Symbiotic biological nitrogen fixation Questions in Gujarati

(C) મૂળ ગંડિકાઓ એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળ પર જોવા મળતી વિશિષ્ટ રચનાઓ છે.
આ ગંડિકાઓમાં $Rhizobium$ તરીકે ઓળખાતા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા વસવાટ કરે છે.
$Rhizobium$ બેક્ટેરિયા શિંબીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળ રોમમાં ચેપ લગાડે છે,જેના પરિણામે ગંડિકાઓનું નિર્માણ થાય છે,જ્યાં તેઓ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે.

(C) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓની મૂળ ગંડિકાઓમાં જોવા મળતા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા $Rhizobium$ પ્રજાતિના છે.
આ બેક્ટેરિયા વનસ્પતિ સાથે સહજીવન ગુજારે છે,જેમાં બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરે છે જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.

(A) નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા,જેમ કે $Rhizobium$,$Leguminosae$ (જેને $Fabaceae$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કુળની વનસ્પતિઓના મૂળ સાથે સહજીવન સંબંધ ધરાવે છે.
આ બેક્ટેરિયા મૂળની ગાંઠોમાં વસવાટ કરે છે,જ્યાં તેઓ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ તેના વિકાસ માટે કરી શકે છે.
આ પ્રકારનું પરસ્પર સહજીવન એ લેગ્યુમિનસ (કઠોળ વર્ગની) વનસ્પતિઓની લાક્ષણિકતા છે.

(D) $Frankia$ બેક્ટેરિયા એ જાણીતું નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતું સજીવ છે જે બિન-કઠોળવર્ગીય વનસ્પતિઓ (જેમ કે $Alnus$) સાથે સહજીવન ધરાવે છે. $Azospirillum$ એ નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતું બેક્ટેરિયા છે,પરંતુ તે ગ્રામ-નેગેટિવ છે. $Rhizobium$ એ કઠોળવર્ગીય વનસ્પતિઓ સાથે સંકળાયેલ છે. $Nitrosomonas$ એ નાઈટ્રીફિકેશનની પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે,નાઈટ્રોજન સ્થાપનમાં નહીં. તેથી,બિન-કઠોળવર્ગીય નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયાના સંદર્ભમાં $Frankia$ સાચો જવાબ છે.

(D) $Nitrosomonas$,$Nitrobacter$ અને $Nitrosococcus$ એ નાઇટ્રીફાઇંગ બેક્ટેરિયા છે જે નાઇટ્રોજન ચક્રમાં ભાગ લે છે (એમોનિયાનું નાઇટ્રાઇટમાં અથવા નાઇટ્રાઇટનું નાઇટ્રેટમાં રૂપાંતર કરે છે),પરંતુ તેઓ વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા નથી.
$Rhizobium$ એ સહજીવી બેક્ટેરિયા છે જે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળની ગાંઠોમાં રહે છે અને તેમાં $nitrogenase$ ઉત્સેચક હોય છે,જે તેને વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) એક્ટિનોમાયસેટ $Frankia$ નું બિન-કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ (જેમ કે $Alnus$) ના મૂળ સાથેનું સહજીવન મૂળની ગાંઠોના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે. આ ગાંઠો નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરવામાં સક્ષમ છે. જ્યારે $Rhizobium$ કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ સાથે સંકળાયેલ છે,ત્યારે $Frankia$ ખાસ કરીને બિન-કઠોળ નાઈટ્રોજન-સ્થાપક વૃક્ષોમાં તેની ભૂમિકા માટે જાણીતું છે.

(A) $Rhizobium$ એ સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે જે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળની ગાંઠોમાં રહે છે.
તેમાં નાઈટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચક હોય છે,જે તેને વાતાવરણીય આણ્વિય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ને એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરવાની ક્ષમતા આપે છે,જે વનસ્પતિ દ્વારા વૃદ્ધિ અને વિકાસ માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.
અન્ય વિકલ્પો જેવા કે સ્પાયરોગાયરા (લીલ),મ્યુકર (ફૂગ) અને મેથેનોકોકસ (આર્કિયા) વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરવાની ક્ષમતા ધરાવતા નથી.

(A) $Leguminosae$ (અથવા $Fabaceae$) કુળની વનસ્પતિઓની મૂળ ગંડિકાઓમાં જોવા મળતા બેક્ટેરિયા $Rhizobium$ છે.
આ બેક્ટેરિયા કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળ સાથે સહજીવન ગુજારે છે.
તેઓ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ અને વિકાસ માટે કરે છે.
$Azotobacter$ એ મુક્તજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે,અને $Nitrobacter$ નાઈટ્રીકરણની પ્રક્રિયામાં (નાઈટ્રાઈટનું નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતર) ભાગ લે છે.

(B) $Nitrogenase$ ઉત્સેચક જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે જવાબદાર છે. $Nostoc$ જેવા સાયનોબેક્ટેરિયામાં,નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન $Heterocysts$ (અભિકોષ) નામના વિશિષ્ટ,જાડી દીવાલવાળા કોષોમાં થાય છે. આ કોષો $Nitrogenase$ ઉત્સેચકની પ્રવૃત્તિ માટે જરૂરી અજારક વાતાવરણ પૂરું પાડે છે,કારણ કે આ ઉત્સેચક ઓક્સિજન પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિના મૂળની ગાંઠોમાં સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા હોય છે જેને $Rhizobium \, leguminosarum$ કહેવામાં આવે છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ તેની વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે.
બદલામાં,વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત (ખોરાક) અને સુરક્ષિત વાતાવરણ (આશ્રય) પૂરું પાડે છે.
વનસ્પતિ અને બેક્ટેરિયા વચ્ચેના આ પરસ્પર ફાયદાકારક સંબંધને સહજીવન (mutualistic symbiosis) કહેવામાં આવે છે.

(B) ગાંઠયુક્ત મૂળ એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓનું લાક્ષણિક લક્ષણ છે,જેમના મૂળની ગાંઠોમાં $Rhizobium$ જેવા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા હોય છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ એમિનો એસિડના સંશ્લેષણ માટે કરે છે.
એમિનો એસિડ એ પ્રોટીનના બંધારણીય એકમો હોવાથી,શિંબીકુળની વનસ્પતિઓ પ્રોટીનથી સમૃદ્ધ બને છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(b)$ છે.

(C) નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા (જેમ કે $Rhizobium$) અને કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ વચ્ચેનો સંબંધ સહજીવનનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
$1$. બેક્ટેરિયા કઠોળની વનસ્પતિના મૂળની ગાંઠોમાં વસવાટ કરે છે અને વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરે છે.
$2$. બદલામાં,કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત (ખોરાક) અને મૂળની ગાંઠોમાં સુરક્ષિત વાતાવરણ (રહેઠાણ) પૂરું પાડે છે.
$3$. આ જોડાણમાં બંને સજીવોને ફાયદો થતો હોવાથી,તેને પરસ્પર સહજીવન (Mutualistic Symbiosis) કહેવામાં આવે છે.

(D) $Cajanus$ $cajan$ (તુવેર) એ $Fabaceae$ (અગાઉ $Leguminosae$) કુળની શિંગવાળી વનસ્પતિ છે.
તેના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ હોય છે જેમાં $Rhizobium$ જેવા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા હોય છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ કરી શકે છે,જેના કારણે તે નાઈટ્રોજનની ઉણપવાળી જમીનમાં પણ સારી રીતે ઉગી શકે છે.

(C) વનસ્પતિ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા પોતાનો ખોરાક કાર્બોદિત (કાર્બોહાઈડ્રેટ) સ્વરૂપે બનાવે છે.
તેથી,બેક્ટેરિયા દ્વારા લેવામાં આવતો ખોરાક કાર્બોદિત છે.

(A) $Rhizobium$ $leguminosarum$ નામના બેક્ટેરિયા વટાણા ($Pisum$ $sativum$) જેવા કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં સહજીવન ગુજારે છે.
આ બેક્ટેરિયામાં નાઈટ્રોજનેઝ ઉત્સેચક હોય છે,જે જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે જવાબદાર છે અને તે વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ને એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.

(B) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ (Fabaceae) ના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ હોય છે,જેમાં $Rhizobium$ જેવા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા જોવા મળે છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનું ત્યારબાદ જમીનના બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રેટ્સમાં ઓક્સિડેશન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જમીનને નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોથી સમૃદ્ધ બનાવે છે,જે છોડના વિકાસ માટે આવશ્યક પોષક તત્વો છે.
તેથી,આ પાકો વાવવાથી જમીનની ફળદ્રુપતા પાછી આવે છે,જે પાકની ફેરબદલી માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

(B) $Rhizobium$ એ નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા છે જે ચણા (કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિ) ના મૂળ સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
આ સહજીવનને કારણે મૂળમાં ગંડિકાઓ (nodules) ઉત્પન્ન થાય છે,જે વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું વનસ્પતિ માટે એમોનિયામાં સ્થાપન કરે છે.

(C) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ મહત્વની છે કારણ કે તેઓ તેમના મૂળની મૂળગંડિકાઓમાં $Rhizobium$ જેવા નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ ને એમોનિયામાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા,જેને જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન કહેવામાં આવે છે,તે જમીનને નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોથી સમૃદ્ધ બનાવે છે,જેનાથી જમીનની ફળદ્રુપતા વધે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે તેઓ જમીનની ફળદ્રુપતા વધારે છે.

(D) $Rhizobium$ બેક્ટેરિયા મગફળીના છોડના મૂળમાં મૂળરોમ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે અને મૂળના બાહ્યકના કોષોમાં પ્રજનન કરે છે.
સાથે સાથે,બાહ્યકના કોષોનું વિભાજન થાય છે,જેના કારણે મૂળમાં ગાંઠ જેવી રચનાઓ બને છે જેને મૂળગંડિકા (nodules) કહેવામાં આવે છે.
આ મૂળગંડિકાઓ નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટેનું મુખ્ય સ્થાન છે.

(C) $Rhizobium$ (રાઈઝોબિયમ) એ જાણીતું સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતું બેક્ટેરિયા છે.
તે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળની મૂળગંડિકાઓ સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
આ સંબંધમાં,બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરીને વનસ્પતિને આપે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.

(D) $Frankia$ એ એક સહજીવી બેક્ટેરિયા છે જે $Casuarina$ અને $Alnus$ $(Alder)$ જેવી ઘણી બિન-કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે.
$Rhizobium$ થી વિપરીત,જે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ સાથે સંકળાયેલ છે,$Frankia$ ખાસ કરીને વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરવા માટે બિન-કઠોળ વનસ્પતિઓ સાથે સહજીવન ધરાવે છે.

(B) $Azolla$ $pinnata$ એ એક નાની જલીય ફર્ન છે જે સાયનોબેક્ટેરિયા $Anabaena$ $azollae$ સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
આ નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતું સજીવ ફર્નના પર્ણની વિશિષ્ટ ગુહાઓમાં રહે છે,જે વનસ્પતિને નાઈટ્રોજન પૂરો પાડે છે અને બદલામાં વનસ્પતિ પાસેથી કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ મેળવે છે.

(C) $Sesbania$ $rostrata$ એ એક વિશિષ્ટ કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિ છે જે બે નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા સાથે સહજીવન ધરાવે છે: $Rhizobium$ (જે મૂળ પર મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે) અને $Aerorhizobium$ (જે પ્રકાંડ પર મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે)।
આ બેવડા સહજીવનને કારણે વનસ્પતિ પાણી ભરાયેલી સ્થિતિમાં પણ વધુ કાર્યક્ષમ રીતે નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરી શકે છે।

(A) બિન-કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ (જેમ કે $Alnus$) ની મૂળ ગંડિકાઓમાં નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટેનું સહજીવન $Frankia$ નામના એક્ટિનોમાયસેટ બેક્ટેરિયા દ્વારા રચાય છે.
$Rhizobium$ સામાન્ય રીતે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ સાથે સંકળાયેલ છે.
$Azotobacter$ એ મુક્તજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે.
$Thiobacillus$ નાઈટ્રોજન ચક્ર (વિનાઈટ્રીફિકેશન) માં સામેલ છે પરંતુ તે મૂળ ગંડિકાઓ બનાવતું નથી.

(B) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ,જેમ કે વટાણા અને કઠોળ,નાઈટ્રોજન સ્થાપિત કરતા બેક્ટેરિયા,ખાસ કરીને $Rhizobium$ સાથે સહજીવન સંબંધ ધરાવે છે. આ બેક્ટેરિયા વનસ્પતિના મૂળમાં જોવા મળતી મૂળગંડિકાઓ નામની વિશિષ્ટ રચનાઓમાં રહે છે. આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનને એમોનિયામાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.

(C) લેગહિમોગ્લોબિન એ એક લાલ રંગદ્રવ્ય છે જે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓની મૂળ ગંડિકાઓમાં જોવા મળે છે.
તે ખાસ કરીને મૂળ ગંડિકાના ચેપગ્રસ્ત કોષોમાં બેક્ટેરોઇડ્સની આસપાસ આવેલું હોય છે.
લેગહિમોગ્લોબિનનું મુખ્ય કાર્ય ઓક્સિજનને શોષવાનું છે,જે ઓક્સિજન-સંવેદનશીલ ઉત્સેચક નાઇટ્રોજિનેઝને સુરક્ષિત રાખવા માટે ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ઓછું રાખે છે,જે નાઇટ્રોજન સ્થાપન માટે આવશ્યક છે.

(B) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળની ગાંઠોમાં સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપન $Rhizobium$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.
આ બેક્ટેરિયા કઠોળના મૂળ સાથે સહજીવી સંબંધ બનાવે છે,જ્યાં તેઓ મૂળની ગાંઠોમાં વસવાટ કરે છે.
તેઓ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.

(B) $Rhizobium$ એ સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે જે ખાસ કરીને કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ ($Fabaceae$ કુળ) ના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે.
ઘઉં એ $Poaceae$ કુળનો અનાજનો પાક છે.
$Rhizobium$ ઘઉંના છોડ સાથે સહજીવન સ્થાપિત કરતા નથી,તેથી ઘઉંના ખેતરમાં $Rhizobium$ ઉમેરવાથી નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન થશે નહીં.
આથી,જમીનના નાઈટ્રોજનના પ્રમાણ પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર થશે નહીં.

(A) કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ $Rhizobium$ જેવા નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
આ બેક્ટેરિયા કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં જોવા મળતી મૂળગંડિકાઓ (root nodules) નામની વિશિષ્ટ રચનાઓમાં વસવાટ કરે છે.
આ ગંડિકાઓની અંદર,બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે.
તેથી,સાચી પદ્ધતિ એ છે કે તેમના મૂળમાં વિશિષ્ટ બેક્ટેરિયા હાજર હોય છે.

(B) $Leghaemoglobin$ એ એક લાલ રંગનું રંજકદ્રવ્ય છે જે સોયાબીન જેવા કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓની મૂળ ગંડિકાઓમાં જોવા મળે છે.
આ રંજકદ્રવ્ય ઓક્સિજનના શોષક તરીકે કાર્ય કરે છે,જે મૂળ ગંડિકાઓની અંદર આણ્વિય ઓક્સિજનનું પ્રમાણ નીચું જાળવી રાખે છે.
આ ઓછું ઓક્સિજનયુક્ત વાતાવરણ આવશ્યક છે કારણ કે $Nitrogenase$ ઉત્સેચક,જે $Rhizobium$ નામના સહજીવી બેક્ટેરિયા દ્વારા નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે જવાબદાર છે,તે ઓક્સિજન પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ છે અને ઓક્સિજનની હાજરીમાં નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.

(C) $Alnus$ (એલ્નસ) ની મૂળગંડિકાઓમાં નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન $Frankia$ (ફ્રાન્કીઆ) નામના સહજીવી બૅક્ટેરિયા દ્વારા થાય છે.
$Frankia$ એ તંતુમય,નાઇટ્રોજન સ્થાપન કરતું બૅક્ટેરિયા છે,જે $Casuarina$ (કેસ્યુરિના),$Myrica$ (માયરીકા) અને $Alnus$ (એલ્નસ) જેવી કેટલીક બિન-કઠોળ વનસ્પતિઓની મૂળગંડિકાઓ સાથે સહજીવન સ્થાપિત કરે છે.

(C) લેગહિમોગ્લોબીન એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓની મૂળગંડિકાઓમાં જોવા મળતું ઓક્સિજનનું શોષણ કરતું રંજકદ્રવ્ય છે.
તે વનસ્પતિ અને નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા (જેમ કે $Rhizobium$) વચ્ચેના સહજીવન દ્વારા સંશ્લેષિત થાય છે.
તેનું મુખ્ય કાર્ય મૂળગંડિકામાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ નીચું રાખવાનું છે,જે ઓક્સિજન પ્રત્યે સંવેદનશીલ ઉત્સેચક $Nitrogenase$ ને નિષ્ક્રિય થવાથી બચાવે છે,અને આમ જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયાને કાર્યક્ષમ બનાવે છે.

(B) $Azolla$ એ એક નાની જલીય ફર્ન છે જે સાયનોબેક્ટેરિયા $Anabaena$ $azollae$ સાથે સહજીવી સંબંધ ધરાવે છે.
આ સાયનોબેક્ટેરિયા ફર્નના પર્ણના પોલાણમાં રહે છે.
$Anabaena$ $azollae$ નાઈટ્રોજન સ્થાપન કરવામાં સક્ષમ છે,જે ફર્નને નાઈટ્રોજન પૂરો પાડે છે,જ્યારે ફર્ન સાયનોબેક્ટેરિયાને સુરક્ષિત વાતાવરણ અને કાર્બોદિત પદાર્થો પૂરા પાડે છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Anabaena$ છે.

(B) લેગહિમોગ્લોબીન એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળની મૂળગંડિકાઓમાં જોવા મળતું ઓક્સિજન શોષક (oxygen scavenger) છે.
નાઇટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચક,જે જૈવિક નાઇટ્રોજન સ્થાપન માટે જવાબદાર છે,તે આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે.
લેગહિમોગ્લોબીન $O_2$ સાથે જોડાઈને અજારક (anaerobic) વાતાવરણ પૂરું પાડે છે,જેનાથી નાઇટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચકનું ઓક્સિડેટીવ નુકસાનથી રક્ષણ થાય છે અને નાઇટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમ રીતે આગળ વધે છે.

(C) લેગ્યુમિનોસી $(Fabaceae)$ કુળની વનસ્પતિઓમાં મૂળગંડિકાનું નિર્માણ એ યજમાન વનસ્પતિ અને $Rhizobium$ જેવા નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા વચ્ચેની આંતરક્રિયા દ્વારા થતી એક જટિલ પ્રક્રિયા છે.
જ્યારે બેક્ટેરિયા મૂળરોમ સાથે સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તેઓ મૂળરોમને વળવા માટે પ્રેરિત કરે છે.
ત્યારબાદ બેક્ટેરિયા મૂળરોમમાં પ્રવેશ કરે છે અને ચેપતંતુ $(Infection thread)$ દ્વારા આગળ વધે છે.
આ ચેપતંતુ મૂળના અંદરના સ્તરો સુધી પહોંચે છે, ખાસ કરીને બાહ્યક $(Cortex)$ અને પરિચક્ર $(Pericycle)$ ના કોષો સુધી.
બેક્ટેરિયા બાહ્યકના કોષોને ઝડપથી વિભાજન કરવા માટે ઉત્તેજિત કરે છે, જેના પરિણામે મૂળગંડિકાની રચના થાય છે.

(B) લેગ્યુમિનસ વનસ્પતિઓના મૂળની મૂળગંડિકાઓમાં જૈવિક નાઇટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયા નાઇટ્રોજિનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કરવામાં આવે છે.
નાઇટ્રોજિનેઝ ઉત્સેચક આણ્વિક ઓક્સિજન $(O_2)$ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે અને તેની હાજરીમાં તે નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે.
આ ઉત્સેચકને ઓક્સિજનથી બચાવવા માટે,મૂળગંડિકાઓમાં લેગહિમોગ્લોબિન નામનું વિશિષ્ટ ઓક્સિજન-શોષક રંજકદ્રવ્ય હોય છે.
લેગહિમોગ્લોબિન મૂળગંડિકાઓની અંદર અજારક વાતાવરણ બનાવે છે,જે $N_2$ સ્થાપન દરમિયાન નાઇટ્રોજિનેઝની શ્રેષ્ઠ સક્રિયતા માટે આવશ્યક છે.

(C) $hup$ જનીન (હાઇડ્રોજન અપટેક જનીન) નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયામાં હાઇડ્રોજનેઝ ઉત્સેચકના ઉત્પાદન માટે જવાબદાર છે.
આ ઉત્સેચક જૈવિક નાઇટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયા દરમિયાન આડપેદાશ તરીકે ઉત્પન્ન થતા હાઇડ્રોજન વાયુના પુનઃચક્રણમાં મદદ કરે છે.
$hup$ જનીન ખાસ કરીને $Rhizobium$ પ્રજાતિઓમાં જોવા મળે છે,જે સહજીવી નાઇટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે અને તે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળની ગાંઠોમાં વસવાટ કરે છે.

(B) $Nitrogenase$ એ મોલિબ્ડેનમ-આયર્ન ધરાવતું પ્રોટીન છે જે જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયાને ઉદ્દીપ્ત કરે છે,જે વાતાવરણીય $N_2$ નું એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરણ છે.
આ ઉત્સેચક શિમ્બીકુળની વનસ્પતિની મૂળ ગંડિકાઓમાં થતા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે અનિવાર્ય છે.
જો $Nitrogenase$ નિષ્ક્રિય થઈ જાય,તો સજીવ કે વનસ્પતિ વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરી શકશે નહીં.
તેથી,શિમ્બીકુળની વનસ્પતિમાં નાઈટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયા થશે નહીં.

(C) જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપનની પ્રક્રિયા નાઈટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કરવામાં આવે છે.
નાઈટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચક આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ છે અને તેને અસરકારક રીતે કાર્ય કરવા માટે અજારક પરિસ્થિતિની જરૂર હોય છે.
શિમ્બી કુળની વનસ્પતિઓમાં,મૂળ ગંડિકાઓમાં લેગહિમોગ્લોબિન હોય છે,જે ઓક્સિજનનું શોષણ કરીને નાઈટ્રોજીનેઝ ઉત્સેચકને ઓક્સિજનથી થતા નુકસાન સામે રક્ષણ આપે છે.
તેથી,નાઈટ્રોજીનેઝ ઓક્સિજન પ્રત્યે અસંવેદનશીલ છે તે વિધાન ખોટું છે,કારણ કે તે વાસ્તવમાં ઓક્સિજન પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે.

(C) $Rhizobium$ એ સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે જે સામાન્ય રીતે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓ (જેમ કે વટાણા,કઠોળ વગેરે) ના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે.
ઘઉં એ બિન-કઠોળ વર્ગનો ધાન્ય પાક છે.
$Rhizobium$ બેક્ટેરિયાને મૂળગંડિકાઓ બનાવવા અને વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરવા માટે ચોક્કસ યજમાન-વનસ્પતિ સાથેની આંતરક્રિયાની જરૂર હોય છે.
ઘઉંના છોડ $Rhizobium$ ના વસવાટ માટે જરૂરી સંકેતો કે મૂળની રચના પૂરી પાડતા નથી,તેથી આ બેક્ટેરિયા ઘઉંના ખેતરમાં નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરી શકશે નહીં.
આથી,જમીનના નાઈટ્રોજનના પ્રમાણ પર કોઈ નોંધપાત્ર અસર થશે નહીં.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
$Frankia$ એ સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે જે $Alnus$ જેવી બિન-કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે.
$Azolla$ એ એક જલીય ફર્ન છે જે $Anabaena$ $azollae$ નામની સાયનોબેક્ટેરિયા સાથે સહજીવન ધરાવે છે.
$Glomus$ એ આર્બસ્ક્યુલર માયકોરાઈઝલ ફૂગની પ્રજાતિ છે,જે સહજીવી છે પરંતુ નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતી નથી.
$Azotobacter$ એ મુક્તજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા છે.

(D) નાઈટ્રોજન સ્થાપન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજન $(N_2)$ નું જમીનમાં એમોનિયા $(NH_3)$ અથવા અન્ય નાઈટ્રોજનયુક્ત સંયોજનોમાં રૂપાંતર થાય છે.
જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન મુખ્યત્વે સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા કરવામાં આવે છે.
સહજીવી બેક્ટેરિયા,જેમ કે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં જોવા મળતા $Rhizobium$,વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનને વનસ્પતિ ઉપયોગ કરી શકે તેવા સ્વરૂપમાં સ્થાપિત કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) શિમ્બીકુળની વનસ્પતિઓ કૃષિમાં મહત્વની છે કારણ કે તેમના મૂળમાં રહેલી મૂળગંડિકાઓમાં $Rhizobium$ જેવા સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયા હોય છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું એમોનિયામાં રૂપાંતર કરે છે,જે નાઈટ્રોજનનું એવું સ્વરૂપ છે જેને વનસ્પતિઓ શોષી શકે છે અને વૃદ્ધિ માટે ઉપયોગ કરી શકે છે.
આ પ્રક્રિયા,જેને જૈવિક નાઈટ્રોજન સ્થાપન કહેવામાં આવે છે,તે જમીનને નાઈટ્રોજનથી સમૃદ્ધ બનાવે છે,જેનાથી તેની ફળદ્રુપતા વધે છે અને રાસાયણિક નાઈટ્રોજનયુક્ત ખાતરોની જરૂરિયાત ઘટે છે.

(C) શિમ્બીકુળની વનસ્પતિઓ,જેમ કે વટાણા અને કઠોળ,નાઇટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા $Rhizobium$ બૅક્ટેરિયા સાથે સહજીવન સંબંધ ધરાવે છે.
આ બૅક્ટેરિયા શિમ્બીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળમાં રહેલી મૂળગંડિકાઓ (root nodules) નામની વિશિષ્ટ રચનાઓમાં વસવાટ કરે છે.
બૅક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઇટ્રોજન $(N_2)$ ને એમોનિયા $(NH_3)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે શિમ્બીકુળની વનસ્પતિઓ તેમના મૂળમાં વસતા $Rhizobium$ બૅક્ટેરિયા દ્વારા $N_2$ સ્થાપન કરે છે.

(C) મૂળગંડિકા એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળ પર જોવા મળતી વિશિષ્ટ રચનાઓ છે. આ ગંડિકાઓમાં $Rhizobium$ જેવા નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા વસવાટ કરે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી, મગફળી $(Arachis \text{ } hypogaea)$ એ $Fabaceae$ (શિંબીકુળ) પરિવારની વનસ્પતિ છે, જે નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા સાથે સહજીવન સંબંધ બાંધીને મૂળગંડિકાઓ વિકસાવે છે. કેરી, પાયનસ અને ચીકુંમાં નાઈટ્રોજન સ્થાપન માટે મૂળગંડિકાઓ જોવા મળતી નથી.

(B) શિમ્બીકુળની વનસ્પતિના મૂળની મૂળગંડિકાઓમાં સહજીવન જીવતા બેક્ટેરિયા $Rhizobium$ છે.
આ બેક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું કાર્બનિક સ્વરૂપમાં સ્થાપન કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ પોષકતત્વ તરીકે કરે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને ખોરાક અને આશ્રય પૂરો પાડે છે.
આ સહજીવનનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.

(A) રાયઝોબિયમ એ ગ્રામ-નેગેટિવ જમીનના બેક્ટેરિયાનું એક પ્રજાતિ છે જે નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરે છે. આ બેક્ટેરિયા શિમ્બી કુળની વનસ્પતિઓ (જેમ કે વટાણા,કઠોળ અને મસૂર) ના મૂળ સાથે સહજીવન સંબંધ બનાવે છે. તેઓ મૂળની ગાંઠોમાં રહે છે અને વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનને એમોનિયામાં રૂપાંતરિત કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ માટે કરી શકે છે,જ્યારે વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.

(C) મૂળગંડિકાઓ એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓના મૂળ પર જોવા મળતી વિશિષ્ટ રચનાઓ છે.
આ ગંડિકાઓમાં $Rhizobium$ જેવા નાઈટ્રોજનનું સ્થાપન કરતા બેક્ટેરિયા જોવા મળે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી, મગફળી $(Arachis hypogaea)$ એ $Fabaceae$ (શિંબીકુળ) પરિવારની વનસ્પતિ છે, જે સહજીવી નાઈટ્રોજન સ્થાપક બેક્ટેરિયાને આશ્રય આપવા માટે લાક્ષણિક રીતે મૂળગંડિકાઓ બનાવે છે.
સફરજન, કેરી અને ચીકુ એ શિંબીકુળની વનસ્પતિઓ નથી અને તેમાં મૂળગંડિકાઓ જોવા મળતી નથી.

(B) રાયઝોબિયમ એ સહજીવી બેક્ટેરિયા છે જે કઠોળવર્ગની વનસ્પતિના મૂળની મૂળગંડિકાઓમાં વસવાટ કરે છે. તે વાતાવરણીય નાઈટ્રોજનનું જૈવિક સ્વરૂપમાં સ્થાપન કરે છે,જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ પોષક તત્વ તરીકે કરે છે. આ સહજીવનનું એક ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,જેમાં બેક્ટેરિયા વનસ્પતિને નાઈટ્રોજન પૂરો પાડે છે અને વનસ્પતિ બેક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને રહેઠાણ પૂરું પાડે છે.

(A) $Rhizobium$ (રાઇઝોબિયમ) એ જાણીતા સહજીવી નાઇટ્રોજન સ્થાપક બૅક્ટેરિયા છે.
તે કઠોળ વર્ગની વનસ્પતિઓના મૂળમાં રહેલી મૂળગંડિકાઓ સાથે સહજીવન ગુજારે છે.
આ સંબંધમાં,બૅક્ટેરિયા વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનનું એમોનિયામાં સ્થાપન કરીને વનસ્પતિને આપે છે,અને બદલામાં વનસ્પતિ બૅક્ટેરિયાને કાર્બોદિત પદાર્થો અને સુરક્ષિત વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.