Transport of gases Questions in Hindi

(B) रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन दो रूपों में होता है:
$1$. ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में: लगभग $97\%$ $O_2$ का परिवहन लाल रक्त कोशिकाओं (RBCs) द्वारा हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर होता है।
$2$. घुलित रूप में: लगभग $3\%$ $O_2$ रक्त प्लाज्मा के माध्यम से घुलित अवस्था में ले जाया जाता है।

(C) हीमोग्लोबिन चार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं ($2 \alpha$ और $2 \beta$) से बना होता है जिसमें हीम एक प्रोस्थेटिक समूह के रूप में होता है।
हीम एक आयरन $(Fe^{2+})$ युक्त पोर्फिरिन रिंग है।
एक हीमोग्लोबिन अणु चार ऑक्सीजन अणुओं के साथ जुड़ता है,प्रत्येक हीम समूह के लिए एक,और ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $Hb + 4O_2 \rightleftharpoons Hb(O_2)_4$.

(B) हीमोग्लोबिन $(Hb)$ दो मुख्य भागों से बना होता है: हीम समूह और ग्लोबिन प्रोटीन श्रृंखला।
$CO_2$ हीम समूह में मौजूद आयरन $(Fe^{2+})$ से नहीं जुड़ता है,क्योंकि वह $O_2$ के जुड़ने का स्थान है।
इसके बजाय,$CO_2$ ग्लोबिन प्रोटीन श्रृंखला के अमीनो समूह से जुड़कर कार्बामिनोहीमोग्लोबिन नामक यौगिक बनाता है।
इस अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: $Hb + CO_2 \rightleftharpoons HbCO_2$ (कार्बामिनोहीमोग्लोबिन)।

(D) ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र उन स्थितियों में बाईं ओर स्थानांतरित होता है जो हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के जुड़ाव के अनुकूल होती हैं,जो आमतौर पर कूपिकाओं (alveoli) में पाई जाती हैं।
इन स्थितियों में निम्नलिखित शामिल हैं:
$1$. उच्च $pO_2$
$2$. कम $pCO_2$
$3$. कम $H^+$ आयन सांद्रता (उच्च $pH$)
$4$. कम तापमान
इसके विपरीत,उच्च $H^+$ आयन सांद्रता (कम $pH$) वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित करती है,जो हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के वियोजन को बढ़ावा देती है (बोर प्रभाव)। इसलिए,उच्च $H^+$ आयन सांद्रता वक्र को बाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार नहीं है।

(D) $CO_2$ का $Hb$ (हीमोग्लोबिन) के साथ जुड़ने के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ,जो $Hb$ से $O_2$ के वियोजन को भी सुगम बनाती हैं,निम्नलिखित हैं:
$1$. उच्च $pCO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दाब)।
$2$. निम्न $pO_2$ (ऑक्सीजन का आंशिक दाब)।
$3$. उच्च $H^+$ सांद्रता (कम $pH$)।
$4$. उच्च तापमान।
ये स्थितियाँ आमतौर पर चयापचय रूप से सक्रिय ऊतकों में पाई जाती हैं,जिसके कारण ऑक्सीजन वियोजन वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है,जिसे बोहर प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

(D) सामान्य शारीरिक स्थितियों में, $100 \,ml$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त ऊतकों को $5 \,ml$ $O_2$ प्रदान करता है।
हालाँकि, कठिन व्यायाम की स्थिति में, ऊतकों को अधिक ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है और $100 \,ml$ रक्त ऊतकों को लगभग $15 \,ml$ $O_2$ प्रदान करता है।
चूंकि $1 \,\text{लीटर} = 1000 \,ml$ होता है, इसलिए $1000 \,ml$ रक्त के लिए ऑक्सीजन के परिवहन की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
यदि $100 \,ml$ रक्त $15 \,ml$ $O_2$ पहुँचाता है, तो $1000 \,ml$ रक्त $(15 \,ml / 100 \,ml) \times 1000 \,ml = 150 \,ml$ $O_2$ पहुँचाएगा।
अतः, कठिन परिश्रम की स्थिति में एक लीटर रक्त द्वारा परिवहन किए जाने वाले ऑक्सीजन की मात्रा लगभग $150 \,ml$ होती है।

(C) अभिकथन गलत है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन मुख्य रूप से बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ के रूप में होता है,न कि सोडियम बाइकार्बोनेट के रूप में।
कारण सही है क्योंकि लगभग $7\%$ $CO_2$ रक्त के प्लाज्मा में घुली हुई अवस्था में परिवहन होती है,जो प्रति $100 \; ml$ रक्त में लगभग $0.3 \; ml$ $CO_2$ के बराबर है।
अतः,सही उत्तर यह है कि अभिकथन गलत है,लेकिन कारण सही है।

(A) $CO_2$ का घुलनशीलता गुणांक $O_2$ की तुलना में $20-25$ गुना अधिक होता है।
इस उच्च घुलनशीलता के कारण,$CO_2$ का रक्त में अधिक कुशलता से परिवहन होता है।
$100 \; ml$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त में,$O_2$ की मात्रा लगभग $20 \; ml$ होती है,जबकि $CO_2$ की मात्रा लगभग $48 \; ml$ होती है।
इसलिए,मानव रक्त में हमेशा $O_2$ की तुलना में $CO_2$ की मात्रा अधिक होती है,और यह सीधे तौर पर $CO_2$ के उच्च घुलनशीलता गुणांक के कारण है।

(C) सामान्य शारीरिक स्थितियों में,$100 \; ml$ ऑक्सीजनयुक्त (धमनी) रक्त लगभग $19 \; ml$ $O_2$ का वहन करता है।
जब यह रक्त ऊतकों से गुजरता है,तो लगभग $5 \; ml$ $O_2$ ऊतकों को दिया जाता है,जिससे शिरायुक्त रक्त में $14.4 \; ml$ $O_2$ शेष रहता है।
इसका अर्थ है कि आराम की स्थिति में शिरायुक्त रक्त $75\%$ ऑक्सीजन से संतृप्त रहता है।
दिया गया कारण कथन 'व्यायाम' बनाम 'आराम' की स्थितियों के संदर्भ में थोड़ा गलत है,क्योंकि $25\%$ ऑक्सीजन का वितरण आराम की स्थिति के लिए मानक मान है,न कि व्यायाम के लिए (जहाँ वितरण काफी बढ़ जाता है)।
इसलिए,अभिकथन सही है,लेकिन 'व्यायाम' के उल्लेख के कारण कारण तकनीकी रूप से गलत है।

(C) ऑक्सीजन अणुओं की संख्या हीमोग्लोबिन अणुओं की संख्या के बराबर है। प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु $4$ ऑक्सीजन अणुओं तक के साथ जुड़ सकता है।
चूंकि $Hb$ के साथ ऑक्सीजन का बंधन प्रकृति में सहकारी (allosteric) होता है,इसलिए एक बार जब $1^{st}$ ऑक्सीजन अणु एक $Hb$ अणु के साथ जुड़ जाता है,तो उस $Hb$ अणु की बाद के ऑक्सीजन अणुओं के लिए आकर्षण शक्ति काफी बढ़ जाती है।
इसलिए,यदि हमारे पास $4$ $Hb$ अणु और $4$ ऑक्सीजन अणु हैं,तो $4$ ऑक्सीजन अणु अन्य $Hb$ अणुओं में वितरित होने के बजाय एक ही $Hb$ अणु के साथ तब तक जुड़ेंगे जब तक कि वह संतृप्त $(HbO_8)$ न हो जाए।
परिणामस्वरूप,कुल $Hb$ अणुओं का $1/4$ भाग $4$ ऑक्सीजन अणुओं के साथ पूरी तरह से संतृप्त हो जाएगा,जबकि शेष $3/4$ $Hb$ अणु खाली (अबंधित) रहेंगे।
इस प्रकार,लगभग एक-चौथाई $Hb$ अणु प्रत्येक चार ऑक्सीजन अणुओं के साथ बंधे होते हैं।

(A) मानव शरीर में $98.5 \%$ $O_{2}$ का परिवहन श्वसन वर्णक हीमोग्लोबिन द्वारा किया जाता है,जो रक्त के एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त कोशिकाओं) में मौजूद होता है।
हीमोग्लोबिन का एक अणु $O_{2}$ के चार अणुओं का वहन कर सकता है।

(A) एक स्वस्थ वयस्क मनुष्य में, हीमोग्लोबिन की औसत सांद्रता प्रति $100$ mL रक्त में $12-16$ ग्राम होती है。
हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में मौजूद एक लाल रंग का आयरन युक्त वर्णक है。
ये अणु श्वसन गैसों, विशेष रूप से ऑक्सीजन $(O_2)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं。

(B) अधिक ऊंचाई पर वायुमंडलीय ऑक्सीजन का स्तर कम होता है।
ऑक्सीजन के कम आंशिक दबाव की भरपाई करने के लिए,शरीर $RBCs$ का उत्पादन बढ़ाता है ताकि ऊतकों तक पर्याप्त ऑक्सीजन पहुंच सके।
इसलिए,समुद्र तल पर रहने वाले लोगों की तुलना में (लगभग $5 \; million/mm^3$) अधिक ऊंचाई पर रहने वाले लोगों में $RBCs$ की संख्या (लगभग $8 \; million/mm^3$) अधिक होती है।

(B) दिया गया ग्राफ ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र को दर्शाता है।
फेफड़ों में,$O_{2}$ का आंशिक दबाव $(pO_{2})$ उच्च होता है,जो हीमोग्लोबिन के साथ $O_{2}$ के बंधन को सुगम बनाता है,जिससे हीमोग्लोबिन की प्रतिशत संतृप्ति उच्च हो जाती है। यह वक्र पर बिंदु $A$ के अनुरूप है।
ऊतकों में,चयापचय गतिविधि के कारण $O_{2}$ का आंशिक दबाव $(pO_{2})$ कम होता है,जो ऑक्सीहीमोग्लोबिन से $O_{2}$ के वियोजन का कारण बनता है,जिससे संतृप्ति प्रतिशत कम हो जाता है। यह वक्र पर बिंदु $B$ के अनुरूप है।
इसलिए,$A$ फेफड़ों को दर्शाता है और $B$ ऊतकों को दर्शाता है।

(A) कार्बोनिक एनहाइड्रेज एक एंजाइम है जो लाल रक्त कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) में उच्च सांद्रता में मौजूद होता है।
यह $CO_2$ के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
ऊतकों द्वारा उत्पादित अधिकांश $CO_2$ रक्त में विसरित होकर एरिथ्रोसाइट्स में प्रवेश करती है,जहाँ यह कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम की उपस्थिति में पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाती है।
यह प्रतिक्रिया एरिथ्रोसाइट्स के अंदर बहुत तेजी से होती है,जो $CO_2$ को परिवहन के लिए बाइकार्बोनेट आयनों में बदलने में मदद करती है।
इसलिए,कथन $I$ सही है और कथन $II$ में वर्णित प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार है।

(D) हीमोग्लोबिन एक चतुर्थक प्रोटीन है जो चार पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं ($2 \alpha$ और $2 \beta$ श्रृंखलाओं) से बना होता है।
प्रत्येक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला एक हीम समूह के साथ जुड़ी होती है।
इसलिए,प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु में कुल $4$ हीम समूह होते हैं।

(A) कूपिकाओं में,ऑक्सीजन का आंशिक दबाव $(pO_{2})$ उच्च होता है और कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव $(pCO_{2})$ कम होता है।
ये स्थितियाँ ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाने के लिए हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के जुड़ने के लिए आदर्श हैं।
इसके अतिरिक्त,$H^{+}$ आयनों की कम सांद्रता (उच्च $pH$) और कम तापमान हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के जुड़ाव को और बढ़ावा देते हैं।
इसलिए,कूपिकाओं में अनुकूल स्थितियाँ उच्च $pO_{2}$,कम $pCO_{2}$,कम $H^{+}$ और कम तापमान हैं।

(A) मनुष्यों में,ऑक्सीजनयुक्त रक्त लगभग $97\%$ से $98\%$ ऑक्सीजन संतृप्ति के साथ फेफड़ों से बाहर निकलता है।
प्रत्येक $100 \ ml$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त में लगभग $20 \ ml$ $O_2$ होता है।
सामान्य शारीरिक स्थितियों के तहत,जब यह रक्त दैहिक ऊतकों तक पहुँचता है,तो यह प्रति $100 \ ml$ रक्त पर ऊतकों को लगभग $5 \ ml$ $O_2$ मुक्त करता है।
अतः,सही उत्तर $5 \ ml$ है।

(A) मानव शरीर में ऑक्सीजन $(O_2)$ का परिवहन मुख्य रूप से दो विधियों द्वारा होता है:
$1$. लगभग $97\%$ $O_2$ रक्त में मौजूद लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ द्वारा परिवहन किया जाता है,जहाँ यह हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है।
$2$. शेष $3\%$ $O_2$ रक्त प्लाज्मा में घुली हुई अवस्था में परिवहन किया जाता है।
अतः,प्लाज्मा द्वारा परिवहन और $RBCs$ द्वारा परिवहन का अनुपात $3\% : 97\%$ है।

(D) रक्त में $CO_2$ का परिवहन तीन रूपों में होता है:
$1$. बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ के रूप में: लगभग $70\%$ $CO_2$ इस रूप में परिवहनित होता है।
$2$. कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में: लगभग $20-25\%$ $CO_2$ $RBCs$ में हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर परिवहनित होता है।
$3$. प्लाज्मा में घुलित अवस्था में: लगभग $7\%$ $CO_2$ रक्त प्लाज्मा के माध्यम से घुलित अवस्था में ले जाया जाता है।
अतः,$RBCs$,$Plasma$ और $Bicarbonate$ के लिए सही क्रम क्रमशः $20-25\%$,$7\%$ और $70\%$ है।

(C) हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में मौजूद एक लाल रंग का आयरन युक्त वर्णक है।
प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु अधिकतम चार $O_2$ अणुओं का वहन कर सकता है।
हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ का जुड़ना मुख्य रूप से $O_2$ के आंशिक दबाव $(pO_2)$ से संबंधित है।
हालाँकि,हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ का जुड़ना एक प्रतिवर्ती (reversible) प्रक्रिया है,न कि अपरिवर्तनीय। यह प्रतिवर्तीता ऊतकों तक ऑक्सीजन के परिवहन और विमोचन के लिए आवश्यक है। इसलिए,यह कथन कि $O_2$ हीमोग्लोबिन के साथ अपरिवर्तनीय रूप से जुड़ता है,गलत है।

(B) हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ प्रतिशत संतृप्ति और ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ के बीच खींचे गए वक्र को ऑक्सीजन वियोजन वक्र के रूप में जाना जाता है।
यह वक्र आमतौर पर सिग्मॉइड ($S$-आकार का) होता है।
यह रक्त में हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण और ऑक्सीजन के आंशिक दबाव के बीच के संबंध को दर्शाता है।
इसलिए,सही विकल्प $B$ है।

(B) ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(PO_2)$ और हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संतृप्ति प्रतिशत के बीच के संबंध को ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) द्वारा दर्शाया जाता है।
यह वक्र प्रकृति में सिग्मॉइड (sigmoid) या $S$-आकार का होता है।
यह $S$-आकार का वक्र दर्शाता है कि जैसे-जैसे ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बढ़ता है,हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का बंधन तेजी से बढ़ता है जब तक कि यह एक पठार (plateau) तक नहीं पहुंच जाता,जो हीमोग्लोबिन अणु के चार हीम समूहों के साथ ऑक्सीजन के सहकारी बंधन को दर्शाता है।

(B) ऑक्सीहीमोग्लोबिन का निर्माण कूपिकाओं में होता है जहाँ ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ती है।
यह प्रक्रिया उन स्थितियों द्वारा अनुकूलित होती है जो ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता (affinity) को बढ़ाती हैं।
इन स्थितियों में शामिल हैं:
$1$. ऑक्सीजन का उच्च आंशिक दाब $(pO_2)$।
$2$. कार्बन डाइऑक्साइड का निम्न आंशिक दाब $(pCO_2)$।
$3$. हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ की निम्न सांद्रता (अर्थात उच्च pH)।
$4$. कम तापमान।
ये कारक ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) को बाईं ओर स्थानांतरित करते हैं,जिससे ऑक्सीजन का जुड़ना सुगम हो जाता है।

(C) ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन का वियोजन ऊतकों में मौजूद कई कारकों से प्रभावित होता है,जिसे बोर प्रभाव (Bohr effect) के रूप में जाना जाता है।
ऊतकों में,कोशिकीय श्वसन के कारण ऑक्सीजन का आंशिक दबाव $(pO_2)$ कम होता है,जबकि कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव $(pCO_2)$ अधिक होता है।
इसके अतिरिक्त,ऊतकों में चयापचय गतिविधि $H^+$ आयनों की सांद्रता को बढ़ाती है (जिससे $pH$ कम हो जाता है) और स्थानीय तापमान में भी वृद्धि करती है।
ये स्थितियाँ—निम्न $pO_2$,उच्च $pCO_2$,उच्च $H^+$ सांद्रता और उच्च तापमान—ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित करती हैं,जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन का ऊतकों में मुक्त होना आसान हो जाता है।

(C) एक स्वस्थ व्यक्ति में,प्रति $100 \,mL$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त में लगभग $20 \,mL \,O_2$ होता है।
सामान्य शारीरिक स्थितियों में,यह रक्त प्रत्येक परिसंचरण चक्र के दौरान ऊतकों को लगभग $5 \,mL \,O_2$ पहुँचाता है।
अतः,सही उत्तर $5 \,mL$ है।

(B) रक्त में $CO_2$ का परिवहन तीन रूपों में होता है:
$1$. प्लाज्मा में घुली हुई गैस के रूप में: लगभग $7\, \% \,CO_2$ प्लाज्मा के माध्यम से घुली हुई अवस्था में परिवहनित होती है।
$2$. कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में: लगभग $20-25\, \% \,CO_2$ हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बामिनोहीमोग्लोबिन बनाती है।
$3$. बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में: लगभग $70\, \% \,CO_2$ प्लाज्मा में बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ के रूप में परिवहनित होती है।
अतः,कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में परिवहनित होने वाली $CO_2$ का सही प्रतिशत $20-25\, \%$ है।

(C) कार्बामिनोहीमोग्लोबिन का निर्माण मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड $(pCO_2)$ और ऑक्सीजन $(pO_2)$ के आंशिक दबाव पर निर्भर करता है।
ऊतकों में चयापचय गतिविधियों के कारण $CO_2$ की सांद्रता अधिक और $O_2$ की सांद्रता कम होती है।
उच्च $pCO_2$ हीमोग्लोबिन के साथ $CO_2$ के बंधन को बढ़ावा देता है जिससे कार्बामिनोहीमोग्लोबिन बनता है।
इसके विपरीत,कम $pO_2$ हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण को कम करता है,जिससे ऊतकों को $O_2$ मुक्त करने में मदद मिलती है और हीमोग्लोबिन को $CO_2$ के साथ आसानी से जुड़ने की अनुमति मिलती है।

(D) कूपिकाओं में ऑक्सीजन का आंशिक दाब $(pO_2)$ उच्च होता है और कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दाब $(pCO_2)$ कम होता है।
हल्डेन प्रभाव (Haldane effect) के अनुसार,फेफड़ों में हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का जुड़ना कार्बामिनोहीमोग्लोबिन से $CO_2$ के वियोजन को बढ़ावा देता है।
उच्च $pO_2$ हीमोग्लोबिन के ऑक्सीजनेशन को सुगम बनाता है,जो कार्बामिनो यौगिकों से $CO_2$ को विस्थापित कर देता है।
कूपिकाओं में कम $pCO_2$ एक सांद्रता प्रवणता (concentration gradient) बनाता है जो $CO_2$ को रक्त से बाहर निकलकर कूपिकाओं में जाने की अनुमति देता है,ताकि इसे उच्छ्वसन (exhalation) द्वारा बाहर निकाला जा सके।
अतः,कार्बामिनोहीमोग्लोबिन से $CO_2$ के वियोजन के लिए $pCO_2$ कम और $pO_2$ उच्च होना आवश्यक है।

(A) अभिक्रिया $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+$ लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में होती है।
यह अभिक्रिया कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
कार्बोनिक एनहाइड्रेज एक जिंक युक्त एंजाइम है जो $CO_2$ के जलयोजन को सुगम बनाकर कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है और बाद में इसका बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ में विघटन करता है।
इस उत्क्रमणीय अभिक्रिया के दोनों चरण एक ही एंजाइम,कार्बोनिक एनहाइड्रेज द्वारा उत्प्रेरित होते हैं।
इसलिए,$P$ और $Q$ दोनों कार्बोनिक एनहाइड्रेज का प्रतिनिधित्व करते हैं।

(C) अभिक्रिया $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$ कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
ऊतक स्तर पर,उच्च $pCO_2$ के कारण $HCO_3^-$ और $H^+$ आयनों का निर्माण होता है,जिन्हें फेफड़ों तक ले जाया जाता है।
फुफ्फुसीय (कूपिका) स्तर पर,कम $pCO_2$ के कारण यह अभिक्रिया विपरीत दिशा में चलती है,जिससे $CO_2$ और $H_2O$ बनते हैं,जिन्हें बाहर निकाल दिया जाता है।
अतः,यह अभिक्रिया ऊतक और फुफ्फुसीय दोनों स्तरों पर होती है।

(B) अभिक्रिया $H^+ + HCO_3^- \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow H_2O + CO_2$ बाइकार्बोनेट आयनों के कार्बन डाइऑक्साइड में वापस रूपांतरण को दर्शाती है।
यह प्रक्रिया फुफ्फुसीय स्तर (फेफड़ों में) पर होती है जहाँ $CO_2$ को रक्त से वायुकोषों (alveoli) में छोड़ा जाता है ताकि इसे उच्छ्वसन द्वारा बाहर निकाला जा सके।
ऊतक स्तर पर,यह अभिक्रिया विपरीत दिशा में होती है $(CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow H^+ + HCO_3^-)$,ताकि $CO_2$ का परिवहन बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में हो सके।

(B) गैसों का विनिमय रक्त और कूपिकाओं के बीच होता है।
कूपिकाओं तक पहुँचने वाले विऑक्सीजनित रक्त में $CO_2$ होता है जिसे बाहर निकालने की आवश्यकता होती है।
प्रत्येक $100$ $mL$ विऑक्सीजनित रक्त कूपिकाओं में निष्कासन के लिए लगभग $4$ $mL$ $CO_2$ मुक्त करता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(A) कूपिकाओं में ऑक्सीहीमोग्लोबिन का निर्माण मुख्य रूप से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ द्वारा निर्धारित होता है।
कूपिकाओं में उच्च $pO_2$,कम $pCO_2$,कम $H^{+}$ सांद्रता और कम तापमान जैसी स्थितियाँ होती हैं।
ये स्थितियाँ ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) को बाईं ओर स्थानांतरित करती हैं,जो हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के बंधन को बढ़ावा देती हैं।
अतः,उच्च $pO_2$ और कम $H^{+}$ सांद्रता ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के लिए अनुकूल कारक हैं।

(C) कूपिकाओं में ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के लिए स्थितियाँ अनुकूल होती हैं।
इन स्थितियों में उच्च $pO_2$,निम्न $pCO_2$,कम $H^+$ सांद्रता और कम तापमान शामिल हैं।
उच्च $pO_2$ हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के जुड़ने को बढ़ावा देता है।
इसके विपरीत,उच्च $pCO_2$,उच्च $H^+$ सांद्रता और उच्च तापमान ऊतकों में ऑक्सीहीमोग्लोबिन के वियोजन (dissociation) के लिए अनुकूल होते हैं।

(C) अभिक्रिया $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+$ कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
यह एंजाइम लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में उच्च सांद्रता में मौजूद होता है।
यह $CO_2$ के जलयोजन को कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाने में और उसके बाद इसके बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ में पृथक्करण में सहायता करता है।
चूंकि कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम इस उत्क्रमणीय अभिक्रिया के दोनों चरणों को उत्प्रेरित करता है,इसलिए $A$ और $B$ दोनों कार्बोनिक एनहाइड्रेज हैं।

(C) कार्बोनिक एनहाइड्रेज एक जिंक युक्त एंजाइम है जो कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और पानी $(H_2O)$ के बीच उत्क्रमणीय अभिक्रिया को उत्प्रेरित करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है।
यह एंजाइम लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$,जिन्हें एरिथ्रोसाइट्स भी कहा जाता है,में उच्च सांद्रता में पाया जाता है।
यह $RBCs$ में $CO_2$ को बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ में परिवर्तित करके और इसके विपरीत,ऊतकों से फेफड़ों तक $CO_2$ के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

$(D)$ आइए प्रत्येक कथन का विश्लेषण करें:
$(i)$ गलत: $100 \ ml$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त लगभग $20 \ ml$ ऑक्सीजन का वहन करता है। इसलिए, $1 \ litre$ $(1000 \ ml)$ रक्त $200 \ ml$ ऑक्सीजन का वहन करता है, न कि $20 \ ml$।
$(ii)$ गलत: बोहर प्रभाव के अनुसार, जब $PCO_2$ बढ़ता है, तो हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता कम हो जाती है, जिससे ऑक्सीजन वियोजन वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।
$(iii)$ गलत: $100 \ ml$ धमनी रक्त में लगभग $4 \ ml$ $CO_2$ होती है। इसलिए, $1 \ litre$ धमनी रक्त में लगभग $40 \ ml$ $CO_2$ होती है, न कि $4 \ ml$।
$(iv)$ गलत: $CO_2$ और $H^+$ आयनों की तुलना में श्वसन लय के नियमन में ऑक्सीजन की भूमिका नगण्य मानी जाती है।
चूंकि चारों कथन गलत हैं, इसलिए सही विकल्प $(d)$ है।

(B) विऑक्सीजनित रक्त ऊतकों से $CO_2$ को फेफड़ों तक उत्सर्जन के लिए ले जाता है।
मानव शरीर में,प्रत्येक $100 \ ml$ विऑक्सीजनित रक्त में लगभग $4 \ ml$ $CO_2$ होता है जिसे गैसों के विनिमय के लिए कूपिकाओं तक पहुँचाया जाता है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(B) सामान्य शारीरिक स्थितियों में,प्रत्येक $100 \ ml$ ऑक्सीजनित रक्त में लगभग $20 \ ml$ $O_2$ होता है।
हालाँकि,यह एक पूर्ण परिसंचरण के दौरान ऊतकों को केवल $5 \ ml$ $O_2$ ही पहुँचाता है।
अतः,सही उत्तर $5 \ ml$ है।

(C) हैम्बर्गर की घटना,जिसे क्लोराइड शिफ्ट के रूप में भी जाना जाता है,वह प्रक्रिया है जिसमें $CO_2$ परिवहन के दौरान जब बाइकार्बोनेट आयन $(HCO_3^-)$ $RBCs$ से बाहर प्लाज्मा में विसरित होते हैं,तो विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ प्लाज्मा से $RBCs$ के अंदर प्रवेश करते हैं।

(A) $I$. शारीरिक स्थितियों में हीमोग्लोबिन की $100\%$ संतृप्ति बहुत दुर्लभ है क्योंकि रक्त में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव शायद ही कभी ऐसे स्तर तक पहुँचता है जो पूर्ण संतृप्ति का कारण बने।
$II$. कूपिकाओं में $ppO_2$ लगभग $100 \text{ mm Hg}$ होता है,जिसके परिणामस्वरूप हीमोग्लोबिन की $95-97\%$ संतृप्ति होती है,जो एक सही कथन है।
$III$. $30 \text{ mm Hg}$ के $ppO_2$ पर,हीमोग्लोबिन की संतृप्ति लगभग $50\%$ होती है,जो एक सही कथन है।
$IV$. ऑक्सीहीमोग्लोबिन वियोजन वक्र सिग्मॉइड ($S$-आकार का) होता है,$J$-आकार का नहीं।
अतः,कथन $I$ और $IV$ गलत हैं।

(C) रक्त फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन का परिवहन करता है।
ऑक्सीजन रक्त में दो रूपों में परिवहन करती है:
$1$. लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन के साथ बंधकर (लगभग $97\%$)।
$2$. रक्त प्लाज्मा में घुली हुई अवस्था में (लगभग $3\%$ या $0.03$)।
अतः,प्लाज्मा कुल ऑक्सीजन का $0.03$ भाग घुली हुई अवस्था में ले जाता है।

(B) जब $ppCO_2$ उच्च होता है और pH कम होता है (अम्लीय स्थिति),तो हीमोग्लोबिन की $O_2$ के लिए आकर्षण शक्ति कम हो जाती है। इस घटना को बोहर प्रभाव (Bohr effect) के रूप में जाना जाता है।
परिणामस्वरूप,ऑक्सीजन वियोजन वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।
आकर्षण शक्ति में यह कमी ऑक्सीहीमोग्लोबिन से $O_2$ के विमोचन को सुगम बनाती है,जिससे $O_2$ ऊतक कोशिकाओं में विसरित हो सकता है जहाँ कोशिकीय श्वसन के लिए इसकी आवश्यकता होती है।
अतः,कथन $ii$ और $iv$ सही हैं।

(A) कथन $I$ सही है क्योंकि ऑक्सीजन-वियोजन वक्र हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संतृप्ति की प्रतिशतता $(HbO_2)$ और ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ के बीच के संबंध को दर्शाता है।
कथन $II$ गलत है क्योंकि ऑक्सीजन वियोजन वक्र $ppCO_2$ में वृद्धि,हाइड्रोजन आयन सांद्रता में वृद्धि ($pH$ में कमी) और तापमान में वृद्धि के कारण दाईं ओर (बोर प्रभाव) स्थानांतरित हो जाता है। $ppCO_2$ और तापमान में कमी के कारण यह बाईं ओर स्थानांतरित होता है।

$(A)$ कार्बोनिक एनहाइड्रेज एक जिंक युक्त एंजाइम है जो उत्क्रमणीय अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है: $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$.
यह एंजाइम $RBCs$ (लाल रक्त कोशिकाओं) के भीतर बहुत उच्च सांद्रता में मौजूद होता है और रक्त प्लाज्मा में बहुत कम मात्रा में होता है。
कथन $I$ सही है क्योंकि यह एंजाइम मुख्य रूप से $RBCs$ के भीतर स्थित होता है और शारीरिक उद्देश्यों के लिए प्लाज्मा में अनुपस्थित या नगण्य माना जाता है。
कथन $II$ सही है क्योंकि $RBCs$ में कार्बोनिक एनहाइड्रेज की उच्च सांद्रता प्लाज्मा की तुलना में अभिक्रिया की दर को काफी तेज कर देती है, जहाँ एंजाइम की सांद्रता अत्यंत कम होती है।

(C) ऑक्सीजन वियोजन वक्र एक सिग्मॉइड आकार का वक्र है।
यह pH में वृद्धि,$ppCO_2$ में कमी,तापमान में कमी और $DPG$ के स्तर में कमी के कारण बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।
चूंकि pH में वृद्धि हाइड्रोजन आयन सांद्रता में कमी (क्षारीयता) को दर्शाती है,यह हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के बंधन को सुगम बनाती है,जिससे वक्र बाईं ओर झुक जाता है।

(D) कूपिका वायु का सही $ppCO_2$ $40 \ mm \ Hg$ होता है,न कि $45 \ mm \ Hg$। अतः,विकल्प $D$ गलत कथन है। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड आंशिक दबाव प्रवणता के आधार पर कूपिका झिल्ली के पार विसरित होते हैं,और यह झिल्ली दोनों गैसों के लिए अत्यधिक पारगम्य है।

(C) कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ की हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ने की क्षमता ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में लगभग $200-250$ गुना अधिक होती है।
जब $CO$ हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ता है,तो यह एक स्थिर यौगिक बनाता है जिसे कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन कहा जाता है।
यह बंधन हीमोग्लोबिन को ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुँचाने से रोकता है,जिससे हाइपोक्सिया होता है और कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता घातक हो सकती है।
इसलिए,सही विकल्प $C$ है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
कूपिकाओं में,उच्च $pO_2$,कम $pCO_2$,कम $H^+$ सांद्रता और कम तापमान की स्थितियाँ होती हैं।
ये कारक ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाने के लिए हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के जुड़ने के लिए अनुकूल हैं।
इसके विपरीत,ऊतकों में कम $pO_2$,उच्च $pCO_2$,उच्च $H^+$ सांद्रता और उच्च तापमान ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के वियोजन (अलग होने) को बढ़ावा देते हैं।
इसलिए,$O_2$ फेफड़ों की सतह पर हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ता है और ऊतकों में अलग हो जाता है।