Category: Biology Second Paper

এক মোল গ্লুকোজ পোড়ালে ৬৮৬ কিলোক্যালরী বা ২৮৭০ কিলো জুল শক্তি উৎপন্ন হয়। কিন্তু বায়োলজিক্যাল পদ্ধতিতে মাত্র ৩৬০ কিলোক্যালরী শক্তি পাওয়া যায়। বাকি শক্তি তাপ শক্তি হিসেবে নষ্ট হয়ে যায়। প্রতিটি ATP হতে ১০ কিলোক্যালরী হিসেবে ৩৬টি ATP থেকে ৩৬০ কিলোক্যালরী শক্তি পাওয়া যায়। ফলে গ্লুকোজের কর্মক্ষমতা = (360×100) ÷ 686 = 52.47%। অনেকের মতে ৪০%।

আধুনিক মতে উৎপাদিত ATP এর পরিমাণ

2 ATP + 2 NADPH₂ + 2 NADPH₂ + 2 ATP + 2 FADH₂+ 6 NADPH₂

= 2 ATP +2×2.5 ATP +2×2.5 ATP +2 ATP +2×1.5 ATP +6×2.5 ATP

= 32 ATP

ফলে গ্লুকোজের কর্মক্ষমতা = (320×100) ÷ 686 =  46.65%

আধুনিক ধারণায়, ১ অণু গ্লুকোজ সম্পূর্ণরুপে জারিত হয়ে ৩৬টি ATP উৎপন্ন হয়। ১টি ATP তৈরীর জন্য ৮.১৫ কিলোক্যালোরী বা ৩৪.২৩ কিলো জুল শক্তি প্রয়োজন হয়। তাহলে, ৩৬টি ATP তৈরীর জন্য 36×8.15 = 293.4 কিলোক্যালোরী বা 36×34.23 = 1232.28 কিলো জুল (পুরানো ধারণা ৮.৩ কিলো জুল) শক্তি প্রয়োজন হয়। ১৮০ গ্রাম গøুকোজে ৬৮৬ কিলোক্যালোরী শক্তি থাকে, এর মধ্যে ৩৬টি ATP তৈরীতে ২৯৩.৪ কিলোক্যালোরী বা ১২৩২.২৮ কিলো জুল শক্তি দরকার হয়। অবশিষ্ট (৬৮৬–২৯৩.৪) ৩৯২.৬ কিলোক্যালোরী বা ১৬৪৮.৯২ কিলো জুল তাপশক্তি হিসেবে পরিবেশে মুক্ত হয়। অর্থাৎ মোট শক্তির প্রায় ৪৫% ATP তৈরীতে ব্যবহার হয় এবং ৫৫% তাপশক্তি হিসেবে নির্গত হয়।

১। NADH-Q রিডাক্টেজঃ একটি ২৬ সাব–ইউনিট যৌগ।

২। সাইটোক্রোম রিডাক্টেজঃ একটি ১০ সাব–ইউনিট যৌগ।

৩। সাইটোক্রোম অক্সিডেজঃ একটি ৮ সাব–ইউনিট যৌগ।

৪। সাইটোক্রোম–স ঃ একটি ছোট প্রোটিন। 

    ** ইউবিকুইননঃ একটি নন–প্রোটিন যৌগ।

১। প্রথম ধাপঃ NADH₂ জারিত হয়ে উচ্চশক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন (e^–) ও শক্তি নির্গত হয়। নির্গত ইলেকট্রন  বাহক NADH-Q রিডাক্টেজ কর্তৃক গৃহীত হয়। এখানে উৎপন্ন শক্তি প্রোটনকে (H⁺) অন্তঃঝিল্লির বাইরে পাঠিয়ে দেয়। এখানে একটি ATP উৎপন্ন হয়।

২। দ্বিতীয় ধাপঃ ইলেকট্রন পরে NADH-Q রিডাক্টেজ হতে বাহক ইউবিকুইনন–এ (Co-Q) আসে। পরবর্তীতে ইলেকট্রন (e^–) ইউবিকুইনন হতে বাহক সাইটোক্রোম–বি তে পৌছে।

৩। তৃতীয় ধাপঃ FADH₂ জারিত হয়ে উচ্চশক্তি সম্পন্ন ইলেকট্রন (e^–) ও শক্তি নির্গত হয়। নির্গত ইলেকট্রন বাহক সাইটোক্রোম–বি কর্তৃক গৃহীত হয়। এখানে সৃষ্ট শক্তি প্রোটনকে (H⁺) আন্তঃঝিল্লির ফাঁকা স্থানে পাঠিয়ে দেয়। ইলেকট্রন পরে সাইটোক্রোম–বি হতে বাহক সাইটোক্রোম–সি তে আসে।

৪। চতুর্থ ধাপঃ সাইটোক্রোম–সি থেকে ইলেকট্রন (e^–) সাইটোক্রোম অক্সিডেজ–এ স্থানান্তরিত হয়। এখানে বিদ্যমান প্রোটনকে (H⁺) আন্তঃঝিল্লির ফাঁকা স্থানে পাঠানো হয়। সবশেষে ইলেকট্রন মাইটোকন্ড্রিয়ার ম্যাট্রিক্সে মুক্ত হয় এবং O₂ এর সাথে যুক্ত হয়ে H₂O পানি তৈরী করে।

৫। পঞ্চম ধাপঃ কেমি–অসমোসিস প্রক্রিয়ায় আন্তঃঝিল্লির ফাঁকা স্থান থেকে প্রোটন ATP সিনথেসেস–এর মধ্য দিয়ে পুনরায় ম্যাট্রিক্সে প্রবেশ করে। এখানে নির্গত শক্তি ADP ও Pi এর মিলন ঘটিয়ে ATP তৈরী করে।

৬। ষষ্ঠ ধাপঃ ইলেকট্রন (e^–) এবং প্রোটনকে (H⁺) ম্যাট্রিক্সে অবস্থিত অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে H₂O উৎপন্ন করে। ম্যাট্রিক্সে অক্সিজেনের শুন্যতা দেখা দিলে প্রক্রিয়াটি বন্ধ হয়ে যায়।

যে তন্ত্রের মাধ্যমে ইলেকট্রন এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয় এবং ইলেকট্রন প্রবাহ কালে ATP ও H₂O উৎপন্ন হয় তাকে ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট সিস্টেম বলে। একে রেসপিরেটরী চেইনও বলা হয়। এই প্রক্রিয়ার ইলেকট্রন প্রবাহিত হওয়ার সময় নির্দিষ্ট স্থানে স্থানে শক্তি নির্গত হয়। এই শক্তি ADP ও Pi এর মিলন ঘটিয়ে ATP তৈরী করে। এভাবে জারণ প্রক্রিয়ায় নির্গত শক্তির সাহায্যে ATP তৈরী হওয়াকে অক্সিডেটিভ ফসফোরাইলেশন বলে।

ADP + Pi→ ATP

কতকগুলো ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট প্রোটিন মিলে মাল্টি–প্রোটিন গঠন করে। মাইটোকন্ড্রিয়ার অন্তঃঝিল্লিতে চারটি মাল্টি–প্রোটিন থাকে (শক্তির ক্রম অনুসারে) এবং ইলেকট্রন স্থানান্তর করে। এ প্রক্রিয়ায় NADH₂, NADPH₂, FADH₂ I FADPH₂ জারিত হয়ে NAD, NADP, FAD I FADP তে পরিনত হয় এবং শক্তি নির্গত করে। এই শক্তির প্রভাবে ADP ও Pi এর মিলন ঘটিয়ে ATP তৈরী হয়। সাধারণত প্রতিটি FADH₂ বা FADPH₂ হতে ২টি করে এবং প্রতিটি NADH₂ বা NADPH₂ হতে ৩টি করে তৈরী হয়। [আধুনিক মতে,   NADH₂ = 2.5 ATP,   FADH₂ = 1.5 ATP]

১। গ্লাাইকোলাইসিসঃ গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন ধরনের এনজাইমের কার্যকারীতায় এক অণু গ্লূকোজ ধাপে ধাপে ভেঙ্গে দুই অণু পাইরুভিক এসিডে পরিনত হয়। এই প্রক্রিয়ায় ৮টি ATP উৎপন্ন হয়। গ্লাইকোলাইসিসে যে ATP ও NADPH+H+ উৎপন্ন হয় তা মোট সুপ্তশক্তির ১৭%। এর মধ্যে মাত্র ৪% ব্যয় হয় এবং প্রায় ৮০% শক্তি পাইরুভিক এসিডের মধ্যে জমা থাকে।
২। অ্যাসিটাইল কো-এ তৈরীঃ এ ধাপে পাইরুভিক এসিড Co-A এর সাথে বিক্রিয়া করে অ্যাসিটাইল কো-এ তৈরী করে। এই প্রক্রিয়ায় ৬টি ATP উৎপন্ন হয়।
৩। ক্রেব্স চক্রঃ ক্রেব্স চক্রে অ্যাসিটাইল কো-এ থেকে অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড উৎপন্ন হয় । এই প্রক্রিয়ায় ২৪টি ATP উৎপন্ন হয়।
গ্লুকোজের কর্মক্ষমতাঃ শ^সন প্রক্রিয়ায় এক মোল গ্লুকোজ পোড়ালে ৬৮৬ কিলোক্যালরী শক্তি উৎপন্ন হয়। কিন্তু বায়োলজিক্যাল পদ্ধতিতে মাত্র ৩৬০ কিলোক্যালরী শক্তি পাওয়া যায়। বাকি শক্তি তাপ শক্তি হিসেবে নষ্ট হয়ে যায়। প্রতিটি ATP হতে ১০ কিলোক্যালরী হিসেবে ৩৬টি ATP হতে ৩৬০ কিলোক্যালরী শক্তি পাওয়া যায়। ফলে গ্লুকোজের কার্যক্ষমতা = (360×100) ÷ 686 = 52.48%|
আধুনিক মতে উৎপাদিত ATP এর পরিমাণ
2 ATP + 2 NADPH2 + 2 NADPH2 + 2 ATP + 2 FADH2+ 6 NADPH2
= 2 ATP +2×2.5 ATP +2×2.5 ATP +2 ATP +2×1.5 ATP +6×2.5 ATP
= 32 ATP
ফলে গ্লুকোজের কার্যক্ষমতা = (320×100) ÷ 686 = 46.65%

১। কোষের বয়সঃ মাঝারি বয়সের কোষে শ^সন বেশি ঘটে। বেশি বয়স এবং কম বয়সের কোষে শ্বসন হার কম হয়।

২। প্রোটোপ্লাজমের ঘনত্বঃ কোষের প্রোটোপ্লাজমের ঘনত্ব বেশি হলে শ্বসন হার বেশি হয়।

৩। কোষস্থ পানিঃ কোষস্থ পানির পরিমাণ বেশি হলে শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়।

৪। এনজাইমঃ শ^সন প্রক্রিয়ায় বিভিন্ন ধরনের এনজাইম ব্যবহার হয়। এনজাইমের কার্যকারীতায় শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়।

৫। শ্বসনিক বস্তুঃ শ^সনিক বস্তুর স্থিতিশক্তি গতি শক্তিতে রুপান্তরিত হয়। শ্বসনিক বস্তু শ্বসন হারকে বৃদ্ধি করে।

৬। অজৈব লবণঃ কোষে অজৈব লবণের পরিমাণ বেশি হলে শ^সন হার বৃদ্ধি পায় এবং কম হলে শ্বসন হার হ্রাস পায়। মাটিতে NaCl, KCl, CaCl ও MgCl এর দ্রবণের সরবরাহ বৃদ্ধি ঘটিয়ে শ^সন হার বৃদ্ধি করা যায়।

৭। জটিল খাদ্য দ্রব্যঃ সরল খাদ্য গ্লুকোজ শ^সন ক্রিয়ার প্রধান শ^সনিক বস্তু। বিভিন্ন বিক্রিয়ায় কোষস্থ জটিল খাদ্য গ্লুকোজে রুপান্তরিত হয়। তাই জটিল খাদ্য দ্রব্যের পরিমাণ ও প্রকৃতি শ^সন প্রক্রিয়ার হারকে নিয়ন্ত্রণ করে।

৮। আঘাতঃ উদ্ভিদ দেহে আঘাত বা ঘর্ষণের কারণে শ্বসন বৃদ্ধি পায়।

১। আলোঃ আলো শ্বসন ক্রিয়ার উপর তেমন কোন প্রভাব ফেলে না। তবে দিনের বেলায় উদ্ভিদ দেহে শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়।
২। অক্সিজেনঃ অক্সিজেন ছাড়া সবাত শ^সন অচল। অক্সিজেনের পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে সবাত শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়। কিন্তু অবাত শ^সনে অক্সিজেন প্রয়োজন হয় না।
৩। পানিঃ শ্বসন ক্রিয়া পানি দ্বারা প্রভাবিত হয়। পানি সরবরাহ বৃদ্ধি পেলে শ্বসন হার বেড়ে যায়।
৪। তাপমাত্রাঃ ০ ডিগ্রী সে তাপমাত্রায় শ্বসন হার খুবই কম। ২০-৩৫ ডিগ্রী সে তাপমাত্রায় শ্বসন হার সবচেয়ে ভাল এবং ৪৫ ডিগ্রী সে তাপমাত্রায় শ্বসন হার বেশ কম। অর্থাৎ তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়। কিন্তু একটি নির্দিষ্ট সীমার পর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলেও শ্বসন হার বৃদ্ধি পায় না।
৫। কার্বন ডাই অক্সাইডঃ শ^সনে CO2 উপজাত পদার্থ। কার্বন ডাই অক্সাইডের ঘনত্ব বৃদ্ধি পেলে শ্বসন হার হ্রাস পায়।
৬। রোগঃ রোগাক্রান্ত উদ্ভিদে ATP বেশি প্রয়োজন হয় এবং শ্বসন হার বৃদ্ধি পায়।
৭। আঘাতঃ আঘাত প্রাপ্ত টিস্যুতে কোষ বিভাজন দ্রুততর হয়। তাই আঘাত প্রাপ্ত স্থানে শ^সন হার বেড়ে যায়।
৮। অজৈব লবণঃ কিছু ক্ষেত্রে অজৈব লবণ শ^সন হার বৃদ্ধি করে। উদ্ভিদকে লবণের দ্রবণে ডুবিয়ে রাখলে শ^সন হার বেড়ে যায়।
৯। যান্ত্রিক প্রভাবঃ উদ্ভিদের পাতা বা শাখাকে ঘষলে বা শক্তি প্রয়োগ করলে শ^সন হার বৃদ্ধি পায়।
১০। রাসায়নিক পদার্থঃ ক্লোরোফর্ম, ইথার, অ্যালকোহল, অ্যাসিটন প্রভৃতি অল্প পরিমাণে প্রয়োগ করলে শ^সন হার বৃদ্ধি পায়। কিন্ত এসব পদার্থ বেশি মাত্রায় প্রয়োগ করলে শ^সন বন্ধ হয়ে যায়।

১। RQ দ্বারা শ^সনের প্রকৃতি বুঝা যায়, প্রক্রিয়াটি সবাত শ^সন না ফার্মেন্টেশন।

২। RQ-এর মান দ্বারা শ^সনিক বস্তুর প্রকৃতি জানা যায়। RQ-এর মান ১ হলে শ^সনিক বস্তু শর্করা হবে, RQ-এর মান ১ এর কম হলে শ^সনিক বস্তু প্রোটিন বা লিপিড হবে, RQ-এর মান ১ এর বেশি হলে শ^সনিক বস্তু জৈব এসিড হবে।

৩। RQ-এর মান দ্বারা বুঝা যায় জীব অভুক্ত না খাবার গ্রহণ করেছে।

৪। ব্যায়াম করলে শরীরে O₂ এর ঘাটতি হয় এবং RQ-এর মান বাড়ে, আবার ব্যায়ামের পর শরীরে O₂ এর ঘাটতি পূরণ হয় এবং RQ-এর মান কমে।

৫। অ্যাসিডোসিস-এ শ্বাসক্রিয়া বৃদ্ধি পায়, CO₂ বেশি নির্গত হয় এবং RQ-এর মান বাড়ে। কিন্তু অ্যালকালোসিস-এ শ। শ্বাসক্রিয়া  হ্রাস পায়, CO₂ কম নির্গত হয় এবং RQ-এর মান কমে। আবার মধুমেহ বা ডায়াবেটিস রোগে RQ-এর মান কম হয়।

৬। গ্লুকোনিওজেনেসিস প্রক্রিয়ায় প্রোটিন বা চর্বি থেকে শর্করা তৈরীর সময় O₂ বেশি এবং CO₂ কম উৎপন্ন হয়। তাই RQ-এর মান ১ এর কম হয়।

শ্বসন ক্রিয়ায় নির্গত CO₂ এবং গৃহীত O₂ এর অনুপাতকে শ্বসনিক হার বা RQ বলে। শ্বসনে নির্গত CO₂ এর পরিমাণ বেশি হলে শ্বসন হার বাড়ে এবং নির্গত CO₂ এর পরিমাণ কম হলে শ্বসন হার কমে।

শ্বসন হার হলো-গ্লুকোজ ১.০০,  ম্যালিক এসিড ১.৩৩, ওলিক এসিড ০.৭১, চর্বি ০.৭০, আমিষ ০.৮৩,  টারটারিক এসিড ১.৬, অ্যালানিন ০.৮৩,  পামিটিক এসিড ০.৭।

১। ক্রেব্স চক্র হলো শক্তি উৎপাদনের প্রধান কেন্দ্র। এই শক্তি বিভিন্ন ধরনের বিপাকীয় কাজ- খনিজ লবণ শোষণ, পানি শোষণ, পরিবহন, চলন, বৃদ্ধি, পুষ্পায়ন প্রভৃতিতে ব্যবহার হয়।

২। এই চক্রে উৎপন্ন α-কিটোগ্লুটারিক এসিড ও অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড নাইট্রোজেন বিপাকে সাহায্য করে।

৩। এই প্রক্রিয়া অ্যামাইনো এসিড উৎপাদনের সাথে জড়িত।

৪। এ চক্রে উৎপন্ন বিভিন্ন ধরনের জৈব এসিড বিপাক কাজে ব্যবহার হয়।

৫। এই চক্রে সাকসিনিল কো-এ উৎপন্ন হয়। সাকসিনিল কো-এ হলো ক্লোরোফিল, সাইটোক্রোম, হিমোগ্লোবিন, ফাইকোবিলিন প্রভৃতি তৈরীর অন্যতম উপাদান।

৬। এই চক্রের মাধ্যমে জীব CO₂ নির্গত করে।

৭। প্রতি অণু গ্লুকোজ জারিত হয়ে ২৪টি ATP উৎপন্ন করে।

৮। অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড হতে পাইরিমিডিন ও অ্যালকালয়েড তৈরী করা হয়।

৯। ক্রেবস চক্রের মাধ্যমে কার্বোহাইড্রেট, ফ্যাটি এসিড এবং অ্যামাইনো এসিডের জারণ ঘটে।

১০। বিজারিত কো-এনজাইম NADH+H⁺ ও  FADH₂ ক্রেবস চক্রের মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয়।

১১। এই চক্রটি শর্করা বিপাকের সাথে নাইট্রোজেন বিপাকের সংযোগ ঘটায়।

১২। এই চক্রে উপচিতি এবং অপচিতি উভয় ক্রিয়া ঘটে বলে একে অ্যাম্ফিবোলিক পথ বলা হয়।

১৩। এই চক্রটি গ্লাইঅক্সিলেট চক্রের সঙ্গে যোগসূত্র রচনা করে।