C4 Questions in Gujarati

(D) $C_4$ પથ એ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશશ્વસનને ઘટાડવા અને ગરમ,શુષ્ક વાતાવરણમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટેનું અનુકૂલન છે.
$1$. તેને $C_3$ પથ કરતા વધુ ઉર્જા $(ATP)$ ની જરૂર પડે છે કારણ કે તેમાં બંડલ શીથ કોષોમાં $CO_2$ ને કેન્દ્રિત કરવા માટે વધારાના ચક્રનો સમાવેશ થાય છે.
$2$. તે RuBisCO ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ ની ઉચ્ચ સાંદ્રતા જાળવી રાખીને પ્રકાશશ્વસનને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે.
$3$. મેસોફિલ કોષોમાં પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહક ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ છે,જે એક $C_3$ સંયોજન છે.
$4$. $C_4$ પથ ઉચ્ચ $CO_2$ સાંદ્રતા દ્વારા અવરોધાતો નથી; વાસ્તવમાં,તે ઓછા $CO_2$ સ્તરે ખૂબ જ કાર્યક્ષમ છે અને ઉચ્ચ પ્રકાશ અને તાપમાનની સ્થિતિમાં સારી રીતે કાર્ય કરે છે. તેથી,તે ઉચ્ચ $CO_2$ સાંદ્રતા દ્વારા અવરોધાય છે તે વિધાન ખોટું છે.

(B) $C_4$ ચક્રમાં કાર્બોક્સિલેશન બે વાર થાય છે.
પ્રથમ,કાર્બોક્સિલેશન મધ્યપર્ણ કોષોમાં થાય છે જ્યાં ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ નું $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા કાર્બોક્સિલેશન થઈને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ બને છે.
બીજું,કાર્બોક્સિલેશન પુલકંચુક કોષોમાં થાય છે જ્યાં કેલ્વિન ચક્ર દરમિયાન રિબ્યુલોઝ $1, 5$-બાયફોસ્ફેટ $(RuBP)$ નું $RuBisCO$ ઉત્સેચક દ્વારા કાર્બોક્સિલેશન થાય છે.

(B) હેચ અને સ્લેક પથ ($C_4$ ચક્ર) ક્રેન્ઝ અંતઃસ્થ રચના ધરાવતી વનસ્પતિઓમાં જોવા મળે છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુક કોષોમાં મોટા કદના હરિતકણો હોય છે જેમાં ગ્રાનાનો અભાવ હોય છે ($Agranal$ હરિતકણો) અને તેમાં સ્ટાર્ચના કણો જોવા મળે છે.
તેની સામે,મધ્યપર્ણ કોષોમાં નાના કદના હરિતકણો હોય છે જેમાં ગ્રાના હાજર હોય છે અને સ્ટાર્ચના કણોનો અભાવ હોય છે.

(B) ક્રેન્ઝ અંતઃસ્થ રચના એ $C_4$ વનસ્પતિઓનું લાક્ષણિક લક્ષણ છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પુલકંચુક કોષોમાં મોટા,અગ્રેનલ (અથવા અલ્પ વિકસિત ગ્રાના ધરાવતા) હરિતકણો હોય છે,જ્યારે પર્ણમધ્ય કોષોમાં નાના,સુવિકસિત,ગ્રેનલ હરિતકણો હોય છે.
વિકલ્પ $B$ જણાવે છે કે પર્ણમધ્ય કોષોમાં મોટા હરિતકણો અને વધુ વિકસિત ગ્રાના હોય છે; જોકે બીજો ભાગ સાચો છે,પરંતુ પ્રથમ ભાગ ખોટો છે કારણ કે પર્ણમધ્યના હરિતકણો સામાન્ય રીતે પુલકંચુકના હરિતકણો કરતા નાના હોય છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓ અત્યંત કાર્યક્ષમ હોય છે કારણ કે તેમની પાસે $RuBisCO$ ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ ની સાંદ્રતા વધારવા માટે $C_4$ ચક્ર (હેચ-સ્લેક પથ) નામની વિશિષ્ટ પદ્ધતિ હોય છે.
આ આંતરિક $CO_2$ સાંદ્રતા વધારવાની પદ્ધતિ તેમને બાહ્ય $CO_2$ ની સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી હોય ત્યારે પણ પ્રકાશસંશ્લેષણનો ઊંચો દર જાળવી રાખવા દે છે.
તેથી,$C_4$ વનસ્પતિઓ ઓછી $CO_2$ સાંદ્રતામાં પણ કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે.

(B) $CAM$ વનસ્પતિઓમાં,રાત્રિ દરમિયાન વાયુરંધ્રો ખુલે છે અને $CO_2$ ગ્રહણ કરે છે,જેનું સ્થાપન મેલિક એસિડમાં થાય છે અને તે રસધાનીમાં સંગ્રહિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પાણીના વ્યયને રોકવા માટે વાયુરંધ્રો બંધ રહે છે.
સંગ્રહિત મેલિક એસિડ રસધાનીમાંથી બહાર આવે છે અને તેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થવાથી $CO_2$ અને પાયરુવિક એસિડ મુક્ત થાય છે.
આ મુક્ત થયેલ $CO_2$ નો ઉપયોગ પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે $C_3$ ચક્ર (કેલ્વિન ચક્ર) માં થાય છે.

(A) મોટાભાગની વનસ્પતિઓમાં,પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે વાયુ વિનિમયની સુવિધા માટે દિવસ દરમિયાન વાયુરંધ્ર ખુલ્લા રહે છે અને પાણીનો વ્યય અટકાવવા માટે રાત્રે બંધ થઈ જાય છે.
જો કે,$CAM$ (ક્રાસ્યુલેસિયન એસિડ મેટાબોલિઝમ) વનસ્પતિઓ શુષ્ક વાતાવરણમાં અનુકૂલન દર્શાવે છે.
આ વનસ્પતિઓમાં,$CO_2$ લેવા માટે વાયુરંધ્ર રાત્રે ખુલે છે,જે પછી કાર્બનિક એસિડ (મેલિક એસિડ) તરીકે સંગ્રહિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પાણી બચાવવા માટે વાયુરંધ્ર બંધ રહે છે અને સંગ્રહિત $CO_2$ ને કેલ્વિન ચક્ર માટે આંતરિક રીતે મુક્ત કરવામાં આવે છે.
તેથી,$CAM$ વનસ્પતિઓ આનો અપવાદ છે.

(C) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં બંડલ શીથ કોષોની અલ્ટ્રાસ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ $1970$ માં $Fujita$ અને $Miyachi$ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો.
આ કોષોની લાક્ષણિકતા એ છે કે તેમાં મોટી સંખ્યામાં હરિતકણો હોય છે,તેમની કોષદીવાલ જાડી હોય છે જે વાયુઓના વિનિમય માટે અભેદ્ય હોય છે અને તેમાં આંતરકોષીય અવકાશ હોતો નથી.

(D) ${C_3}$ વનસ્પતિઓમાં,ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુના સંશ્લેષણ માટે $18$ $ATP$ અને $12$ $NADPH$ અણુઓની જરૂર પડે છે.
${C_4}$ વનસ્પતિઓમાં,$RuBisCO$ ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ ને સાંદ્ર કરવા માટે વધારાનું ${C_4}$ ચક્ર (હેચ-સ્લેક પથ) કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ ના પુનઃસર્જન માટે પ્રતિ $CO_2$ અણુ દીઠ $2$ વધારાના $ATP$ અણુઓની જરૂર પડે છે.
હેક્સોઝ શર્કરાના એક અણુના ઉત્પાદન માટે $6$ $CO_2$ અણુઓની જરૂર હોવાથી,જરૂરી કુલ વધારાના $ATP$ $6 \times 2 = 12$ $ATP$ અણુઓ છે.
તેથી,${C_4}$ વનસ્પતિઓને ગ્લુકોઝના એક અણુના ઉત્પાદન માટે કુલ $30$ $ATP$ $(18 + 12)$ ની જરૂર પડે છે.

(D) $C_4$ વનસ્પતિઓ એકદળી અને દ્વિદળી બંને પ્રકારની વનસ્પતિઓમાં જોવા મળે છે.
$C_4$ એકદળી વનસ્પતિઓના ઉદાહરણોમાં શેરડી,મકાઈ અને સાયપરસની પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છે.
$C_4$ દ્વિદળી વનસ્પતિઓના ઉદાહરણોમાં એમેરેન્થસ (Amaranthus) અને એટ્રીપ્લેક્સ (Atriplex) નો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,$C_4$ પથ માત્ર આવૃત બીજધારીઓના એક જ સમૂહ પૂરતો મર્યાદિત નથી.

(D) $C_4$ ચક્ર (હેચ અને સ્લેક પથ) માં,પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહક ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ છે.
આ પ્રક્રિયા પર્ણના પર્ણમધ્ય કોષોમાં થાય છે.
$PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક $PEP$ ના કાર્બોક્સિલેશનને ઉદ્દીપ્ત કરીને $4-carbon$ સંયોજન બનાવે છે જેને ઓક્ઝેલોએસીટિક એસિડ $(OAA)$ કહેવાય છે.
તેથી,$C_4$ ચક્રમાં $CO_2$ સ્થાપનનું પ્રથમ સ્થાયી ઉત્પાદન ઓક્ઝેલોએસીટેટ છે,જે પર્ણમધ્ય કોષોમાં બને છે.

(A) $CAM$ (Crassulacean Acid Metabolism) વનસ્પતિઓ સામાન્ય રીતે સૂકા અને ગરમ વાતાવરણમાં જોવા મળે છે. દિવસના સૌથી ગરમ અને સૂકા ભાગ દરમિયાન પર્ણરંધ્રોને બંધ રાખવાની ક્ષમતાને કારણે બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા થતો પાણીનો વ્યય નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે,જે પાણીના સંરક્ષણમાં મદદરૂપ થાય છે.

(D) $C_3$ ચક્ર (કેલ્વિન ચક્ર) માં $CO_2$ નું સ્થાપન $3$-ફોસ્ફોગ્લિસરીક એસિડ ($3$-$PGA$) નામના ત્રણ કાર્બન ધરાવતા સંયોજનમાં થાય છે.
જોકે,કાર્બન ચયાપચયના સંદર્ભમાં,$OAA$ (ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ) એ ચાર કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
જોકે $OAA$ મુખ્યત્વે $C_4$ ચક્ર (હેચ-સ્લેક પથ) માં પ્રથમ સ્થાયી નીપજ તરીકે જાણીતું છે,પરંતુ આપેલા વિકલ્પોમાંથી $OAA$ એકમાત્ર ચાર કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
ઈરિથ્રોઝ-$P$ એ ચાર કાર્બન ધરાવતી શર્કરા ફોસ્ફેટ છે,પરંતુ તે કેલ્વિન ચક્રના પુનઃસર્જન તબક્કામાં મધ્યવર્તી ઘટક છે,તેને સામાન્ય રીતે ચક્રની સરખામણીમાં પ્રાથમિક ચાર કાર્બન ધરાવતી નીપજ તરીકે ગણવામાં આવતું નથી.
આપેલા પ્રમાણિત વિકલ્પોને જોતા,$OAA$ એ સાચો વિકલ્પ છે કારણ કે તે જાણીતો ચાર કાર્બન ધરાવતો કાર્બનિક એસિડ છે.

(B) શેરડી એ $C_4$ વનસ્પતિ છે. $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,$CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન પર્ણમધ્ય કોષોમાં થાય છે.
$CO_2$ એ ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ બનાવે છે,જે $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
આ પ્રક્રિયા ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ કાર્બોક્ઝાયલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે,જેને સામાન્ય રીતે $PEP-case$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ $OAA$ નું રૂપાંતર મેલિક એસિડ અથવા એસ્પાર્ટિક એસિડમાં થાય છે,જે પુલકંચુક કોષોમાં વહન પામે છે.
તેથી,શેરડીમાં $CO_2$ ના પ્રારંભિક સ્થાપન માટે જવાબદાર ઉત્સેચક $PEP-case$ છે.

(B) શેરડી એ $C_4$ વનસ્પતિ છે. $C_4$ વનસ્પતિઓ ઉષ્ણકટિબંધીય વાતાવરણમાં અનુકૂલિત હોય છે અને તેમાં કાર્બન સ્થાપન માટે એક વિશિષ્ટ પથ હોય છે જેને $C_4$ પથ અથવા હેચ-સ્લેક ચક્ર કહેવામાં આવે છે. આ પથમાં,$CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન મધ્યપર્ણ કોષોમાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે,જેની $CO_2$ પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ $RuBisCO$ કરતા ઘણી વધારે હોય છે. આ પ્રક્રિયા પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડે છે અને ઊંચા તાપમાન તથા ઓછા $CO_2$ સાંદ્રતામાં પણ અત્યંત કાર્યક્ષમ $CO_2$ સ્થાપન શક્ય બનાવે છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા બે પ્રકારના કોષોમાં થાય છે: મધ્યપર્ણ કોષો અને પુલકંચુક કોષો.
$1$. $CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન મધ્યપર્ણ કોષોમાં થાય છે,જ્યાં $CO_2$ નું રૂપાંતર $4$-કાર્બન ધરાવતા સંયોજન (ઓક્ઝેલોએસીટેટ) માં થાય છે.
$2$. આ $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન પુલકંચુક કોષોમાં વહન પામે છે.
$3$. પુલકંચુક કોષોમાં,આ સંયોજનનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે અને $CO_2$ મુક્ત થાય છે,જે કેલ્વિન ચક્ર ($C_3$ ચક્ર) માં પ્રવેશે છે.
$4$. કેલ્વિન ચક્ર,જે ફ્રુક્ટોઝ જેવી શર્કરાના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે,તે ખાસ કરીને પુલકંચુક કોષોના હરિતકણમાં થાય છે.

(C) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ વાતાવરણીય $CO_2$ ના સ્તર દ્વારા ઓછું મર્યાદિત હોય છે કારણ કે તેમની પાસે $CO_2$ ને સાંદ્રિત કરવાની એક કાર્યક્ષમ ક્રિયાવિધિ હોય છે.
આ વનસ્પતિઓમાં $CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન પર્ણમધ્યોતક (mesophyll) કોષોમાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થાય છે,જે $CO_2$ પ્રત્યે ખૂબ જ ઊંચી આત્મીયતા ધરાવે છે અને $O_2$ સાથે જોડાતું નથી.
આ સ્થાપિત $CO_2$ ને ત્યારબાદ $4$-કાર્બન કાર્બનિક એસિડના સ્વરૂપમાં પુલ આચ્છદ (bundle sheath) કોષોમાં વહન કરવામાં આવે છે.
પુલ આચ્છદ કોષોમાં,આ એસિડનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થાય છે જેથી $CO_2$ મુક્ત થાય છે,જે $RuBisCO$ ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ ની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
આ ઊંચી સાંદ્રતા એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે $RuBisCO$ કેલ્વિન ચક્રમાં કાર્યક્ષમ રીતે કાર્ય કરે છે અને પ્રકાશ-શ્વસન (photorespiration) નો દર ઘટાડે છે.

(D) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં બે પ્રકારના કોષો ભાગ લે છે: મધ્યપર્ણના કોષો અને પુલકંચુક કોષો.
$1$. $CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન મધ્યપર્ણના કોષોમાં થાય છે.
$2$. $CO_2$ નો સ્વીકાર ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ દ્વારા $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચકની મદદથી થાય છે,જે $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ બનાવે છે.
$3$. ત્યારબાદ આ $OAA$ નું રૂપાંતર મધ્યપર્ણના કોષોમાં જ મેલિક એસિડ અથવા એસ્પાર્ટિક એસિડ જેવા અન્ય $4$-કાર્બન ધરાવતા સંયોજનોમાં થાય છે.
$4$. આમ,મેલિક એસિડનું સંશ્લેષણ મધ્યપર્ણના કોષોમાં થાય છે.

(B) $C_4$ પ્રકાશસંશ્લેષી પથમાં,પ્રાથમિક કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું સ્થાપન મધ્યપર્ણ (mesophyll) કોષોમાં થાય છે.
$PEP$ (ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ) કાર્બોક્સીલેઝ એ મુખ્ય ઉત્સેચક છે જે $CO_2$ ના પ્રાથમિક સ્થાપન માટે જવાબદાર છે,જે ઓક્સાલોએસીટેટ નામના $4$-કાર્બન સંયોજનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
$C_3$ વનસ્પતિઓથી વિપરીત,જ્યાં $RuBP$ કાર્બોક્સીલેઝ $(RuBisCO)$ પ્રાથમિક ઉત્સેચક છે,$C_4$ વનસ્પતિઓ $PEP$ કાર્બોક્સીલેઝનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે $CO_2$ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ ધરાવે છે અને ઓક્સિજનેઝ પ્રવૃત્તિ દર્શાવતું નથી.

(D) $C_4$ વનસ્પતિઓ તે છે જે કાર્બન સ્થાપન માટે $C_4$ ડાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ પથનો ઉપયોગ કરે છે。
$C_4$ વનસ્પતિઓના સામાન્ય ઉદાહરણોમાં મકાઈ ($Zea$ $mays$), શેરડી ($Saccharum$ $officinarum$), અને $Atriplex$ પ્રજાતિની વિવિધ વનસ્પતિઓનો સમાવેશ થાય છે。
આપેલા તમામ વિકલ્પો ($\text{મકાઈ}$, $\text{એટ્રીપ્લેક્સ}$, અને $\text{શેરડી}$) $C_4$ વનસ્પતિઓ હોવાથી, સાચો જવાબ $D$ છે。

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓ $C_3$ વનસ્પતિઓ કરતાં પ્રકાશસંશ્લેષણમાં વધુ કાર્યક્ષમ છે કારણ કે તેમાં $Kranz$ શરીરરચના (anatomy) જોવા મળે છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પુલકંચુક (bundle sheath) કોષોમાં મોટી સંખ્યામાં હરિતકણો આવેલા હોય છે,જે $CO_2$ ના સ્થાપનની પ્રક્રિયાને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે.
આ રચનાત્મક અનુકૂલન પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડે છે,જે $C_3$ વનસ્પતિઓમાં થતી એક બિનજરૂરી પ્રક્રિયા છે,જેનાથી $C_4$ વનસ્પતિઓની પ્રકાશસંશ્લેષણની કાર્યક્ષમતા વધે છે.

(A) $CAM$ એટલે $Crassulacean$ $Acid$ $Metabolism$ (ક્રાસ્યુલેસિયન એસિડ ચયાપચય).
$CAM$ વનસ્પતિઓ મુખ્યત્વે શુષ્કોદભિદ હોય છે,જે રણ અથવા બરફવાળા વિસ્તારો જેવા ઓછા પાણીવાળા વાતાવરણમાં ટકી રહેવા માટે અનુકૂલિત હોય છે.
આ વનસ્પતિઓએ પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) અને પાણીનો વ્યય ઘટાડવા માટે $CAM$ પથ વિકસાવ્યો છે,જેમાં તેઓ માત્ર રાત્રિ દરમિયાન જ પર્ણરંધ્રો ખોલીને $CO_2$ ગ્રહણ કરે છે અને તેનું કાર્બનિક એસિડમાં સ્થાપન કરે છે,જેનો ઉપયોગ દિવસ દરમિયાન પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે થાય છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પર્ણોમાં 'ક્રાન્ઝ' (Kranz) અંતઃસ્થ રચના જોવા મળે છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુકના કોષો મોટા,જાડી દીવાલવાળા હોય છે અને તેમાં મોટી સંખ્યામાં હરિતકણો આવેલા હોય છે.
આ હરિતકણો કેલ્વિન ચક્ર માટે જવાબદાર છે,જે $C_4$ વનસ્પતિઓના પુલકંચુકના કોષોમાં થાય છે,જ્યારે $C_3$ વનસ્પતિઓમાં તે મધ્યપર્ણ (mesophyll) કોષોમાં થાય છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓ $Kranz$ અંતઃસ્થ રચના (anatomy) દર્શાવે છે.
આ રચનામાં,પર્ણોમાં બે અલગ પ્રકારના પ્રકાશસંશ્લેષી કોષો હોય છે:
$1$. મધ્યપર્ણ કોષો (Mesophyll cells): આ કોષો $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરીને પ્રાથમિક $CO_2$ સ્થાપન કરે છે.
$2$. પુલકંચુક કોષો (Bundle sheath cells): આ કોષો $C_4$ એસિડમાંથી મુક્ત થતા $CO_2$ નો ઉપયોગ કરીને કેલ્વિન ચક્ર ($C_3$ ચક્ર) પૂર્ણ કરે છે.
તેથી,$C_4$ વનસ્પતિમાં બે પ્રકારના પ્રકાશસંશ્લેષી કોષો હાજર હોય છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા બે પ્રકારના કોષોમાં થાય છે: મધ્યપર્ણ કોષો અને પુલકંચુક કોષો.
$1$. મધ્યપર્ણ કોષોમાં,$CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા થઈને $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજન,ઓક્ઝેલોએસીટેટ બને છે.
$2$. આ $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજન ત્યારબાદ પુલકંચુક કોષોમાં વહન પામે છે.
$3$. પુલકંચુક કોષોમાં,આ $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજનનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને $CO_2$ મુક્ત થાય છે.
$4$. આ મુક્ત થયેલ $CO_2$ નું સ્થાપન કેલ્વિન ચક્ર દરમિયાન $RuBisCO$ ઉત્સેચક દ્વારા $RuBP$ (રાયબ્યુલોઝ $1,5$-બાયફોસ્ફેટ) સાથે થાય છે,જે $C_4$ વનસ્પતિમાં માત્ર પુલકંચુક કોષોમાં જ જોવા મળે છે.

(C) $C_4$ પથ (હેચ-સ્લેક ચક્ર) માં,પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહક $3$-કાર્બન ધરાવતો અણુ છે જેને ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મધ્યપર્ણ કોષોમાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPCase)$ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$CO_2$ એ $PEP$ સાથે જોડાઈને $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન બનાવે છે જેને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ કહેવાય છે.
તેથી,પ્રથમ તબક્કામાં $PEP$ દ્વારા $CO_2$ નું સ્થાપન થાય છે.

(C) $C_4$ વનસ્પતિઓ ક્રાન્ઝ (Kranz) અંતઃસ્થ રચના તરીકે ઓળખાતી વિશિષ્ટ પર્ણ રચના ધરાવે છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુક કોષો મોટા હોય છે અને તેમાં અસંખ્ય હરિતકણો આવેલા હોય છે,જે $C_4$ પ્રકાશસંશ્લેષણ પથ માટે આવશ્યક છે.
આ પથ અત્યંત કાર્યક્ષમ છે કારણ કે તે પુલકંચુક કોષોમાં $RuBisCO$ ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ નું સાંદ્રણ વધારીને પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડે છે,જેનાથી આ વનસ્પતિઓ ઊંચા તાપમાન અને વધુ પ્રકાશની તીવ્રતાવાળા વાતાવરણમાં સારી રીતે વિકાસ પામી શકે છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિમાં કાર્બન સ્થાપનની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં અને અલગ-અલગ પ્રકારના કોષોમાં થાય છે.
$1$. પ્રાથમિક $CO_2$ સ્થાપન મધ્યપર્ણ કોષોમાં થાય છે,જ્યાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચકની મદદથી $CO_2$ નું $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજન ઓક્ઝેલોએસીટેટમાં રૂપાંતર થાય છે.
$2$. આ $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજન ત્યારબાદ પુલકંચુકના કોષોમાં વહન પામે છે.
$3$. પુલકંચુકના કોષોમાં,આ $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજનનું વિઘટન થઈ $CO_2$ મુક્ત થાય છે,જેનું કેલ્વિન ચક્ર દરમિયાન $RuBisCO$ ઉત્સેચક દ્વારા ફરીથી સ્થાપન થાય છે.
આમ,અંતિમ કાર્બન સ્થાપન (પુનઃસ્થાપન) પુલકંચુકના કોષોના હરિતકણમાં થાય છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પ્રાથમિક $CO_2$ નું સ્થાપન મધ્યપર્ણ (Mesophyll) કોષોમાં થાય છે.
$1$. $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPCase)$ ઉત્સેચક મધ્યપર્ણ કોષોમાં $CO_2$ ને ગ્રહણ કરીને $4$-કાર્બનયુક્ત સંયોજન ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ બનાવે છે.
$2$. ત્યારબાદ આ $OAA$ નું રૂપાંતર તે જ મધ્યપર્ણ કોષોમાં મેલિક એસિડ (અથવા એસ્પાર્ટિક એસિડ) માં થાય છે.
$3$. આ મેલિક એસિડ ત્યારબાદ કેલ્વિન ચક્ર માટે પુલકંચુક (Bundle sheath) કોષોમાં વહન પામે છે.

(D) $C_4$ વનસ્પતિઓ વધુ કાર્યક્ષમ છે કારણ કે તેઓએ પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડવા માટે એક વિશિષ્ટ પદ્ધતિ વિકસાવી છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પ્રકાશશ્વસન દરમિયાન મુક્ત થતો $CO_2$ અથવા પુલકંચુક (bundle sheath) કોષોમાં સાંદ્રિત થયેલ $CO_2$ ને $PEP$ કાર્બોક્ઝાઈલેઝ ઉત્સેચક દ્વારા અસરકારક રીતે ફરીથી સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.
$PEP$ કાર્બોક્ઝાઈલેઝ $CO_2$ માટે ખૂબ જ ઊંચી આકર્ષણ શક્તિ ધરાવે છે અને તે $RuBisCO$ થી વિપરીત $O_2$ સાથે જોડાતો નથી.
આ પદ્ધતિ સુનિશ્ચિત કરે છે કે $CO_2$ નો વ્યય ન્યૂનતમ થાય અને ઓછી $CO_2$ સાંદ્રતામાં પણ પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઊંચો રહે છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓ,જેમ કે મકાઈ અને શેરડી,ખાસ કરીને ઊંચા તાપમાન અને તીવ્ર પ્રકાશવાળા વાતાવરણ માટે અનુકૂલિત હોય છે,જે ઘણીવાર શુષ્ક પરિસ્થિતિઓ સાથે સંકળાયેલ હોય છે.
આ વનસ્પતિઓમાં $Kranz$ અંતઃસ્થ રચના (anatomy) જોવા મળે છે,જે તેમને પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
$RuBisCO$ ઉત્સેચકની આસપાસ $CO_2$ ની સાંદ્રતા વધારીને,$C_4$ વનસ્પતિઓ એવી પરિસ્થિતિઓમાં પણ ઉચ્ચ પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતા જાળવી રાખે છે જ્યાં $C_3$ વનસ્પતિઓ પ્રકાશશ્વસનને કારણે નોંધપાત્ર ઉર્જા ગુમાવે છે.
તેથી,$C_4$ વનસ્પતિઓ ઉષ્ણ અને શુષ્ક આબોહવા માટે ખૂબ જ અનુકૂલિત હોય છે.

(C) '$Kranz$' (ક્રેન્ઝ) પેશી રચના એ $C_4$ વનસ્પતિઓના પર્ણોમાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ રચના છે (દા.ત.,મકાઈ,શેરડી).
આ રચનામાં,મધ્યપર્ણ કોષો પુલકંચુક કોષોની આસપાસ વલયાકાર રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે.
આ ગોઠવણી $CO_2$ ના કાર્યક્ષમ વહન માટે મદદરૂપ થાય છે અને પ્રકાશશ્વસનની પ્રક્રિયાને ઘટાડે છે,જેનાથી આ વનસ્પતિઓ ઊંચા તાપમાન અને વધુ પ્રકાશની તીવ્રતા ધરાવતા વાતાવરણમાં સારી રીતે વિકાસ પામી શકે છે.

(B) $CO_2$ વળતર બિંદુ એટલે $CO_2$ ની એવી સાંદ્રતા કે જ્યાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર અને શ્વસનનો દર સમાન હોય છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓ $C_3$ વનસ્પતિઓ કરતા પ્રકાશસંશ્લેષણમાં વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે કારણ કે તેમની પાસે $CO_2$ ને કેન્દ્રિત કરવાની પદ્ધતિ (ક્રાન્ઝ અંતઃસ્થ રચના) હોય છે જે પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડે છે.
આ પદ્ધતિને કારણે,$C_4$ વનસ્પતિઓ $CO_2$ ની ખૂબ ઓછી સાંદ્રતાએ પણ ચોખ્ખો પ્રકાશસંશ્લેષણ દર જાળવી શકે છે.
તેથી,$C_4$ વનસ્પતિઓ $C_3$ વનસ્પતિઓ $(20-100 \ ppm)$ ની સરખામણીમાં નીચું $CO_2$ વળતર બિંદુ $(0-10 \ ppm)$ ધરાવે છે.

(A) $CAM$ એટલે કે 'Crassulacean Acid Metabolism'.
આ એક વિશિષ્ટ પ્રકાશસંશ્લેષણ પથ છે જે શુષ્ક અથવા અર્ધ-શુષ્ક વાતાવરણમાં ઉગતી વનસ્પતિઓ દ્વારા અપનાવવામાં આવે છે.
$CAM$ વનસ્પતિઓમાં,દિવસ દરમિયાન પર્ણરંધ્રો બંધ રહે છે જેથી વધુ પડતું બાષ્પોત્સર્જન અટકાવી શકાય અને તે માત્ર રાત્રે જ $CO_2$ લેવા માટે ખુલે છે.
આ પ્રક્રિયા પાણીના વ્યયને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે,જેનાથી વનસ્પતિને પાણીની અછતવાળી પરિસ્થિતિમાં જીવંત રહેવામાં મદદ મળે છે.
તેથી,$CAM$ મુખ્યત્વે પાણીના સંરક્ષણમાં મદદ કરે છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પ્રાથમિક $CO_2$ નું સ્થાપન મધ્યપર્ણ (Mesophyll) કોષોમાં થાય છે.
$PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક $PEP$ ($3$-કાર્બન સંયોજન) અને $CO_2$ પર પ્રક્રિયા કરીને ઓક્ઝેલોએસીટેટ બનાવે છે,જે $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે.
આ પ્રક્રિયા $C_4$ પથ (હેચ-સ્લેક પથ) નું પ્રથમ પગથિયું છે અને તે કેલ્વિન ચક્ર માટે $CO_2$ ને પુલકંચુક કોષોમાં મોકલતા પહેલા મધ્યપર્ણ કોષોમાં થાય છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહી એ $3$-કાર્બન ધરાવતો અણુ છે જેને ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મધ્યપર્ણ કોષોમાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPCase)$ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$RuBP$ એ $C_3$ વનસ્પતિઓમાં પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહી છે,$C_4$ વનસ્પતિઓમાં નહીં.

(D) $C_3$ વનસ્પતિમાં ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ ના એક અણુના સંશ્લેષણ માટે $18$ $ATP$ અને $12$ $NADPH$ અણુઓની જરૂર પડે છે.
$C_4$ વનસ્પતિમાં મધ્યપર્ણ કોષોમાં ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ ના પુનઃસર્જન માટે વધારાના $6$ $ATP$ અણુઓની જરૂર પડે છે,આમ કુલ $30$ $ATP$ $(18 + 12 = 30)$ અને $12$ $NADPH$ અણુઓ વપરાય છે.
તેથી,$C_3$ વનસ્પતિની સરખામણીમાં $C_4$ વનસ્પતિમાં હેકસોઝના એક અણુ દીઠ $ATP$ ની વધારાની જરૂરિયાત $30 - 18 = 12$ $ATP$ અણુઓ છે.

(C) $C_4$ વનસ્પતિઓ ક્રાન્ઝ (Kranz) અંતઃસ્થ રચના ધરાવે છે,જે તેમને ઊંચા તાપમાન અને ઓછા $CO_2$ ની સ્થિતિમાં પણ કાર્યક્ષમ પ્રકાશસંશ્લેષણ કરવામાં મદદ કરે છે.
આ વનસ્પતિઓ માત્ર આવૃત બીજધારીઓના એક જ સમૂહ સુધી મર્યાદિત નથી.
$C_4$ પથ એકદળી (દા.ત.,મકાઈ,શેરડી,જુવાર) અને દ્વિદળી (દા.ત.,એમેરેન્થસ,એટ્રીપ્લેક્સ) બંને પ્રકારની ઘણી જાતિઓમાં જોવા મળે છે.
તેથી,$C_4$ વનસ્પતિઓ એકદળી અને દ્વિદળી બંનેમાં જોવા મળે છે.

(A) ક્રેન્ઝ પેશીરચના એ $C_4$ વનસ્પતિઓ (જેમ કે મકાઈ,શેરડી અને જુવાર) ના પર્ણોમાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ રચના છે.
આ રચનામાં,મધ્યપર્ણ પેશીના કોષો પુલકંચુક કોષોની આસપાસ વલયાકાર રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે.
પુલકંચુક કોષોમાં મોટી સંખ્યામાં હરિતકણો આવેલા હોય છે,જે પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડવા માટે $C_4$ પ્રકાશસંશ્લેષણ પથ માટે આવશ્યક છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,વાતાવરણીય $CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન પર્ણમધ્ય પેશીના કોષોમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ($Phosphoenolpyruvate$ carboxylase) ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $CO_2$ ને $Phosphoenolpyruvate$ $(PEP)$ સાથે જોડીને $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન બનાવે છે જેને ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ કહેવાય છે.

(B) ક્રેન્ઝ પેશી રચના (Kranz anatomy) એ $C_4$ વનસ્પતિઓ (જેમ કે મકાઈ અથવા શેરડી) ના પર્ણોમાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ રચના છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુક (bundle sheath) કોષોની આસપાસ મધ્યપર્ણ (mesophyll) કોષો એક વલય સ્વરૂપે ગોઠવાયેલા હોય છે.
આ ગોઠવણી $CO_2$ ના કાર્યક્ષમ સ્થાપનમાં મદદ કરે છે અને પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ઘટાડે છે,જે ઊંચા તાપમાન અને વધુ પ્રકાશવાળા વાતાવરણમાં રહેતી વનસ્પતિઓ માટે એક મુખ્ય અનુકૂલન છે.

(A) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં, પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહક $3$-કાર્બન ધરાવતો અણુ છે જેને ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા પર્ણમધ્ય પેશીના કોષોમાં થાય છે અને તે $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPCase)$ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$PEP + CO_2 + H_2O \xrightarrow{PEPCase} \text{ઓક્ઝેલો એસિટિક એસિડ } (OAA)$.
$RuBP$ એ $C_3$ વનસ્પતિઓમાં પ્રાથમિક $CO_2$ ગ્રાહક છે, જ્યારે $OAA$ એ $C_4$ વનસ્પતિઓમાં બનતી પ્રથમ સ્થાયી નીપજ છે.

(C) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા બે પ્રકારના કોષોમાં વહેંચાયેલી હોય છે: મધ્યપર્ણ કોષો અને પુલકંચુકિય કોષો.
$1$. $CO_2$ નું પ્રાથમિક સ્થાપન મધ્યપર્ણ કોષોમાં થાય છે,જ્યાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચક $CO_2$ ને $4$-કાર્બન ધરાવતા સંયોજન ઓક્ઝેલોએસીટેટમાં ફેરવે છે.
$2$. આ $4$-કાર્બન ધરાવતું સંયોજન ત્યારબાદ પુલકંચુકિય કોષોમાં વહન પામે છે.
$3$. પુલકંચુકિય કોષોમાં,આ $4$-કાર્બન સંયોજનનું વિઘટન થઈને $CO_2$ મુક્ત થાય છે,જે પછી કેલ્વિન ચક્રમાં પ્રવેશે છે.
$4$. તેથી,$C_4$ વનસ્પતિઓમાં કેલ્વિન ચક્ર માત્ર પુલકંચુકિય કોષોના હરિતકણોમાં જ થાય છે.

(B) $CAM$ (Crassulacean Acid Metabolism) વનસ્પતિઓ શુષ્ક વાતાવરણમાં પાણીનો સંગ્રહ કરવા માટે એક વિશિષ્ટ અનુકૂલન દર્શાવે છે.
રાત્રિ દરમિયાન,આ વનસ્પતિઓ તેમના પર્ણરંધ્રો ખોલે છે અને $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ કરીને $CO_2$ નું કાર્બનિક એસિડમાં,મુખ્યત્વે મેલિક એસિડમાં સ્થાપન કરે છે.
આ મેલિક એસિડ કોષોની રસધાનીઓમાં સંગ્રહિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પાણીના વ્યયને રોકવા માટે પર્ણરંધ્રો બંધ રહે છે.
ત્યારબાદ સંગ્રહિત મેલિક એસિડ રસધાનીમાંથી બહાર લાવવામાં આવે છે અને તેનું ડિકાર્બોક્સિલેશન થઈને આંતરિક રીતે $CO_2$ મુક્ત થાય છે.
આ મુક્ત થયેલ $CO_2$ નો ઉપયોગ કેલ્વિન ચક્ર ($C_3$ ચક્ર) દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે કરવામાં આવે છે.
તેથી,દિવસ દરમિયાન મેલિક એસિડ $CO_2$ ના આંતરિક સ્ત્રોત તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) $C_4$ વનસ્પતિઓ $C_3$ વનસ્પતિઓથી મુખ્યત્વે કાર્બન સ્થાપનની પ્રક્રિયામાં અલગ પડે છે.
$C_3$ વનસ્પતિઓમાં,$CO_2$ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક $RuBP$ ($5$-કાર્બન સંયોજન) છે અને પ્રથમ સ્થાયી નીપજ $3-PGA$ ($3$-કાર્બન સંયોજન) છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓમાં,$CO_2$ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક $PEP$ (ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ,$3$-કાર્બન સંયોજન) છે અને પ્રથમ સ્થાયી નીપજ $OAA$ (ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ,$4$-કાર્બન સંયોજન) છે.
તેથી,તેઓ કાર્બન સ્વાંગીકરણ માટે વપરાતા પ્રક્રિયક અને પ્રથમ સ્થાયી નીપજના સ્વરૂપમાં અલગ પડે છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,પ્રાથમિક $CO_2$ સ્થાપન મધ્યપર્ણ (mesophyll) કોષોમાં થાય છે.
$CO_2$ નો સ્વીકાર સૌપ્રથમ ફોસ્ફોઈનોલપાયરુવેટ $(PEP)$ દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ ઉત્સેચકની હાજરીમાં ઓક્ઝેલોએસેટિક એસિડ $(OAA)$ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા મધ્યપર્ણ કોષોના હરિતકણમાં થાય છે,જેમાં $RuBisCO$ ઉત્સેચકનો અભાવ હોય છે પરંતુ તે $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝથી ભરપૂર હોય છે.

(B) $C_4$ વનસ્પતિઓમાં,$CO_2$ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક $3$-કાર્બન ધરાવતો અણુ છે જેને ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ $(PEP)$ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મધ્યપર્ણ કોષોમાં $PEP$ કાર્બોક્સિલેઝ $(PEPCase)$ ઉત્સેચક દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે.
$CO_2$ ના સ્થાપનથી $4$-કાર્બન ધરાવતા સંયોજન ઓક્ઝેલોએસિટિક એસિડ $(OAA)$ નું નિર્માણ થાય છે,જે $C_4$ ચક્રની પ્રથમ સ્થાયી નીપજ છે.

(B) ક્રેન્ઝ પેશી રચના એ મકાઈ,શેરડી અને એટ્રીપ્લેક્સ જેવી $C_4$ વનસ્પતિઓમાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ રચના છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુકીય કોષો મોટા હોય છે અને તેમાં અલ્પવિકસિત અથવા ગેરહાજર ગ્રેના ધરાવતા અસંખ્ય હરિતકણો હોય છે.
બીજી તરફ,મધ્યપર્ણ કોષોમાં નાના હરિતકણો હોય છે જેમાં સુવિકસિત ગ્રેના જોવા મળે છે.
તેથી,મધ્યપર્ણ કોષો મોટા હરિતકણ ધરાવે છે તે વિધાન ખોટું છે.
$C_4$ વનસ્પતિઓ પ્રકાશશ્વસન (photorespiration) ના અભાવને કારણે $C_3$ વનસ્પતિઓની સરખામણીમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે.

(C) ક્રેન્ઝ પેશી રચના એ $C_4$ વનસ્પતિઓ (જેમ કે મકાઈ અને શેરડી) ના પર્ણોમાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ રચના છે.
આ રચનામાં,પુલકંચુક કોષો વાહિપુલની આસપાસ એક વલયમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
આ પુલકંચુક કોષોની લાક્ષણિકતા એ છે કે તેમની કોષદિવાલ જાડી હોય છે જે વાયુઓના વિનિમય માટે અપ્રવેશ્ય હોય છે,તેમાં આંતરકોષીય અવકાશનો અભાવ હોય છે અને કેલ્વિન ચક્રને સરળ બનાવવા માટે તેમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં હરિતકણો આવેલા હોય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણનો $C_4$ પથ મુખ્યત્વે ઊંચા તાપમાન અને વધુ પ્રકાશની તીવ્રતા ધરાવતા વાતાવરણમાં અનુકૂલિત વનસ્પતિઓમાં જોવા મળે છે.
ઘણી એકદળી વનસ્પતિઓ,ખાસ કરીને જે $Gramineae$ (જેને $Poaceae$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કુળની છે,તે $C_4$ પ્રકાશસંશ્લેષણ પથ દર્શાવે છે.
તેના ઉદાહરણોમાં શેરડી,મકાઈ અને વિવિધ ઘાસનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.