উদ্ভিদের শ্বসন ও শক্তি বিপাক

উদ্ভিদ প্রাণীদের মতোই শ্বসন করে, সালোকসংশ্লেষণে উৎপন্ন শর্করাকে জারিত করে শক্তি এবং কার্বন কঙ্কাল মুক্ত করে যা বৃদ্ধির চালিকা শক্তি, যার মধ্যে বিকল্প শ্বসন পথের মতো স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

Definition

উদ্ভিদের শ্বসন হল জৈব অণুগুলির জারণমূলক ভাঙ্গন যা ATP হিসাবে শক্তি মুক্ত করে এবং কার্বন কঙ্কাল সরবরাহ করে, এবং শক্তি বিপাক হল পথগুলির একটি বিস্তৃত নেটওয়ার্ক যা উদ্ভিদে রাসায়নিক শক্তি সঞ্চয়, স্থানান্তর এবং ব্যবহার করে।

Scope

এই বিষয়টিতে গ্লাইকোলাইসিস, ট্রাইকার্বক্সিলিক অ্যাসিড (TCA) চক্র, উদ্ভিদে মাইটোকন্ড্রিয়াল ইলেকট্রন পরিবহন এবং অক্সিডেটিভ ফসফোরিলেশন, সাইটোসোলিক ও প্লাস্টিডিক পথ, এবং বিকল্প অক্সিডেজ ও সালোকসংশ্লেষের সাথে শ্বসনের মিথস্ক্রিয়া সহ উদ্ভিদ-নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত।

Core questions

• গ্লাইকোলাইসিস এবং TCA চক্র কীভাবে শর্করা ভেঙে শক্তি মুক্ত করে?
• মাইটোকন্ড্রিয়াল ইলেকট্রন পরিবহন কীভাবে ATP উৎপন্ন করে এবং এটি কীভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়?
• উদ্ভিদ-নির্দিষ্ট বিকল্প অক্সিডেজ পথের ভূমিকা কী?

Key theories

অক্সিডেটিভ ফসফোরিলেশন

শ্বসনমূলক সাবস্ট্রেটের জারণ থেকে ইলেকট্রন মাইটোকন্ড্রিয়াল ইলেকট্রন-পরিবহন শৃঙ্খল বরাবর প্রবাহিত হয়, প্রোটন পাম্প করে যার ATP সিন্থেসের মাধ্যমে প্রত্যাবর্তন কোষের বেশিরভাগ ATP উৎপন্ন করে।

উদ্ভিদে শ্বসনমূলক নমনীয়তা

উদ্ভিদের অতিরিক্ত, শক্তি-সংরক্ষণকারী নয় এমন পথ রয়েছে — বিশেষ করে বিকল্প অক্সিডেজ — যা প্রধান শৃঙ্খল সীমাবদ্ধ থাকলেও শ্বসনকে চালিয়ে যেতে দেয়, অতিরিক্ত শক্তি অপচয় করে এবং বিপাককে ভারসাম্যপূর্ণ রাখে।

Mechanisms

সাইটোসোলে গ্লাইকোলাইসিস গ্লুকোজকে পাইরুভেটে রূপান্তরিত করে, ATP এবং NADH উৎপন্ন করে; পাইরুভেট মাইটোকন্ড্রিয়নে প্রবেশ করে যেখানে TCA চক্র এটিকে সম্পূর্ণরূপে কার্বন ডাই অক্সাইডে জারিত করে, NADH এবং FADH2 উৎপন্ন করে। এই বিজারিত বাহকগুলি ইলেকট্রন-পরিবহন শৃঙ্খলকে পুষ্ট করে, যা প্রোটন পাম্প করে ATP সিন্থেসকে চালিত করে। উদ্ভিদের মাইটোকন্ড্রিয়াতে অতিরিক্তভাবে বিকল্প অক্সিডেজ এবং রোটেনন-অসংবেদনশীল ডিহাইড্রোজেনেজ থাকে যা শৃঙ্খলের কিছু অংশকে বাইপাস করে, যার ফলে আনুপাতিক ATP উৎপাদন ছাড়াই কার্বন প্রবাহ এবং রিডক্স ভারসাম্য বজায় থাকে।

Clinical relevance

শ্বসন নির্ধারণ করে যে একটি ফসলের সালোকসংশ্লেষিত পদার্থের কতটা সংগ্রহযোগ্য জৈববস্তু হিসাবে ধরে রাখা হয় এবং ফসল তোলার পরের ক্ষতি নিয়ন্ত্রণ করে, কারণ সঞ্চিত ফল, সবজি এবং শস্য শ্বসন চালিয়ে যায় এবং নষ্ট হয়; শ্বসন নিয়ন্ত্রণ শেলফ লাইফ বাড়ায়।

History

ক্রেবস-এর সাইট্রিক অ্যাসিড চক্রের ব্যাখ্যা এবং মিচেলের কেমিওস্মোটিক তত্ত্ব কোষীয় শ্বসনের কাঠামো স্থাপন করে, যা বিকল্প অক্সিডেজ এবং অন্যান্য উদ্ভিদ-নির্দিষ্ট শ্বসনমূলক উপাদানগুলির আবিষ্কারের মাধ্যমে উদ্ভিদে প্রসারিত হয়।

Key figures

• Hans Krebs
• Peter Mitchell

Seminal works

• buchanan2015
• taiz2015

Frequently asked questions

উদ্ভিদ কি রাতে শ্বসন করে?

হ্যাঁ; উদ্ভিদ দিনরাত অবিরাম শ্বসন করে তাদের কোষগুলিকে শক্তি যোগাতে, কিন্তু রাতে, সালোকসংশ্লেষণ ছাড়া, এই শ্বসনের ফলে কার্বন ডাই অক্সাইডের নিট নির্গমন এবং অক্সিজেনের গ্রহণ ঘটে।

বিকল্প অক্সিডেজ কী?

বিকল্প অক্সিডেজ হল একটি উদ্ভিদ শ্বসনমূলক এনজাইম যা ইলেকট্রনগুলিকে শক্তি-সংরক্ষণকারী শৃঙ্খলের অংশ বাইপাস করতে দেয়, শক্তিকে তাপ হিসাবে মুক্ত করে; এটি বিপাককে ভারসাম্যপূর্ণ রাখতে সাহায্য করে এবং কিছু উদ্ভিদে, ফুলের সুগন্ধকে উদ্বায়ী করতে তাপ উৎপন্ন করে।