C4 Questions in Hindi

(C) गन्ना एक $C_4$ पौधा है। $C_4$ पौधों में,$CO_2$ का प्राथमिक स्थिरीकरण पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होता है। इस प्रारंभिक कार्बोक्सिलेशन के लिए जिम्मेदार एंजाइम $Phosphoenolpyruvate$ $(PEP)$ कार्बोक्सिलेज है। यह एंजाइम $CO_2$ (या $HCO_3^-$) और $PEP$ के बीच अभिक्रिया को उत्प्रेरित करके ऑक्सालोएसेटिक एसिड $(OAA)$ बनाता है,जो बाद में मैलिक एसिड या एस्पार्टिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है। इसलिए,सही एंजाइम $PEP$ कार्बोक्सिलेज है।

(D) $C_4$ पादप प्रकाश संश्लेषण में अत्यधिक कुशल होते हैं क्योंकि उनके पास रुबिस्को $(Rubisco)$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ को केंद्रित करने के लिए एक विशेष तंत्र होता है।
$C_4$ पादपों में,$CO_2$ का प्राथमिक स्थिरीकरण पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होता है,जहाँ $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPCase)$ प्राथमिक कार्बोक्सिलेटिंग एंजाइम के रूप में कार्य करता है।
$PEPCase$ की $CO_2$ के प्रति बहुत उच्च आत्मीयता होती है और रुबिस्को के विपरीत,यह ऑक्सीजनेज गतिविधि नहीं दिखाता है।
यह एंजाइम $CO_2$ को चार-कार्बन यौगिक (ऑक्सालोएसीटेट) में स्थिर करता है,जिसे बाद में पुल आच्छद कोशिकाओं में ले जाया जाता है।
पुल आच्छद कोशिकाओं में,इस यौगिक का डिकार्बोक्सिलेशन होता है जिससे $CO_2$ की उच्च सांद्रता मुक्त होती है,जिसका उपयोग रुबिस्को द्वारा केल्विन चक्र के लिए किया जाता है।
यह तंत्र प्रकाशश्वसन (photorespiration) को कम करता है और $CO_2$ की कम सांद्रता में भी कुशल कार्बन स्थिरीकरण सुनिश्चित करता है।

(B) $C_3$ पौधों में,ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ के एक अणु के संश्लेषण के लिए $18$ $ATP$ और $12$ $NADPH$ की आवश्यकता होती है।
$C_4$ पौधों में,पाइरूवेट से फॉस्फोइनोलपाइरूवेट $(PEP)$ को पुनर्जीवित करने के लिए प्रति $CO_2$ अणु के स्थिरीकरण पर एक अतिरिक्त $ATP$ की आवश्यकता होती है।
चूंकि हेक्सोज़ शर्करा के एक अणु को संश्लेषित करने के लिए $6$ $CO_2$ अणुओं की आवश्यकता होती है,इसलिए $C_3$ पौधों की तुलना में $C_4$ पौधों में $6$ अतिरिक्त $ATP$ अणुओं की खपत होती है।
अतः,$C_4$ पौधों के लिए आवश्यक कुल $ATP$ की संख्या $18 + 6 = 24$ $ATP$ है।

(D) $C_4$ पादपों में,$CO_2$ के स्थिरीकरण की प्रक्रिया दो चरणों में और दो अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में होती है।
$1$. प्राथमिक $CO_2$ स्थिरीकरण पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होता है,जहाँ $CO_2$ को फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$ द्वारा ग्रहण किया जाता है और $4$-कार्बन वाला यौगिक ऑक्सेलोएसेटिक अम्ल $(OAA)$ बनता है।
$2$. यह $OAA$ फिर पर्णमध्योतक कोशिकाओं में ही मैलिक अम्ल (या एस्पार्टिक अम्ल) में परिवर्तित हो जाता है।
$3$. इसके बाद मैलिक अम्ल का परिवहन पुल आच्छद (bundle sheath) कोशिकाओं में होता है,जहाँ इसका डिकार्बोक्सिलेशन होता है और केल्विन चक्र के लिए $CO_2$ मुक्त होती है।
अतः,मैलिक अम्ल का निर्माण पर्णमध्योतक कोशिकाओं में होता है।

(D) $C_4$ पौधे $C_3$ पौधों की तुलना में अधिक कुशल होते हैं क्योंकि उनमें प्रकाश श्वसन (photorespiration) नगण्य होता है।
$C_3$ पौधों में,$RuBisCO$ एंजाइम उच्च $O_2$ सांद्रता में ऑक्सीजनेज के रूप में कार्य करता है,जिससे प्रकाश श्वसन होता है,जिसके परिणामस्वरूप स्थिर कार्बन और ऊर्जा का नुकसान होता है।
$C_4$ पौधों में $Kranz$ शारीरिक संरचना (Kranz anatomy) विकसित होती है,जो प्रारंभिक $CO_2$ स्थिरीकरण (पर्णमध्योतक कोशिकाओं में) को केल्विन चक्र (पुल आच्छद कोशिकाओं में) से अलग करती है।
यह तंत्र पुल आच्छद कोशिकाओं में $RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ की सांद्रता को बढ़ाता है,जो $RuBisCO$ की ऑक्सीजनेज गतिविधि को प्रभावी ढंग से दबा देता है और इस प्रकार प्रकाश श्वसन को कम करता है।

(A) वर्णित विशेषताएं,जैसे कि प्रकाशश्वसन का अभाव,उच्च जल-उपयोग दक्षता,उच्च तापमान पर प्रकाश संश्लेषण की उच्च दर,और बेहतर नाइट्रोजन-उपयोग दक्षता,$C_4$ पादपों की मुख्य विशेषताएं हैं।
$C_4$ पादपों में 'क्रांज़' (Kranz) शारीरिक संरचना होती है,जो उन्हें $RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ को केंद्रित करने की अनुमति देती है,जिससे प्रकाशश्वसन कम हो जाता है।
ये अनुकूलन $C_4$ पादपों को $C_3$ पादपों की तुलना में उष्णकटिबंधीय और शुष्क वातावरण में अत्यधिक कुशल बनाते हैं।

(B) $C_4$ पादपों में,प्राथमिक $CO_2$ ग्राही फॉस्फोइनोल पाइरूवेट $(PEP)$ नामक एक $3$-कार्बन अणु होता है।
यह अभिक्रिया पर्दमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होती है और $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPCase)$ एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
इसके विपरीत,$C_3$ पादप प्राथमिक $CO_2$ ग्राही के रूप में रिबुलोज $1,5$-बिसफॉस्फेट $(RuBP)$ का उपयोग करते हैं।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) $C_4$ चक्र $19$ आवृतबीजी (angiospermic) कुलों की $1500$ प्रजातियों में होता है। इनमें से अधिकांश पौधे एकबीजपत्री (monocots) होते हैं,जो मुख्य रूप से ग्रेमिनी (Poaceae) और साइपरेसी (Cyperaceae) कुल से संबंधित हैं।

(C) कथन सही है क्योंकि $C_4$ पथ कई उष्णकटिबंधीय पौधों में प्रकाश-श्वसन (photorespiration) को कम करने के लिए एक विकासवादी अनुकूलन है।
कारण गलत है क्योंकि $C_4$ पथ में,प्राथमिक $CO_2$ ग्राही $3$-कार्बन वाला यौगिक फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$ है,लेकिन $CO_2$ का स्थिरीकरण $4$-कार्बन वाले यौगिक ऑक्सालोएसेटिक एसिड $(OAA)$ में होता है। '$3C$ यौगिक द्वारा स्थिरीकरण' कहना भ्रामक है क्योंकि यह दर्शाता है कि उत्पाद $3C$ है,जबकि स्थिरीकरण प्रक्रिया में $3C$ ग्राही का उपयोग करके $4C$ स्थिर उत्पाद बनता है।

(A) $Amaranthus$ $sp.$ और गन्ना $C_4$ पादप हैं,जिन्हें हैच और स्लैक पादप भी कहा जाता है क्योंकि वे हैच-स्लैक पथ (या $C_4$ चक्र) का पालन करते हैं।
$C_4$ चक्र में,$CO_2$ का स्थिरीकरण दो बार होता है। ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ का एक अणु बनाने के लिए,केल्विन चक्र के माध्यम से $6$ अणु $CO_2$ का स्थिरीकरण आवश्यक है,जो $C_4$ पथ के साथ एकीकृत होता है। अतः,यह कथन कि $6 \,CO_2$ के स्थिरीकरण से एक ग्लूकोज बनता है,सही है।

(C) हैच और स्लैक पथ,जिसे $C_4$ चक्र के रूप में भी जाना जाता है,$C_4$ पौधों में होता है।
इस पथ में,प्राथमिक $CO_2$ स्वीकर्ता $3$-कार्बन वाला अणु होता है जिसे फॉस्फोइनोल पाइरुवेट $(PEP)$ कहा जाता है।
यह अभिक्रिया पर्णमध्योतक कोशिकाओं में $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPCase)$ एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है,जिसके परिणामस्वरूप $4$-कार्बन वाला यौगिक,ऑक्सेलोएसेटिक एसिड $(OAA)$ बनता है।

(N/A) नहीं,किसी पौधे के बाहरी आकारिकी लक्षणों को देखकर यह नहीं बताया जा सकता कि वह $C_{3}$ है या $C_{4}$।
$C_{4}$ पौधों में $Kranz$ शारीरिक (Kranz anatomy) नामक एक विशेष आंतरिक संरचना होती है,जिसमें संवहनी बंडलों के चारों ओर बंडल म्यान (bundle sheath) कोशिकाएं मौजूद होती हैं।
यह शारीरिक अंतर आंतरिक होता है और इसे केवल सूक्ष्मदर्शी की सहायता से कोशिकीय स्तर पर ही देखा जा सकता है।
बाहरी दिखावट से इन आंतरिक संरचनाओं का पता नहीं चलता है।
उदाहरण के लिए,गेहूं और मक्का दोनों घास हैं,लेकिन गेहूं एक $C_{3}$ पौधा है,जबकि मक्का एक $C_{4}$ पौधा है।

(N/A) $C_{4}$ पौधों की पत्तियों में $Kranz$ शारीरिक संरचना (Kranz anatomy) नामक एक विशेष आंतरिक संरचना पाई जाती है,जो उन्हें $C_{3}$ पौधों से अलग करती है।
$Kranz$ शारीरिक संरचना में,संवहनी बंडल (vascular bundles) बड़े,विशेष कोशिकाओं के एक घेरे से घिरे होते हैं जिन्हें बंडल-शीथ कोशिकाएं (bundle-sheath cells) कहा जाता है।
इन बंडल-शीथ कोशिकाओं में हरितलवक (chloroplasts) की संख्या बहुत अधिक होती है,इनकी कोशिका भित्ति मोटी होती है और इनमें कोई अंतरकोशिकीय स्थान नहीं होता है।
इसके अलावा,ये कोशिकाएं गैसीय विनिमय के लिए अभेद्य होती हैं,जो $RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_{2}$ की उच्च सांद्रता बनाए रखने में मदद करती हैं।
यह अनूठी शारीरिक व्यवस्था प्रकाश-श्वसन (photorespiration) को कम करती है और $C_{3}$ पौधों की तुलना में $C_{4}$ पौधों की प्रकाश संश्लेषण क्षमता को बढ़ाती है।

(N/A) पादप की उत्पादकता उसके प्रकाश संश्लेषण की दर से मापी जाती है। पादप में मौजूद कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा प्रकाश संश्लेषण की दर के सीधे आनुपातिक होती है।
$C_{4}$ पादपों में बंडल-शीथ (bundle-sheath) कोशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ाने के लिए एक विशेष तंत्र होता है।
$C_{4}$ पादपों में,केल्विन चक्र विशेष रूप से बंडल-शीथ कोशिकाओं में ही होता है।
पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में बनने वाला $C_{4}$ अम्ल (मैलिक अम्ल या एस्पार्टिक अम्ल) बंडल-शीथ कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाता है,जहाँ इसका विघटन होकर $CO_{2}$ मुक्त होती है।
$CO_{2}$ की यह उच्च सांद्रता यह सुनिश्चित करती है कि $RuBisCO$ एंजाइम ऑक्सीजन के बजाय मुख्य रूप से कार्बोक्सिलेज के रूप में कार्य करे।
यह तंत्र प्रभावी रूप से प्रकाश-श्वसन (photorespiration) को रोकता है,जो अन्यथा ऊर्जा और कार्बन को बर्बाद कर देता है,जिससे प्रकाश संश्लेषण की दर और उत्पादकता में काफी वृद्धि होती है।

(N/A) $C_{4}$ पौधों की पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में $RuBisCo$ एंजाइम अनुपस्थित होता है। यह संवहनी बंडलों के चारों ओर स्थित बंडल-शीथ कोशिकाओं में मौजूद होता है।
$C_{4}$ पौधों में,केल्विन चक्र बंडल-शीथ कोशिकाओं में होता है।
पर्णमध्योतक कोशिकाओं में प्राथमिक $CO_{2}$ ग्राही फॉस्फोइनोल पाइरुवेट $(PEP)$ है,जो तीन-कार्बन वाला यौगिक है।
यह चार-कार्बन वाले यौगिक ऑक्सेलोएसेटिक एसिड $(OAA)$ में परिवर्तित हो जाता है।
$OAA$ को आगे मैलिक एसिड या एस्पार्टिक एसिड में बदल दिया जाता है।
इन एसिड को बंडल-शीथ कोशिकाओं में ले जाया जाता है,जहाँ उनका डीकार्बोक्सिलेशन होता है और $CO_{2}$ मुक्त होती है।
$RuBisCo$ के आसपास $CO_{2}$ की यह उच्च सांद्रता यह सुनिश्चित करती है कि यह ऑक्सीजनेज के बजाय मुख्य रूप से कार्बोक्सिलेज के रूप में कार्य करे,जिससे प्रकाश-श्वसन (photorespiration) न्यूनतम हो जाता है।

(N/A) शुष्क उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में अनुकूलित पौधे $C_4$ पथ का उपयोग करते हैं।
इन पौधों में $C_4$ ऑक्सालोएसेटिक एसिड प्राथमिक $CO_2$ स्थिरीकरण उत्पाद होता है। वे मुख्य जैवसंश्लेषण पथ के रूप में $C_3$ पथ या केल्विन चक्र का उपयोग करते हैं। $C_4$ पौधों की मुख्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:
$(1)$ $C_4$ पौधों में विशेष पत्ती की शारीरिक रचना होती है और वे उच्च तापमान को सहन कर सकते हैं।
$(2)$ वे उच्च प्रकाश तीव्रता के प्रति प्रतिक्रिया दिखाते हैं।
$(3)$ उनमें प्रकाशश्वसन (photorespiration) की प्रक्रिया का अभाव होता है।
$(4)$ वे अधिक बायोमास उत्पादकता प्रदर्शित करते हैं।
$(5)$ पत्तियों के ऊर्ध्वाधर खंड में,मेसोफिल कोशिकाएं एक विशिष्ट पैटर्न में व्यवस्थित दिखाई देती हैं।
$(6)$ संवहनी बंडलों के चारों ओर की बड़ी कोशिकाओं को बंडल शीथ कोशिकाएं कहा जाता है,और इस व्यवस्था को 'क्रान्ज़' (Kranz) शारीरिक रचना कहा जाता है।
$(7)$ 'क्रान्ज़' का अर्थ 'माला' (wreath) है,जो कोशिकाओं की गोलाकार व्यवस्था को दर्शाता है।
$(8)$ बंडल शीथ में संवहनी बंडलों के चारों ओर कई परतें हो सकती हैं।
$(9)$ ये कोशिकाएं बड़ी संख्या में क्लोरोप्लास्ट,गैसीय विनिमय के लिए अभेद्य मोटी दीवारों और अंतरकोशिकीय स्थानों की अनुपस्थिति द्वारा पहचानी जाती हैं।
इस पथ को हैच और स्लैक पथ के रूप में भी जाना जाता है। यह एक चक्रीय प्रक्रिया है:
चरण $1$: वायुमंडलीय $CO_2$ मेसोफिल कोशिकाओं में प्रवेश करती है जहाँ प्राथमिक $CO_2$ स्वीकर्ता $3$-कार्बन अणु फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$ है। इसके लिए जिम्मेदार एंजाइम $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPcase)$ है। $C_4$ एसिड,ऑक्सालोएसेटिक एसिड $(OAA)$ बनता है: $CO_2 + PEP \xrightarrow{PEPcase} OAA$.
चरण $2$: $OAA$ मेसोफिल में मैलिक एसिड या एस्पार्टिक एसिड जैसे $4$-कार्बन यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है,जिन्हें बंडल शीथ कोशिकाओं में ले जाया जाता है। यहाँ,इन $C_4$ एसिड का विघटन होकर $CO_2$ और $3$-कार्बन अणु (पाइरुविक एसिड) मुक्त होते हैं।
चरण $3$: $3$-कार्बन अणु वापस मेसोफिल में ले जाया जाता है,जहाँ यह $ATP$ की उपस्थिति में फिर से $PEP$ में परिवर्तित हो जाता है,जिससे चक्र पूरा होता है।
चरण $4$: बंडल शीथ कोशिकाओं में मुक्त $CO_2$ केल्विन चक्र में प्रवेश करती है। बंडल शीथ कोशिकाओं में $RuBisCO$ प्रचुर मात्रा में होता है लेकिन $PEPcase$ का अभाव होता है। इस प्रकार,शर्करा निर्माण का मूल पथ $C_3$ और $C_4$ दोनों पौधों में समान है।

(N/A) हैच-स्लैक पथ,जिसे $C_{4}$ पथ के रूप में भी जाना जाता है,उन पौधों में देखा जाता है जो शुष्क उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के अनुकूल होते हैं।
इन पौधों में $C_{4}$ ऑक्सालोएसेटिक एसिड पहला $CO_{2}$ स्थिरीकरण उत्पाद होता है। वे मुख्य जैवसंश्लेषण पथ के रूप में $C_{3}$ पथ या केल्विन चक्र का उपयोग करते हैं।
$C_{4}$ पौधों की पत्तियों की आंतरिक विशेषताएं:
$(1)$ $C_{4}$ पौधों में एक विशेष प्रकार की पत्ती की शारीरिक रचना होती है और वे उच्च तापमान को सहन कर सकते हैं।
$(2)$ वे उच्च प्रकाश तीव्रता के प्रति सकारात्मक प्रतिक्रिया दिखाते हैं।
$(3)$ उनमें प्रकाशश्वसन (photorespiration) नामक प्रक्रिया का अभाव होता है।
$(4)$ वे अधिक बायोमास उत्पादकता प्रदर्शित करते हैं।
$(5)$ पत्तियों के ऊर्ध्वाधर खंड में,मध्योतक (mesophyll) कोशिकाएं एक विशिष्ट पैटर्न में व्यवस्थित दिखाई देती हैं।
$(6)$ $C_{4}$ पौधों में संवहनी बंडलों के चारों ओर की विशेष रूप से बड़ी कोशिकाओं को बंडल म्यान (bundle sheath) कोशिकाएं कहा जाता है,और ऐसी शारीरिक रचना वाली पत्तियों को 'क्रांज़' (Kranz) शारीरिक रचना कहा जाता है।
$(7)$ यहाँ 'क्रांज़' का अर्थ 'माला' (wreath) है जो कोशिकाओं की व्यवस्था को दर्शाता है।
$(8)$ बंडल म्यान संवहनी बंडलों के चारों ओर कई परतें बना सकती है।
$(9)$ ये कोशिकाएं बड़ी संख्या में क्लोरोप्लास्ट,गैसीय विनिमय के लिए अभेद्य मोटी दीवारों और अंतरकोशिकीय स्थानों की अनुपस्थिति द्वारा पहचानी जाती हैं।
$(10)$ यदि हम मक्का या ज्वार जैसे $C_{4}$ पौधों की पत्तियों का एक खंड काटते हैं,तो हम क्रांज़ शारीरिक रचना और मध्योतक कोशिकाओं का वितरण देख सकते हैं।
$C_{4}$ पथ के चरण:
चरण $1$: वायुमंडलीय $CO_{2}$ मध्योतक कोशिकाओं में प्रवेश करता है जहाँ प्राथमिक $CO_{2}$ स्वीकर्ता $3-$कार्बन अणु फॉस्फोइनोलपाइरूवेट $(PEP)$ है। इस $CO_{2}$ स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार एंजाइम $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPcase)$ है। मध्योतक कोशिकाओं में $RuBisCO$ का अभाव होता है। $C_{4}$ एसिड $OAA$ बनता है: $CO_{2} + PEP \xrightarrow{PEPcase} OAA$.
चरण $2$: $OAA$ मध्योतक कोशिकाओं में मैलिक एसिड या एस्पार्टिक एसिड जैसे अन्य $4-$कार्बन यौगिक बनाता है,जिन्हें बंडल म्यान कोशिकाओं में ले जाया जाता है। बंडल म्यान कोशिकाओं में,ये $C_{4}$ एसिड $CO_{2}$ और एक $3-$कार्बन अणु (पाइरूविक एसिड) को मुक्त करने के लिए टूट जाते हैं।
चरण $3$: $3-$कार्बन अणु को वापस मध्योतक में ले जाया जाता है जहाँ यह $ATP$ की उपस्थिति में फिर से $PEP$ में परिवर्तित हो जाता है,जिससे चक्र पूरा हो जाता है।
चरण $4$: बंडल म्यान कोशिकाओं में मुक्त $CO_{2}$ $C_{3}$ या केल्विन पथ में प्रवेश करता है। बंडल म्यान कोशिकाएं रिबुलोज बिसफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज-ऑक्सीजनेज $(RuBisCO)$ एंजाइम से भरपूर होती हैं लेकिन उनमें $PEPcase$ का अभाव होता है।

(N/A) $C_4$ पादपों में प्रकाश-श्वसन (photorespiration) नहीं होता है।
इसका कारण यह है कि उनके पास एंजाइम स्थल पर $CO_2$ की सांद्रता बढ़ाने की एक क्रियाविधि होती है।
यह तब होता है जब पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं से $C_4$ अम्ल बंडल आच्छद (bundle sheath) कोशिकाओं में टूटकर $CO_2$ मुक्त करता है।
इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कोशिका के भीतर $CO_2$ की सांद्रता बढ़ जाती है।
बदले में,यह सुनिश्चित करता है कि $RuBisCO$ एंजाइम मुख्य रूप से कार्बोक्सिलेज के रूप में कार्य करे,जिससे इसकी ऑक्सीजनेज गतिविधि न्यूनतम हो जाती है।
परिणामस्वरूप,$C_4$ पादपों की उत्पादकता $C_3$ पादपों की तुलना में काफी अधिक होती है।

(N/A) $C_{4}$ पादप पत्तियों की आंतरिक संरचना निम्नलिखित विशेषताओं द्वारा पहचानी जाती है:
$(1)$ $C_{4}$ पादपों में एक विशेष प्रकार की पत्ती की शारीरिक संरचना होती है जो उन्हें उच्च तापमान को सहन करने में सक्षम बनाती है।
$(2)$ वे उच्च प्रकाश तीव्रता के प्रति सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रदर्शित करते हैं।
$(3)$ उनमें प्रकाश-श्वसन (photorespiration) नामक प्रक्रिया का अभाव होता है।
$(4)$ वे $C_{3}$ पादपों की तुलना में अधिक जैवभार (biomass) उत्पादकता प्रदर्शित करते हैं।
$(5)$ पत्ती के अनुप्रस्थ काट में दो प्रकार की प्रकाश संश्लेषी कोशिकाएं देखी जाती हैं: पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाएं और बंडल आच्छद (bundle sheath) कोशिकाएं।
$(6)$ $C_{4}$ पादपों में संवहनी बंडलों के चारों ओर स्थित विशेष रूप से बड़ी कोशिकाओं को बंडल आच्छद कोशिकाएं कहा जाता है,और इस विशिष्ट व्यवस्था को 'क्रान्ज' (Kranz) शारीरिक संरचना कहा जाता है।
$(7)$ 'क्रान्ज' शब्द का अर्थ 'माला' (wreath) है और यह संवहनी बंडल के चारों ओर कोशिकाओं की गोलाकार व्यवस्था को दर्शाता है।
$(8)$ बंडल आच्छद में संवहनी बंडलों के चारों ओर कई परतें हो सकती हैं।
$(9)$ ये कोशिकाएं बड़ी संख्या में हरितलवक,मोटी कोशिका भित्ति जो गैसीय विनिमय के लिए अभेद्य होती है,और अंतरकोशिकीय स्थानों की अनुपस्थिति द्वारा पहचानी जाती हैं।
$(10)$ बंडल आच्छद में अंतरकोशिकीय स्थानों का अभाव $CO_{2}$ के रिसाव को रोकता है और केल्विन चक्र के लिए $CO_{2}$ की उच्च सांद्रता बनाए रखता है।

(N/A) $(1)$ प्रकाश-श्वसन: यह हरितलवक में होने वाली एक प्रकाश-निर्भर प्रक्रिया है,जिसमें $RuBisCO$ एंजाइम कार्बोक्सिलेज के बजाय ऑक्सीजनेज के रूप में कार्य करता है। इसके परिणामस्वरूप $ATP$ या $NADPH$ के उत्पादन के बिना $O_2$ की खपत होती है और $CO_2$ मुक्त होती है।
$(2)$ बंडल शीथ: ये कोशिकाओं (मृदूतकीय या दृढ़ोतकीय) की विशिष्ट परतें होती हैं जो पत्तियों में संवहन बंडल को घेरे रहती हैं। ये विशेष रूप से $C_4$ पौधों में प्रमुख होती हैं,जहाँ ये केल्विन चक्र का स्थल होती हैं।

(N/A) $(1)$ $C_4$ पौधों में,पूलाच्छद (bundle sheath) कोशिकाएं संवहनी बंडलों के चारों ओर एक वलय के रूप में व्यवस्थित होती हैं। पत्ती की इस विशिष्ट आंतरिक संरचना को क्रान्ज़ शारीरिकी (Kranz anatomy) कहा जाता है (जहाँ 'Kranz' का अर्थ 'माला' होता है)।
$(2)$ प्रकाश-ऑक्सीकरण वह प्रक्रिया है जिसमें,अपर्याप्त $CO_2$ सांद्रता की स्थिति में,क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा का उपयोग प्रकाश संश्लेषण के लिए पूरी तरह से नहीं हो पाता है। यह अतिरिक्त ऊर्जा क्लोरोफिल अणुओं के ऑक्सीडेटिव विनाश या अपघटन का कारण बनती है।

(N/A) $(1)$ स्थान: पत्ती के पर्णमध्योतक (mesophyll) ऊतक की कोशिकाओं की परिधि में स्थित होते हैं।
कार्य: प्रकाश संश्लेषण का स्थल।
$(2)$ स्थान: संवहनी बंडल के चारों ओर (विशेष रूप से $C_4$ पौधों/एकबीजपत्री पत्तियों में)।
कार्य: $C_4$ चक्र और कार्बन स्थिरीकरण में भाग लेते हैं।

(N/A) $(1)$ $PEP$ का अर्थ फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(Phosphoenolpyruvate)$ है।
$(2)$ $PEPcase$ का अर्थ फॉस्फोइनोलपाइरुवेट कार्बोक्सिलेज $(Phosphoenolpyruvate \text{ carboxylase})$ है।

(A) रसदार पौधे,जो मरुद्भिद (xerophytic) पौधे होते हैं,ऐसे क्षेत्रों में उगते हैं जहाँ पानी की कमी होती है। वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से पानी की अत्यधिक हानि को रोकने के लिए,वे दिन के दौरान अपने रंध्रों को बंद रखते हैं।
ये पौधे एक विशेष चयापचय मार्ग का उपयोग करते हैं जिसे 'Crassulacean Acid Metabolism' $(CAM)$ कहा जाता है।
रात के दौरान,जब तापमान कम और आर्द्रता अधिक होती है,तो रंध्र खुल जाते हैं,जिससे $CO_2$ अंदर प्रवेश कर पाती है। इस $CO_2$ को कार्बनिक अम्लों,मुख्य रूप से मैलिक एसिड में स्थिर किया जाता है,जो एक $4$-कार्बन यौगिक है।
दिन के दौरान,पानी बचाने के लिए रंध्र बंद रहते हैं। संग्रहीत मैलिक एसिड का डिकार्बोक्सिलेशन होता है जिससे आंतरिक रूप से $CO_2$ मुक्त होती है,जो फिर प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं में केल्विन चक्र में प्रवेश करती है।

(N/A) $\Rightarrow$ 'क्रान्ज़' (Kranz) शारीरिक रचना $C_{4}$ पौधों में देखी जाती है। इन पौधों की पत्तियों में दो प्रकार के हरितलवक (chloroplasts) पाए जाते हैं।
$\Rightarrow$ ग्रेना-युक्त हरितलवक: ये पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होते हैं। इन हरितलवकों में सुविकसित ग्रेना होते हैं। वे $CO_{2}$ की कम सांद्रता पर भी $CO_{2}$ का स्थिरीकरण कर सकते हैं। इनमें $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम होता है,जो $CO_{2}$ का स्थिरीकरण करके $OAA$ (ऑक्सालोएसीटिक एसिड) नामक $C_{4}$ यौगिक बनाता है।
$\Rightarrow$ अ-ग्रेनल हरितलवक: ये बंडल शीथ (bundle sheath) कोशिकाओं में पाए जाते हैं,जहाँ $C_{3}$ पथ और $RuBisCO$ एंजाइम मौजूद होते हैं।
$\Rightarrow$ $C_{4}$ पौधे $CO_{2}$ की कम सांद्रता होने पर भी इसे कुशलतापूर्वक अवशोषित कर सकते हैं।
$\Rightarrow$ परिणामस्वरूप,$C_{4}$ पौधों में प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक होती है। यदि रंध्र (stomata) बंद हों या पानी की कमी हो,तब भी वे संचित पानी का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं।
$\Rightarrow$ इसके अलावा,$PEP$ कार्बोक्सिलेज $O_{2}$ के प्रति असंवेदनशील होता है,जिसका अर्थ है कि $C_{4}$ पौधों में प्रकाश-श्वसन (photorespiration) नहीं होता है।
$\Rightarrow$ इस प्रकार,$C_{4}$ पौधे उष्णकटिबंधीय और शुष्क (रेगिस्तानी) क्षेत्रों के लिए बेहतर अनुकूलित होते हैं।

(N/A) जो पौधे इन दो प्रकार की कोशिकाओं (मेसोफिल और बंडल शीथ) को प्रदर्शित करते हैं,उन्हें $C_4$ पौधे कहा जाता है। उदाहरण के लिए,पोएसी (Poaceae) कुल के पौधे जैसे गन्ना और मक्का।
$(b)$ $C_4$ चक्र का पहला स्थिर उत्पाद $4$-कार्बन वाला यौगिक है जिसे ऑक्सालोएसेटिक एसिड $(OAA)$ कहा जाता है।
$(c)$ मेसोफिल कोशिकाओं में $PEP$ कार्बोक्सिलेज $(PEPCase)$ एंजाइम मौजूद होता है,जो वायुमंडलीय $CO_2$ को स्थिर करके $OAA$ बनाता है। बंडल शीथ कोशिकाओं में $RuBisCO$ (राइबुलोज$-1,5-$बिसफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज-ऑक्सीजनेज) एंजाइम मौजूद होता है,जो केल्विन चक्र के माध्यम से $CO_2$ को स्थिर करके $3$-कार्बन वाला $PGA$ (फॉस्फोग्लिसरिक एसिड) बनाता है।

(B) $Maize$ (मक्का) एक $C_{4}$ पौधा है,जो प्रकाश संश्लेषण गतिविधि के मामले में अधिक कुशल है। $C_{4}$ पौधे उष्णकटिबंधीय वातावरण के लिए बेहतर अनुकूलित होते हैं क्योंकि वे उच्च तापमान,उच्च प्रकाश तीव्रता और $CO_{2}$ की कम सांद्रता में भी कुशलतापूर्वक प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं,साथ ही प्रकाश श्वसन (photorespiration) को कम करते हैं।

(B) मक्का $(Maize)$ एक $C_{4}$ पौधा है और इसकी पत्ती में क्रान्ज़ (Kranz) शारीरिक रचना दिखाई देती है। मक्का में,पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में ग्रैना युक्त हरितलवक होते हैं,जबकि पूलाच्छद (bundle sheath) कोशिकाओं में बड़े,ग्रैना-विहीन हरितलवक पाए जाते हैं।
$Euphorbia$ (विशेष रूप से अधिकांश प्रजातियां) एक $C_{3}$ पौधा है और इसमें $C_{4}$ पौधों की विशिष्ट क्रान्ज़ शारीरिक रचना नहीं होती है।

(B) $C_4$ पौधे कम $CO_2$ सांद्रता और उच्च तापमान की स्थितियों में $C_3$ पौधों से बेहतर होते हैं।
$(i)$ $C_4$ पौधों में क्रान्ज़ शारीरिकी (Kranz anatomy) पाई जाती है,जो उन्हें RuBisCO एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ की सांद्रता बढ़ाने की अनुमति देती है,जिससे प्रकाशश्वसन (photorespiration) न्यूनतम हो जाता है।
$(ii)$ वे $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम का उपयोग करते हैं,जिसकी $CO_2$ के प्रति उच्च आत्मीयता होती है और यह $O_2$ के प्रति असंवेदनशील होता है,जिससे $C_3$ पौधों में होने वाली हानिकारक प्रकाशश्वसन प्रक्रिया रुक जाती है।
$(iii)$ प्रकाशश्वसन से बचने के कारण,$C_4$ पौधे गर्म और शुष्क वातावरण में भी उच्च प्रकाश संश्लेषण दक्षता बनाए रखते हैं।

(N/A) $C_4$ पौधे एक अद्वितीय पत्ती शारीरिक संरचना प्रदर्शित करते हैं जिसे $Kranz$ शारीरिक संरचना कहा जाता है।
$Kranz$ शारीरिक संरचना में,बंडल म्यान (bundle sheath) कोशिकाएं संवहनी बंडलों के चारों ओर कई परतें बनाती हैं,जो बड़ी संख्या में क्लोरोप्लास्ट,गैसीय विनिमय के लिए अभेद्य मोटी दीवारों और अंतरकोशिकीय स्थानों की अनुपस्थिति द्वारा विशेषता रखती हैं।
$C_4$ पौधों में दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट होते हैं: बंडल म्यान कोशिकाओं में एग्रानल क्लोरोप्लास्ट और मेसोफिल कोशिकाओं में ग्रानल क्लोरोप्लास्ट।
यह संरचना प्रकाश-श्वसन (photorespiration) को कम करके लाभ प्रदान करती है,जो $C_3$ पौधों में एक व्यर्थ प्रक्रिया है।
बंडल म्यान कोशिकाएं $RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ की उच्च सांद्रता बनाए रखती हैं,यह सुनिश्चित करती हैं कि यह ऑक्सीजनेज के बजाय कार्बोक्सिलेज के रूप में कार्य करे।
परिणामस्वरूप,$C_3$ पौधों की तुलना में $C_4$ पौधे उच्च तापमान और उच्च प्रकाश तीव्रता में प्रकाश संश्लेषण के लिए अधिक कुशल होते हैं।

(B) $C_4$ पौधों में,प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में एक विशेष शारीरिक संरचना शामिल होती है जिसे क्रांज़ (Kranz) एनाटॉमी कहा जाता है।
इन पौधों की क्रियाविधि बंडल शीथ कोशिकाओं के भीतर एंजाइम स्थल पर $CO_2$ की सांद्रता को बढ़ा देती है।
$RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ को केंद्रित करके,$RuBisCO$ की ऑक्सीजनेज गतिविधि को कम किया जाता है और $O_2$ को एंजाइम के साथ जुड़ने से रोका जाता है।
परिणामस्वरूप,$RuBisCO$ के साथ $O_2$ के प्रतिस्पर्धी बंधन से बचा जाता है,जो प्रभावी रूप से प्रकाश-श्वसन की संभावना को समाप्त कर देता है।

(C) $C_{4}$ पौधों में,प्राथमिक कार्बोक्सिलेशन पर्णमध्योतक कोशिकाओं में $PEP$ कार्बोक्सिलेज के माध्यम से होता है,लेकिन केल्विन चक्र,जहाँ $RuBisCO$ कार्य करता है,विशेष रूप से बंडल शीथ कोशिकाओं में होता है। इसलिए,यह कथन कि $C_{4}$ पौधों की पर्णमध्योतक कोशिकाओं में $RuBisCO$ की सक्रियता होती है,गलत है।

(A) $C_{4}$ पथ वाले पादप,$C_{3}$ पथ वाले पादपों की तुलना में अधिक लाभकारी होते हैं क्योंकि वे कम $CO_{2}$ सांद्रता में भी प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं।
जब मौसम गर्म और शुष्क होता है,तो पादप जल की हानि को कम करने के लिए अपने रंध्रों को बंद कर लेते हैं। इसके परिणामस्वरूप आंतरिक $CO_{2}$ सांद्रता कम हो जाती है।
ऐसी स्थितियों में $C_{3}$ पादपों में प्रकाश-श्वसन $(photorespiration)$ होता है क्योंकि $RuBisCO$ एंजाइम ऑक्सीजनेज के रूप में कार्य करने लगता है,जिससे $RuBP$ का नुकसान होता है और केल्विन चक्र बाधित हो जाता है।
$C_{4}$ पादपों में विशेष $Kranz$ शारीरिक संरचना और $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम होता है,जिसकी $CO_{2}$ के प्रति उच्च आत्मीयता होती है,जिससे वे कम $CO_{2}$ सांद्रता में भी कुशलतापूर्वक प्रकाश संश्लेषण जारी रख सकते हैं।

(C) फॉस्फोराइलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक कार्बनिक अणु में फॉस्फेट समूह को जोड़ा जाता है,जैसे कि $ADP$ का $ATP$ में रूपांतरण।
ग्लाइकोलिसिस में सबस्ट्रेट-स्तर का फॉस्फोराइलेशन होता है।
क्रेब्स चक्र में भी सबस्ट्रेट-स्तर का फॉस्फोराइलेशन होता है (सक्सिनिल-$CoA$ का सक्सिनेट में रूपांतरण)।
$ETS$ (इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम) में ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन होता है।
हालाँकि,$C_{4}$ चक्र (हैच-स्लैक पाथवे) कार्बन स्थिरीकरण का एक मार्ग है जिसमें इसके चक्र की प्रतिक्रियाओं में सीधे चरण के रूप में फॉस्फोराइलेशन शामिल नहीं होता है; यह कहीं और उत्पादित $ATP$ का उपभोग करता है लेकिन स्वयं फॉस्फोराइलेशन नहीं करता है।

(D) पत्तियों में,प्रत्येक संवहनी बंडल कोशिकाओं की एक परत से घिरा होता है जिसे बंडल आच्छद (bundle sheath) कहा जाता है।
ये कोशिकाएं मूल रूप से मृदूतकीय (parenchymatous) होती हैं।
कई पौधों में,विशेष रूप से जो $C_4$ प्रकाश संश्लेषण प्रदर्शित करते हैं,इन कोशिकाओं में कई हरितलवक होते हैं,जिससे वे हरितोत्तक (chlorenchymatous) भी बन जाती हैं।
चूंकि वे मृदूतकीय हैं और अक्सर हरितलवक युक्त होती हैं,इसलिए उन्हें हरितोत्तक भी कहा जा सकता है।

(B) $CAM$ पौधे शुष्क और गर्म वातावरण में जीवित रहने के लिए अनुकूलित होते हैं। वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से पानी की हानि को कम करने के लिए,उनके रंध्र दिन के दौरान बंद रहते हैं और केवल रात में खुलते हैं। रंध्रों की इस गति को 'स्कोटोएक्टिव' (scotoactive) कहा जाता है। रात के दौरान,ये पौधे $CO_{2}$ को अवशोषित करते हैं और इसे कार्बनिक अम्लों के रूप में संग्रहीत करते हैं। दिन के समय,जब रंध्र बंद होते हैं,तब यह संग्रहीत $CO_{2}$ मुक्त होकर प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में उपयोग की जाती है।

(C) $C_{4}$-पौधे अपनी पत्तियों में एक विशेष शारीरिक संरचना प्रदर्शित करते हैं जिसे क्रान्ज़ (Kranz) शारीरिक संरचना कहा जाता है।
इस संरचना में,संवहनी बंडल (vascular bundles) पुल आच्छद कोशिकाओं (bundle sheath cells) के एक घेरे से घिरे होते हैं।
ये पुल आच्छद कोशिकाएं बड़ी होती हैं और इनमें प्रचुर मात्रा में हरितलवक (chloroplasts) पाए जाते हैं।
पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं के विपरीत,पुल आच्छद कोशिकाओं के हरितलवकों में आमतौर पर ग्रैना (grana) का अभाव होता है।
यह संरचनात्मक व्यवस्था गन्ना,मक्का और ज्वार जैसे पौधों में कुशल कार्बन स्थिरीकरण के लिए एक प्रमुख अनुकूलन है।

(B) धंसे हुए रंध्र $CAM$ (Crassulacean Acid Metabolism) पादपों में एक विशिष्ट अनुकूलन है,जो अक्सर मरुद्भिद (xerophytes) होते हैं।
ये रंध्र बाह्यत्वचा (epidermis) की सतह के नीचे गहरे गड्ढों में स्थित होते हैं।
यह संरचनात्मक व्यवस्था रंध्र छिद्र के चारों ओर एक आर्द्र सूक्ष्म जलवायु बनाकर वाष्पोत्सर्जन की दर को कम करने में मदद करती है,जिससे शुष्क वातावरण में जल का संरक्षण होता है।

(C) $CAM$-पादपों में,कार्बन डाइऑक्साइड पत्ती में प्रवेश करती है और ऑक्सेलोएसेटिक अम्ल में स्थिर हो जाती है,जिसे रात में जब रंध्र खुले होते हैं,तब मैलिक अम्ल में परिवर्तित कर दिया जाता है।
यह मैलिक अम्ल रात के दौरान कोशिकाओं की रिक्तिकाओं (vacuoles) में जमा हो जाता है।
इसलिए,$CAM$-पादपों में,कार्बनिक अम्लों के संचय के कारण रात के दौरान उनकी सांद्रता बढ़ जाती है।

(A) $C_4$-पादप एक विशेष प्रकार की पत्ती की शारीरिक रचना प्रदर्शित करते हैं जिसे क्रान्ज़ शारीरिक रचना (Kranz anatomy) कहा जाता है,जिसमें बंडल शीथ कोशिकाएं और पर्णमध्योतक कोशिकाएं शामिल होती हैं।
$C_4$-पादपों में,प्राथमिक $CO_2$ ग्राही फॉस्फोइनोल पाइरुवेट $(PEP)$ है,जो एक $3$-कार्बन अणु है,न कि RuBisCo।
$C_4$-पादपों की पर्णमध्योतक कोशिकाओं में RuBisCo अनुपस्थित होता है और यह बंडल शीथ कोशिकाओं में पाया जाता है।
कार्बोक्सिलेशन पर्णमध्योतक कोशिकाओं में होता है जहाँ $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम $CO_2$ को ऑक्सालोएसीटेट में स्थिर करता है।
इसलिए,यह कथन कि पर्णमध्योतक कोशिकाओं में $CO_2$ ग्राही RuBisCo है,गलत है।

(B) $C_{4}$ पादपों में,प्राथमिक $CO_{2}$ स्थिरीकरण पर्णमध्योतक कोशिकाओं में होता है,जहाँ $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम उपस्थित होता है,लेकिन RuBisCO अनुपस्थित होता है।
निर्मित $C_{4}$ अम्ल का परिवहन पुल आच्छद कोशिकाओं में होता है।
पुल आच्छद कोशिकाओं में,$C_{4}$ अम्ल का विघटन होकर $CO_{2}$ मुक्त होती है,जो फिर केल्विन चक्र में प्रवेश करती है।
अतः,$C_{4}$ पादपों में केल्विन चक्र को सुगम बनाने के लिए RuBisCO एंजाइम विशेष रूप से पुल आच्छद कोशिकाओं में ही उपस्थित होता है।

(D) $C_{4}$ पौधों में,पुलकंचुक कोशिकाएं $C_{3}$ चक्र (केल्विन चक्र) का स्थल होती हैं।
इन कोशिकाओं में $RuBisCo$ (राइबुलोज$-1,5-$बाइफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज-ऑक्सीजनेज) एंजाइम की उच्च सांद्रता होती है,जो केल्विन चक्र के दौरान $CO_{2}$ के स्थिरीकरण के लिए आवश्यक है।
इसके विपरीत,$PEP$ कार्बोक्सिलेज मुख्य रूप से $C_{4}$ पौधों की पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में पाया जाता है।

(D) $CO_{2}$ स्थिरीकरण का $C_{4}$ पथ,जिसे $C_{4}$ चक्र या हैच-स्लेक पथ के रूप में भी जाना जाता है,$1966$ में $M. D. Hatch$ और $C. R. Slack$ द्वारा खोजा और प्रस्तावित किया गया था। यह पथ कुछ पौधों में पाया जाने वाला एक अनुकूलन है,जो प्रकाश-श्वसन (photorespiration) को कम करने और उच्च तापमान तथा अधिक प्रकाश वाले वातावरण में प्रकाश संश्लेषण की दक्षता बढ़ाने में मदद करता है।

(A) $C_{4}$ पथ में,प्राथमिक $CO_{2}$ ग्राही फॉस्फोइनोलपाइरुवेट $(PEP)$ होता है,जो एक $3$-कार्बन अणु है।
यह अभिक्रिया $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
$CO_{2}$ स्थिरीकरण के बाद बनने वाला पहला स्थिर उत्पाद $4$-कार्बन वाला यौगिक है जिसे ऑक्जेलोएसेटिक एसिड $(OAA)$ कहा जाता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) $C_{4}$ पादप 'क्रान्ज़' प्रकार की शारीरिकी प्रदर्शित करते हैं।
इस शारीरिकी में,संवहन बंडल बंडल आच्छद कोशिकाओं से घिरे होते हैं।
इन पादपों में हरितलवक द्विरूपी होते हैं।
बंडल आच्छद कोशिकाओं में बड़े,अ-ग्रनायुक्त (ग्रना रहित) हरितलवक होते हैं जो अक्सर स्टार्च कणों से समृद्ध होते हैं।
इसके विपरीत,पर्णमध्योतक कोशिकाओं में छोटे,ग्रनायुक्त हरितलवक होते हैं।
अतः,सही विवरण यह है कि पर्णमध्योतक कोशिकाओं में छोटे हरितलवक होते हैं,जबकि बंडल आच्छद कोशिकाओं में बड़े अ-ग्रनायुक्त हरितलवक होते हैं।

(B) $C_{4}$ पौधों में, कार्बन डाइऑक्साइड का प्रारंभिक स्थिरीकरण पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में होता है।
$CO_{2}$ का प्राथमिक ग्राही फॉस्फोइनोल पाइरूवेट $(PEP)$ है।
यह $PEP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम की उपस्थिति में कार्बन डाइऑक्साइड के साथ मिलकर ऑक्सेलोएसेटिक एसिड $(OAA)$ बनाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है:
$PEP + CO_{2} + H_{2}O \xrightarrow{PEP \text{ carboxylase}} \text{Oxaloacetic acid} + H_{3}PO_{4}$

(B) पादपों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान $CO_{2}$ का स्वांगीकरण मुख्य रूप से दो पथों द्वारा होता है:
$(i)$ $C_{3}$ पथ: इन पादपों में $CO_{2}$ स्थिरीकरण का प्रथम उत्पाद $3$-कार्बन वाला अम्ल,$3$-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड $(3-PGA)$ होता है।
$(ii)$ $C_{4}$ पथ: इन पादपों में $CO_{2}$ स्थिरीकरण का प्रथम उत्पाद $4$-कार्बन वाला अम्ल,ऑक्जेलोएसेटिक एसिड $(OAA)$ होता है।
अतः,$C_{4}$ पथ में प्रथम पहचाना गया उत्पाद $OAA$ है।

(C) $C_{4}$-पादपों में,बंडल शीथ कोशिकाओं की विशेषता यह है कि इनमें बड़ी संख्या में हरितलवक होते हैं जो आमतौर पर अग्रैनल (grana रहित) होते हैं। ये कोशिकाएं केल्विन चक्र के लिए प्राथमिक स्थल हैं,और इसलिए,कार्बन स्थिरीकरण की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए इनमें $RuBisCO$ (Ribulose$-1,5-$bisphosphate carboxylase-oxygenase) एंजाइम बड़ी मात्रा में मौजूद होता है।

(D) $C_{4}$ पौधों में,पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं में बने $C_{4}$ अम्ल (मैलिक अम्ल या एस्पार्टिक अम्ल) बंडल शीथ कोशिकाओं में स्थानांतरित किए जाते हैं।
बंडल शीथ कोशिकाओं में,इन $C_{4}$ अम्लों का डिकार्बोक्सिलेशन होता है जिससे $CO_{2}$ और एक $3$-कार्बन अणु मुक्त होता है।
विशेष रूप से,मैलिक अम्ल का डिकार्बोक्सिलेशन होकर पाइरुविक अम्ल और $CO_{2}$ बनता है,जबकि एस्पार्टिक अम्ल को पहले ऑक्सेलोएसेटिक अम्ल और फिर मैलिक अम्ल में परिवर्तित किया जाता है,या इसका विअमीनीकरण होकर पाइरुविक अम्ल बनता है।
इसलिए,बंडल शीथ कोशिकाओं में $C_{4}$ अम्ल द्वारा अपनाए गए विशिष्ट मार्ग के आधार पर दोनों प्रक्रियाएं हो सकती हैं।

(B) $CAM$ (Crassulacean Acid Metabolism) पादप शुष्क वातावरण के अनुकूल होते हैं।
$CAM$-पादपों में,वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से पानी की हानि को कम करने के लिए रंध्र रात के समय खुलते हैं।
यह वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को पत्तियों में प्रवेश करने की अनुमति देता है।
कार्बन डाइऑक्साइड को मैलिक एसिड में परिवर्तित किया जाता है और रिक्तिका (vacuole) में संग्रहीत किया जाता है।
दिन के समय,पानी की हानि को रोकने के लिए रंध्र बंद रहते हैं।
संग्रहीत मैलिक एसिड को फिर क्लोरोप्लास्ट में ले जाया जाता है,जहाँ इसका डिकार्बोक्सिलेशन होता है और कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त होती है,जिसे बाद में केल्विन चक्र द्वारा स्थिर किया जाता है।