणुओं की आणविक संरचना द्वारा बना होता है।)
> Steroid biosynthesis is an anabolic pathway which produces steroids from simple precursors. A unique biosynthetic pathway is followed in animals (compared to many other organisms), making the pathway a common target for antibiotics and other anti-infection drugs.
[स्टेरॉयड जैवसंश्लेषण एक उपचयी मार्ग है जो सरल पूर्ववर्तियों से स्टेरॉयड का उत्पादन करता है। जंतुओं में (कई अन्य जीवों की तुलना में) एक अद्वितीय जैवसंश्लेषक मार्ग का अनुसरण किया जाता है, जिससे यह मार्ग एंटीबायोटिक दवाओं और अन्य संक्रमण-रोधी दवाओं के लिए एक सामान्य लक्ष्य बन जाता है।]
> In plants and animals, steroids appear to be biosynthesized by similar reactions, beginning with acetic acid, assisted by a type of enzyme.
(पौधों और जंतुओं में, स्टेरॉयड समान अभिक्रियाओं द्वारा जैवसंश्लेषित होते प्रतीत होते हैं, जिसकी शुरुआत एसिटिक अम्ल से होती है, जो एक प्रकार के एंजाइम की सहायता से होता है।)
> The isoprenoid hydrocarbon called squalene, which occurs widely in nature, is thought to be the starting material from which all steroids are made.
(स्क्वैलीन नामक आइसोप्रेनॉइड हाइड्रोकार्बन, जो प्रकृति में व्यापक रूप से पाया जाता है, प्रारंभिक सामग्री माना जाता है जिससे सभी स्टेरॉयड बनाए जाते हैं।)
> Enzymatic transformation of squalene produces lanosterol in animals and cycloartenol in plants, which yield cholesterol in both animals and plants.
(स्क्वैलीन का एंजाइमेटिक परिवर्तन जंतुओं में लैनोस्टेरॉल और पौधों में साइक्लोआर्टेनॉल का उत्पादन करता है, जो जंतुओं और पौधों दोनों में कोलेस्ट्रॉल उत्पन्न करता है।)
> Cholesterol is then converted to bile acids and steroid hormones in animals and to steroids such as alkaloids in plants.
(फिर जंतुओं में कोलेस्ट्रॉल पित्त अम्ल और स्टेरॉयड हार्मोन में और पौधों में एल्कलॉइड जैसे स्टेरॉयड में परिवर्तित हो जाता है।)
Functions of Steroidal compounds (स्टीरॉयडल यौगिकों के कार्य):-> Steroids are important in biology, chemistry, and medicine.
(स्टेरॉयड जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और चिकित्सा में महत्वपूर्ण हैं।)
> The steroid group includes all the sex hormones, adrenal cortical hormones, bile acids, and sterols of vertebrates, as well as the molting hormones of insects and many other physiologically active substances of animals and plants.
(स्टेरॉयड समूह में सभी लिंग हार्मोन, अधिवृक्क कॉर्टिकल हार्मोन, पित्त अम्ल और कशेरुकियों के स्टेरोल्स, साथ ही कीटों के मोलटींग हार्मोन और जंतुओं व पौधों के कई अन्य कार्यिकीय रूप से सक्रिय पदार्थ शामिल हैं।)
> Among the synthetic steroids of therapeutic value are a large number of anti-inflammatory agents, anabolic (growth-stimulating) agents and oral contraceptives.
[चिकित्सीय महत्व के संश्लेषित स्टेरॉयड में बड़ी संख्या में सूजनरोधी एजेंट, एनाबॉलिक (वृद्धि-उत्तेजक) एजेंट और मौखिक गर्भ निरोधक शामिल हैं।]
Some of the steroid hormones lists of function are given below:
(स्टेरॉयड हार्मोन के कार्यों की कुछ सूची नीचे दी गई है:)
i. Carbohydrate regulation (कार्बोहाइड्रेट विनियमन)
ii. Mineral balance (खनिज संतुलन)
iii. Reproductive functions (जनन कार्य)
iv. Inflammatory response (सूजन प्रतिक्रिया)
v. Stress response (तनाव प्रतिक्रिया)
vi. Bone metabolism (अस्थि उपापचय)
vii. Cardiovascular fitness (हृदय दुरुस्ती)
viii. Activates DNA for protein synthesis (प्रोटीन संश्लेषण के लिए DNA को सक्रिय करता है)
Ans.
Pathway of CO2 fixation (CO2 स्थिरीकरण का मार्ग):-Dark Reaction (Biosynthetic phase) अप्रकाश अभिक्रिया (जैवसंश्लेषी प्रावस्था):-
· प्रकाश अभिक्रिया के उत्पाद ATP, NADPH और O2 होते हैं।
(Products of light reaction are ATP, NADPH and O2.)
· ATP और NADPH का उपयोग भोजन (शर्करा) के संश्लेषण के लिए प्रक्रियाओं को चलाने के लिए किया जाता है। यह जैवसंश्लेषण चरण (अप्रकाश अभिक्रिया) है।
[ATP and NADPH are used to drive the processes for the synthesis of food (sugars). This is the biosynthetic phase (Dark reaction).]
· यह चरण सीधे प्रकाश पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि CO2 और H2O के अतिरिक्त प्रकाश अभिक्रिया के उत्पादों पर निर्भर करती है।
(This phase does not directly depend on the light but is dependent on the products of the light reaction, besides CO2 and H2O.)
· इसे निम्नानुसार सत्यापित किया जा सकता है: प्रकाश के अनुपलब्ध होने के तुरंत बाद, जैवसंश्लेषी प्रक्रिया कुछ समय तक जारी रहती है, और फिर रुक जाती है। यदि प्रकाश उपलब्ध कराया जाता है, तो संश्लेषण फिर से शुरू होता है।
(It can be verified as follows: Immediately after light becomes unavailable, the biosynthetic process continues for some time, and then stops. If light is made available, the synthesis starts again.)
· CO2 व H2O आपस में मिलकर (CH2O)n या शर्करा बनाती हैं।
(CO2 combines with H2O to form (CH2O)n or sugars.)
· मेल्विन केल्विन ने 14C का उपयोग करते हुए शैवालीय प्रकाश संश्लेषण का अध्ययन किया और पाया कि पहला CO2 स्थिरीकरण उत्पाद 3- फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल (PGA) होता है, जो एक 3-कार्बन वाला कार्बनिक अम्ल है।
[Melvin Calvin studied algal photosynthesis using 14C and discovered that the first CO2 fixation product was 3- phosphoglyceric acid (PGA), a 3-carbon organic acid.]
· कुछ अन्य पौधों में, CO2 स्थिरीकरण का पहला स्थायी उत्पाद ओक्सैलोएसिटिक अम्ल (OAA) होता है, जो एक 4-कार्बन वाला कार्बनिक अम्ल है।
[In some other plants, first stable product of CO2 fixation oxaloacetic acid (OAA), a 4-carbon organic acid.]
· इस प्रकार प्रकाश संश्लेषण के दौरान CO2 स्थिरीकरण 2 प्रकार का होता है: -
(Thus CO2 assimilation during photosynthesis is of 2 types:-)
1. C3 pathway (C3 चक्र)
2. C4 pathway (C4 चक्र)
1. C3 pathway (Calvin Cycle) C3 चक्र (केल्विन चक्र):-
→ In this, the first product of CO2 fixation is a 3 carbon compound (PGA). This cycle is universal i.e. C3-cycle is found in all plants. Plants in which only C3-cycle is found are called C3-plants.
[इसमें CO2 स्थिरीकरण का पहला उत्पाद C3 अम्ल (PGA) होता है। यह चक्र सार्वभौमिक है अर्थात् C3-चक्र सभी पौधों में पाया जाता है। जिन पौधों में केवल C3-चक्र पाया जाता है उन्हें C3-पौधे कहते हैं।]
→ Calvin pathway occurs in all photosynthetic plants (C3 or C4 or CAM plants). It has 3 stages: carboxylation, reduction and regeneration.
(कैल्विन पाथवे सभी प्रकाश संश्लेषी पौधों (C3 या C4 या CAM पौधों) में होता है। इसके 3 चरण होते हैं: कार्बोक्सीलिकरण, अपचयन और पुनरुद्धभवन।)
→ It occurs in the stroma of the chloroplast.
(यह क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है।)
→ The Nobel Prize in Chemistry 1961 was awarded to Melvin Calvin for his research on the carbon dioxide assimilation in plants.
(रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार 1961 में मेल्विन कैल्विन को पौधों में कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरीकरण पर उनके शोध के लिए प्रदान किया गया था।)
a. Carboxylation of RuBP (RuBP का कार्बोक्सिलीकरण):-
- It is the most crucial step in which CO2 is fixed by RuBP (ribulose bisphosphate) to two 3-PGA molecules in presence of the enzyme RuBis CO.
[यह सबसे महत्वपूर्ण चरण है जिसमें RuBP कार्बोक्सिलेज एंजाइम की उपस्थिती में RuBP (राइबुलोज बिस्फॉस्फेट) के द्वारा CO2 को दो 3-PGA अणुओं के रूप में स्थिर किया जाता है।]
- RuBP (a 5-carbon ketone sugar) is the primary acceptor of CO2.
[RuBP (एक 5-कार्बन कीटोन शर्करा) CO2 का प्राथमिक ग्राही होता है।]
- RuBisCO is the most abundant protein on Earth.
(RuBisCO पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला प्रोटीन है।)
- RuBisCO has a dual nature as this enzyme undergoes carboxylation as well as oxidation. Hence it is called Ribulose Bisphosphate Carboxylase-Oxygenase (RuBisCO). Its oxidizing action is responsible for photorespiration.
[RuBisCO की प्रकृति दोहरी है क्योंकि यह एंजाइम कार्बोक्सिलेशन के साथ-साथ ऑक्सीकरण से भी गुजरता है। इसलिए इसे रिबुलोज बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज-ऑक्सीजिनेज (RuBisCO) कहा जाता है। इसकी ऑक्सीकरण क्रिया प्रकाश श्वसन के लिए उत्तरदायी है।]
b. Reduction (अपचयन):-
Ø यह ग्लूकोज निर्माण के लिए अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है।
(It is a series of reactions leading to the glucose formation.)
Ø यहाँ प्रति CO2 अणु, फॉस्फोरिलीकरण के लिए 2 ATP अणुओं और अपचयन के लिए 2 NADPH अणुओं का उपयोग किया जाता है।
(Here, 2 ATP molecules for phosphorylation and two of NADPH for reduction per CO2 molecule are used.)
Ø पाथवे से एक ग्लूकोज अणु को निकालने के लिए 6 CO2 अणुओं के स्थिरीकरण और केल्विन चक्र की 6 बार पुनरावर्ती आवश्यक होती है।
(Fixation of 6 CO2 molecules and 6 turns of the cycle are required for the removal of one glucose molecule from the pathway.)
c. Regeneration of RuBP (RuBP का पुनरुद्धभवन):-
Ø यह कैल्विन चक्र को जारी रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
(It is crucial for continuation of the cycle.)
Ø RuBP बनाने के लिए फॉस्फोरिलीकरण के लिए एक ATP की आवश्यकता होती है।
(It requires one ATP for phosphorylation to form RuBP.)
Ø इसलिए प्रत्येक CO2 अणु के लिए, 3 ATP अणु और 2 NADPH आवश्यक होते हैं।
(Hence for every CO2 molecule, 3 ATP molecules and 2 NADPH are required.)
Ø ग्लूकोज के एक अणु के निर्माण के लिए कैल्विन चक्र की 6 बार पुनरावर्ती की आवश्यकता होती है।
(To make one molecule of glucose 6 turns of the cycle are required.)
Quantum Requirement (क्वान्टम आवश्यकता):- The number of photons required to release one molecule of oxygen in photosynthesis is called as quantum requirement.
(प्रकाश संश्लेषण में ऑक्सीजन के एक अणु को मुक्त करने के लिए आवश्यक फोटॉनों की संख्या को क्वांटम आवश्यकता कहा जाता है।)
Quantum Yield (क्वान्टम उपज):- The number of oxygen molecule released per photon of light in photosynthesis is called as quantum yield. It is considered 12% for photosynthesis.
(प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश के प्रति फोटॉन निकलने वाले ऑक्सीजन अणुओं की संख्या को क्वांटम उपज कहा जाता है। प्रकाश संश्लेषण के लिए इसे 12% माना जाता है।)
2. C4 pathway (Hatch and Slack Pathway) C4 चक्र (हैच व स्लैक चक्र):-
→ In this, first product is a C4 acid (OAA). Plants that have both C3 and C4 cycles are called C4-plants.
[इसमें पहला उत्पाद C4 अम्ल (OAA) होता है। ऐसे पौधे जिनमें C3 व C4 दोनों चक्र पाये जाते हैं, C4 – पौधे कहलाते हैं।]
→ It is found in plants like maize, sugarcane, jowar etc. These are called C4 plants.
(यह मक्का, गन्ना, ज्वार आदि पौधों में पाया जाता है। इन्हें C4 पौधे कहते हैं।)
→ Kranz anatomy is found in C4 plants.
(C4 पौधों में Kranz anatomy पायी जाती है।)
→ Kranz anatomy (क्रैंज औतिकी):- Large cells are found around the vascular bundle of C4 plants called as bundle sheath cells.
(C4 पौधों के संवहन पूल के चारों ओर बड़ी कोशिकाएं पायी जाती हैं जिन्हें पूल आच्छद कोशिकाएं कहते हैं।)
→ The C4 cycle occurs in the mesophyll cell while the C3 cycle occurs in the bundle sheath cell.
(C4 चक्र पर्ण मध्योत्तक कोशिका में होता है जबकि C3 चक्र पूल आच्छद कोशिका में होता है।)
→ The main purpose of the C4 cycle is to increase the concentration of CO2 near the RuBisCO enzyme to prevent photorespiration.
(C4 चक्र का मुख्य उद्देश्य RuBisCO एंजाइम के पास CO2 की सांद्रता को बढ़ाना है ताकि प्रकाश श्वसन को रोका जा सके।)
→ CO2 is fixed by the PEP carboxylase enzyme also known as PEPCase. This fixation leads to the formation of the first stable compound, OAA (Oxalo Acetic Acid) containing 4 carbons.
[CO2 का स्थिरीकरण PEP कार्बोक्सीलेज एंजाइम द्वारा किया जाता है जिसे PEPCase भी कहते हैं। इस स्थिरीकरण से पहला स्थायी यौगिक 4 कार्बन युक्त OAA (ओक्जेलो ऐसीटिक अम्ल) बनता है।]
Difference between C3 and C4 Plants (C3 व C4 पौधों में अन्तर):-
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