સમજાવો: હેચ-સ્લેક પથ ક્યાં જોવા મળે છે?

(N/A) હેચ-સ્લેક પથ,જેને $C_{4}$ પથ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે શુષ્ક ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં અનુકૂલિત વનસ્પતિઓમાં જોવા મળે છે.
આ વનસ્પતિઓમાં $C_{4}$ ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ એ પ્રથમ $CO_{2}$ સ્થાપન નીપજ છે. તેઓ મુખ્ય જૈવસંશ્લેષણ પથ તરીકે $C_{3}$ પથ અથવા કેલ્વિન ચક્રનો ઉપયોગ કરે છે.
$C_{4}$ વનસ્પતિના પર્ણોની આંતરિક લાક્ષણિકતાઓ:
$(1)$ $C_{4}$ વનસ્પતિઓ વિશિષ્ટ પ્રકારની પર્ણ અંતઃસ્થ રચના ધરાવે છે અને તે ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.
$(2)$ તેઓ વધુ પ્રકાશની તીવ્રતા પ્રત્યે પ્રતિભાવ આપે છે.
$(3)$ તેમાં પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) નામની પ્રક્રિયાનો અભાવ હોય છે.
$(4)$ તેઓ વધુ જૈવભાર (biomass) ઉત્પાદકતા ધરાવે છે.
$(5)$ પર્ણના ઊભા છેદમાં,મધ્યપર્ણ (mesophyll) કોષો ચોક્કસ ગોઠવણીમાં જોવા મળે છે.
$(6)$ $C_{4}$ વનસ્પતિઓમાં વાહકપુલની આસપાસના મોટા કોષોને પુલકંચુક (bundle sheath) કોષો કહેવાય છે,અને આવા પર્ણો 'ક્રાન્ઝ' (Kranz) અંતઃસ્થ રચના ધરાવે છે તેમ કહેવાય છે.
$(7)$ અહીં 'ક્રાન્ઝ' નો અર્થ 'માળા' (wreath) થાય છે જે કોષોની ગોઠવણી દર્શાવે છે.
$(8)$ પુલકંચુક વાહકપુલની આસપાસ અનેક સ્તરો ધરાવી શકે છે.
$(9)$ આ કોષોમાં મોટી સંખ્યામાં હરિતકણ,વાયુ વિનિમય માટે અભેદ્ય જાડી દીવાલ અને આંતરકોષીય અવકાશનો અભાવ હોય છે.
$(10)$ જો આપણે મકાઈ કે જુવાર જેવી $C_{4}$ વનસ્પતિના પર્ણનો છેદ લઈએ,તો આપણે ક્રાન્ઝ અંતઃસ્થ રચના અને મધ્યપર્ણ કોષોનું વિતરણ જોઈ શકીએ છીએ.
$C_{4}$ પથના તબક્કાઓ:
તબક્કો $1$: વાતાવરણીય $CO_{2}$ મધ્યપર્ણ કોષોમાં પ્રવેશે છે જ્યાં પ્રાથમિક $CO_{2}$ ગ્રાહક $3-$કાર્બન અણુ ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ છે. આ $CO_{2}$ સ્થાપન માટે જવાબદાર ઉત્સેચક $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPcase)$ છે. મધ્યપર્ણ કોષોમાં $RuBisCO$ નો અભાવ હોય છે. $C_{4}$ એસિડ $OAA$ બને છે: $CO_{2} + PEP \xrightarrow{PEPcase} OAA$.
તબક્કો $2$: $OAA$ મધ્યપર્ણ કોષોમાં મેલિક એસિડ અથવા એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા અન્ય $4-$કાર્બન સંયોજનો બનાવે છે,જે પુલકંચુક કોષોમાં વહન પામે છે. પુલકંચુક કોષોમાં આ $C_{4}$ એસિડનું વિઘટન થઈ $CO_{2}$ અને $3-$કાર્બન અણુ (પાયરુવિક એસિડ) મુક્ત થાય છે.
તબક્કો $3$: $3-$કાર્બન અણુ પાછો મધ્યપર્ણ કોષોમાં વહન પામે છે જ્યાં તે $ATP$ ની હાજરીમાં ફરીથી $PEP$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,આમ ચક્ર પૂર્ણ થાય છે.
તબક્કો $4$: પુલકંચુક કોષોમાં મુક્ત થયેલ $CO_{2}$ $C_{3}$ અથવા કેલ્વિન પથમાં પ્રવેશે છે. પુલકંચુક કોષોમાં રિબ્યુલોઝ બાયફોસ્ફેટ કાર્બોક્સિલેઝ-ઓક્સિજનેઝ $(RuBisCO)$ ઉત્સેચક ભરપૂર હોય છે પરંતુ $PEPcase$ નો અભાવ હોય છે.