Amphibolic Pathway Questions in Gujarati

(C) બટાકાના કંદ એ રૂપાંતરિત પ્રકાંડ છે જે સંગ્રહ અંગો તરીકે કાર્ય કરે છે. આ કંદમાં જમા થયેલ સ્ટાર્ચ મુખ્યત્વે પર્ણોમાંથી અન્નવાહક (phloem) દ્વારા સ્થળાંતરિત થયેલ શર્કરા (સુક્રોઝ) માંથી કંદના કોષોમાં સંશ્લેષિત થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં સુક્રોઝનું સ્ટાર્ચમાં એન્ઝાઇમેટિક રૂપાંતરણ સામેલ છે,જે પછી એમાયલોપ્લાસ્ટમાં સ્ટાર્ચના કણો તરીકે સંગ્રહિત થાય છે. તેથી,આ સંગ્રહ કંદમાં સ્ટાર્ચના સંશ્લેષણનું પરિણામ છે.

(C) સજીવોમાં પ્રાથમિક શ્વસન આધારક કાર્બોદિતો છે,જેનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ ઉર્જા ઉત્પાદન માટે થાય છે.
જ્યારે કાર્બોદિતો ખૂટી જાય છે,ત્યારે ચરબીનો ઉપયોગ ગૌણ શ્વસન આધારક તરીકે થાય છે.
પ્રોટીનનો ઉપયોગ શ્વસન આધારક તરીકે માત્ર ભૂખમરાની સ્થિતિમાં અથવા જ્યારે કાર્બોદિતો અને ચરબી બંને ખૂટી જાય ત્યારે જ થાય છે,કારણ કે તે કોષના આવશ્યક બંધારણીય ઘટકો છે.

(B) ગ્લાયકોલિસિસ પાયરુવિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે,જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશતા પહેલા એસીટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ફેટી એસિડનું બીટા-ઓક્સિડેશન ફેટી એસિડને એસીટાઈલ $CoA$ એકમોમાં તોડે છે.
તેથી,એસીટાઈલ $CoA$ એ કાર્બોહાઇડ્રેટ ચયાપચય (ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્ર) અને લિપિડ ચયાપચય (બીટા-ઓક્સિડેશન) વચ્ચે સામાન્ય ચયાપચયની મધ્યવર્તી અથવા જોડતી કડી તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) અણુની ઉર્જાનું પ્રમાણ તેના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા $ATP$ ના જથ્થા દ્વારા નક્કી થાય છે।
$1$. પામિટિક એસિડ એ લાંબી કાર્બન શૃંખલા ધરાવતો ફેટી એસિડ $(C_{16}H_{32}O_2)$ છે। તેના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન પર, એક મોલ પામિટિક એસિડ આશરે $129$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે।
$2$. એસિટિલ $CoA$ એ બે કાર્બન ધરાવતું સંયોજન છે। $TCA$ ચક્રમાં તેના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન પર, એક મોલ એસિટિલ $CoA$ $12$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે।
તેથી, આપેલા વિકલ્પોમાં પામિટિક એસિડ સૌથી વધુ ઉર્જા ધરાવતો અણુ છે અને એસિટિલ $CoA$ સૌથી ઓછી ઉર્જા ધરાવતો અણુ છે।
આમ, સાચી જોડી $Palmitic \text{ acid and acetyl } CoA$ છે।

(A) લાંબા સમયના ઉપવાસ દરમિયાન,શરીર ઉર્જા સંતુલન જાળવવા માટે ચોક્કસ ક્રમનું પાલન કરે છે.
$1$. સૌ પ્રથમ,શરીર રક્તમાં રહેલા ગ્લુકોઝ અને યકૃત તથા સ્નાયુઓમાં સંગ્રહિત ગ્લાયકોજન (કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ) નો ઉપયોગ કરે છે.
$2$. એકવાર ગ્લાયકોજનનો સંગ્રહ સમાપ્ત થઈ જાય,પછી શરીર ઉર્જા મેળવવા માટે એડિપોઝ પેશીઓમાં સંગ્રહિત ચરબી (લિપિડ્સ) ને ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં તોડવાનું શરૂ કરે છે.
$3$. પ્રોટીન એ ઉર્જા ઉત્પાદન માટેનો છેલ્લો વિકલ્પ છે,કારણ કે તે શરીરના આવશ્યક બંધારણીય ઘટકો છે. જ્યારે અન્ય તમામ ઉર્જા ભંડાર ખાલી થઈ જાય ત્યારે જ ગ્લુકોનિયોજેનેસિસ દ્વારા પ્રોટીનનું એમિનો એસિડમાં વિઘટન થાય છે.

(B) શ્વસન પથ એ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે cơ-તત્વોના વિઘટન (અપચય) અને અન્ય કોષીય ઘટકોના નિર્માણ માટે વિવિધ મધ્યવર્તી પદાર્થોના સંશ્લેષણ (ચય) એમ બંને પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે. તેમાં અપચય અને ચય બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થતો હોવાથી,તેને $Amphibolic$ (ઉભયવલય) પથ કહેવામાં આવે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(A) શ્વસન સબસ્ટ્રેટના ઓક્સિડેશનથી મળતી ઊર્જા તેમના રાસાયણિક બંધારણ પર આધાર રાખે છે.
ચરબી (લિપિડ્સ) એ અત્યંત રિડક્શન પામેલા સંયોજનો છે જેમાં મોટી સંખ્યામાં $C-H$ બંધ હોય છે.
ઓક્સિડેશન દરમિયાન,ચરબી કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (જેમ કે સ્ટાર્ચ) અથવા પ્રોટીનની તુલનામાં એકમ વજન દીઠ નોંધપાત્ર રીતે વધુ ઊર્જા મુક્ત કરે છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$1 \ g$ ચરબીના ઓક્સિડેશનથી આશરે $9 \ kcal$ ઊર્જા મળે છે,જ્યારે $1 \ g$ કાર્બોહાઇડ્રેટ અથવા પ્રોટીનથી આશરે $4 \ kcal$ ઊર્જા મળે છે.
તેથી,ચરબી પ્રતિ એકમ દળ દીઠ મહત્તમ ઊર્જા પૂરી પાડે છે.

(B) $\beta$-ઓક્સિડેશન એ ચયાપચયની પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા ફેટી એસિડના અણુઓનું વિઘટન થઈને એસિટિલ-CoA ઉત્પન્ન થાય છે,જે ત્યારબાદ સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રમાં પ્રવેશે છે. સુકોષકેન્દ્રી કોષોમાં,આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે કણાભસૂત્રના આધારક (Matrix) માં થાય છે. ફેટી એસિડના $\beta$-ઓક્સિડેશન માટે જરૂરી ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના આધારકમાં આવેલા હોય છે.

(A) ભૂખમરા દરમિયાન,શરીર ચયાપચયની ક્રિયાઓ જાળવી રાખવા માટે તેના સંગ્રહિત ઉર્જા સ્ત્રોતોનો ચોક્કસ ક્રમમાં ઉપયોગ કરે છે.
$1$. સૌ પ્રથમ,શરીર યકૃત અને સ્નાયુઓમાં સંગ્રહિત કાર્બોદિત (જેમ કે ગ્લાયકોજન) નો ઉપયોગ કરે છે.
$2$. જ્યારે કાર્બોદિતનો જથ્થો સમાપ્ત થઈ જાય છે,ત્યારે શરીર ઉર્જાના મુખ્ય સ્ત્રોત તરીકે સંગ્રહિત ચરબી (એડિપોઝ પેશી) નો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કરે છે.
$3$. અંતે,જો ભૂખમરો ચાલુ રહે,તો શરીર તેની ઉર્જાની જરૂરિયાતો પૂરી કરવા માટે સ્નાયુઓ અને અન્ય પેશીઓના બંધારણીય પ્રોટીનનું વિઘટન કરવાનું શરૂ કરે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ કાર્બોદિત $\to$ ચરબી $\to$ પ્રોટીન છે.

(B) શ્વસન માર્ગ એ એમ્ફિબોલિક (ઉભયધર્મી) માર્ગ છે કારણ કે તેમાં અપચય અને ચય બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
એસિટાઈલ $CoA$ એક સામાન્ય ચયાપચય મધ્યવર્તી તરીકે કાર્ય કરે છે જે કાર્બોદિત,ચરબી અને પ્રોટીનના ચયાપચયને જોડે છે.
કાર્બોદિત ચયાપચય દરમિયાન,ગ્લુકોઝનું વિઘટન પાયરુવિક એસિડમાં થાય છે,જે ત્યારબાદ એસિટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ચરબીના ચયાપચય દરમિયાન,ફેટી એસિડ્સનું બીટા-ઓક્સિડેશન દ્વારા એસિટાઈલ $CoA$ માં વિઘટન થાય છે.
આમ,એસિટાઈલ $CoA$ આ માર્ગો માટે જોડાણ બિંદુ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) કોષીય શ્વસનમાં,કાર્બોદિતો એ પ્રાથમિક શ્વસન આધારક છે. જ્યારે કાર્બોદિતોનો જથ્થો સમાપ્ત થઈ જાય છે,ત્યારે ચરબીનો ઉપયોગ ઉર્જાના સ્ત્રોત તરીકે થાય છે. પ્રોટીનનો ઉપયોગ શ્વસન આધારક તરીકે ત્યારે જ કરવામાં આવે છે જ્યારે કોષમાં કાર્બોદિત અને ચરબી બંને ગેરહાજર હોય. આનું કારણ એ છે કે પ્રોટીન મુખ્યત્વે શરીરના બંધારણીય અને કાર્યાત્મક કાર્યો માટે જરૂરી છે,અને ઉર્જા મેળવવા માટે તેનું વિઘટન એ અંતિમ વિકલ્પ છે.

(A) લાંબા સમય સુધીના ઉપવાસ દરમિયાન,શરીર હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવા માટે તેના સંગ્રહિત ઉર્જા ભંડારનો ચોક્કસ ક્રમમાં ઉપયોગ કરે છે.
$1$. સૌપ્રથમ,શરીર રુધિરમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર જાળવી રાખવા માટે યકૃત અને સ્નાયુઓમાં સંગ્રહિત $Glycogen$ (કાર્બોદિત) નો ઉપયોગ કરે છે.
$2$. એકવાર ગ્લાયકોજનનો સંગ્રહ સમાપ્ત થઈ જાય,પછી શરીર એડિપોઝ પેશીઓમાં સંગ્રહિત $Lipids$ (ચરબી) તરફ વળે છે,જેનું ઉર્જા માટે ફેટી એસિડ્સ અને ગ્લિસરોલમાં વિઘટન થાય છે.
$3$. અંતે,જો ઉપવાસ લાંબા સમય સુધી ચાલુ રહે,તો શરીર મહત્વપૂર્ણ અંગોને ટેકો આપવા માટે ગ્લુકોનિયોજેનેસિસ માટે સ્નાયુઓ અને અન્ય પેશીઓમાંથી $Proteins$ (પ્રોટીન) નું એમિનો એસિડમાં વિઘટન કરવાનું શરૂ કરે છે.

(D) સાચો જવાબ $(d)$ છે. કાર્બોદિતોને સામાન્ય રીતે શ્વસનમાં ઉપયોગમાં લેતા પહેલા ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.
ચરબીનું વિઘટન સૌપ્રથમ ગ્લિસરોલ અને ફેટી એસિડમાં થાય છે. ફેટી એસિડ્સનું વિઘટન થઈને તે એસીટાઈલ CoA માં ફેરવાય છે અને શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે,જ્યારે ગ્લિસરોલ $3-$ફોસ્ફોગ્લિસરાલ્ડિહાઈડ $(PGAL)$ માં રૂપાંતરિત થઈને માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
પ્રોટીનનું વિઘટન પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા સ્વતંત્ર એમિનો એસિડમાં થાય છે. વિએમિનેશન (deamination) પછી,આ એમિનો એસિડ્સ પાયરુવેટ,એસીટાઈલ CoA અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના મધ્યવર્તી ઘટકો તરીકે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
આમ,એસીટાઈલ CoA એ ત્રણેય (કાર્બોદિતો,પ્રોટીન અને ચરબી) ના વિઘટન માટે સામાન્ય ચયાપચયિક મધ્યવર્તી છે,જે શ્વસન માર્ગને એમ્ફિબોલિક માર્ગ બનાવે છે.

(B) : જે જૈવરાસાયણિક માર્ગ એનાબોલિક (સંશ્લેષણ) અને કેટાબોલિક (વિઘટન) બંને પ્રક્રિયાઓ માટે કાર્ય કરે છે તેને એમ્ફિબોલિક માર્ગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જારક શ્વસનમાં કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીનનું વિઘટન (કેટાબોલિઝમ) થઈને ઊર્જા મુક્ત થાય છે,તેમજ વિવિધ ચયાપચયની મધ્યવર્તી નીપજોનું સંશ્લેષણ (એનાબોલિઝમ) થાય છે,જે એમિનો એસિડ,ફેટી એસિડ અને અન્ય ગૌણ ચયાપચયી પદાર્થોના નિર્માણ માટે પૂર્વગામી તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,તે માત્ર કેટાબોલિક માર્ગ હોવાને બદલે તેને યોગ્ય રીતે એમ્ફિબોલિક માર્ગ કહેવામાં આવે છે.

(C) એમ્ફિબોલિક પથ એ ચયાપચયનો એવો માર્ગ છે જેમાં કેટાબોલિઝમ (વિઘટન) અને એનાબોલિઝમ (સંશ્લેષણ) બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
પ્રોટીનનું પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા એમિનો એસિડમાં વિઘટન થાય છે.
આ એમિનો એસિડનું વિએમિનેશન (deamination) થાય છે અને તે ક્રેબ્સ ચક્ર (Tricarboxylic Acid Cycle) ના વિવિધ મધ્યવર્તી સંયોજનોમાં ફેરવાય છે અથવા તેમની રચનાના આધારે પાયરુવેટ અથવા એસેટિલ કો-$A$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,જ્યારે પ્રોટીન શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે,ત્યારે તેઓ સૌ પ્રથમ એમિનો એસિડમાં વિઘટિત થાય છે,જે ત્યારબાદ ઉર્જા ઉત્પાદન માટે ઓક્સિડેશન પામવા માટે પાયરુવેટ,એસેટિલ કો-$A$ અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના અન્ય મધ્યવર્તી સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(A) એમ્ફિબોલિક પથ દ્વારા એમિનો એસિડનું ઓક્સિડેશન તેમાં $Krebs$ ચક્રના મધ્યવર્તી સંયોજનોમાં (જેમ કે $Pyruvate$,$Acetyl-CoA$,$\alpha-Ketoglutarate$) રૂપાંતરનો સમાવેશ કરે છે.
જ્યારે એમિનો એસિડ $Krebs$ ચક્રમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તે સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ (અથવા $GTP$) ઉત્પન્ન કરતી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$Krebs$ ચક્રમાં $Succinyl-CoA$ નું $Succinate$ માં રૂપાંતર થવાથી $GTP$ નો એક અણુ બને છે,જે એક $ATP$ ની સમકક્ષ છે.
તેથી,આ પથ દ્વારા ઓક્સિડાઈઝ થયેલા એમિનો એસિડના એક અણુ માટે,$1$ સબસ્ટ્રેટ-સ્તરનો $ATP$ બને છે.

(D) ખોટું છે કારણ કે ગ્લાયકોલિસિસ માત્ર અપચય નથી; તે એક એમ્ફિબોલિક પથનો ભાગ છે જ્યાં મધ્યવર્તી સંયોજનોનો ઉપયોગ જૈવસંશ્લેષણ (ચય) માટે થઈ શકે છે.
$R$ સાચું છે કારણ કે એમ્ફિબોલિક પથને એવી ચયાપચયની પ્રક્રિયા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જેમાં અપચય (વિઘટન) અને ચય (સંશ્લેષણ) બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસ એમિનો એસિડ અને ફેટી એસિડના સંશ્લેષણ માટે પુરોગામી પદાર્થો પૂરા પાડે છે,તેથી તેને એમ્ફિબોલિક પથ ગણવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) પ્રોટીન એ એમિનો એસિડના બનેલા જટિલ મહાઅણુઓ છે.
શ્વસન માર્ગમાં ઉર્જા ઉત્પાદન માટે તેનો ઉપયોગ થાય તે પહેલાં,પ્રોટીનનું પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા તેમના ઘટક એમિનો એસિડમાં વિઘટન થાય છે.
ત્યારબાદ આ એમિનો એસિડનું વિએમિનેશન (deamination) થાય છે અને તે શ્વસન માર્ગના વિવિધ મધ્યવર્તી સંયોજનો જેવા કે પાયરુવિક એસિડ,એસિટાઇલ-$CoA$ અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના અન્ય મધ્યવર્તી સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
તેથી,પ્રોટીન માટે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશવા માટેનું પ્રાથમિક રૂપાંતર એમિનો એસિડમાં થવું જરૂરી છે.

(D) એમ્ફિબોલિક પથ એવો પથ છે જેમાં અપચય (catabolism) અને ચય (anabolism) બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
ફેટી એસિડનું વિઘટન $\beta$-ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ફેટી એસિડનું સૌપ્રથમ એસીટાઈલ $CoA$ માં વિઘટન થાય છે,જે ત્યારબાદ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે ક્રેબ્સ ચક્ર ($TCA$ ચક્ર) માં પ્રવેશે છે.
તેથી,એસીટાઈલ $CoA$ એ ચરબીના વિઘટન અને શ્વસન માર્ગ વચ્ચે એક સામાન્ય મધ્યવર્તી ઘટક તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) શ્વસન પથને એમ્ફિબોલિક પથ માનવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં કેટાબોલિઝમ (ઉર્જા માટે કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીન જેવા સબસ્ટ્રેટનું વિઘટન) અને એનાબોલિઝમ (અન્ય અણુઓ માટે પુરોગામીનું સંશ્લેષણ) બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
$(1)$ કાર્બોદિતો ખરેખર સૌથી સામાન્ય શ્વસન સબસ્ટ્રેટ છે.
$(2)$ ફેટી એસિડ્સ $\beta$-ઓક્સિડેશન દ્વારા એસિટિલ $CoA$ માં વિઘટિત થાય છે અને ચક્રમાં પ્રવેશે છે.
$(3)$ પ્રોટીન એમિનો એસિડમાં તૂટે છે,જે પછી વિવિધ બિંદુઓ પર (દા.ત. પાયરુવિક એસિડ,એસિટિલ $CoA$,અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના મધ્યવર્તી પદાર્થો) પથમાં પ્રવેશવા માટે ડિએમિનેટેડ થાય છે,માત્ર પાયરુવિક એસિડમાં જ નહીં.
$(4)$ એમ્ફિબોલિક પથની વ્યાખ્યા એ છે કે તેમાં એનાબોલિઝમ અને કેટાબોલિઝમ બંનેનો સમાવેશ થાય છે.
$(5)$ ગ્લિસરોલ ગ્લાયકોલિટીક પથમાં પ્રવેશતા પહેલા $DHAP$ અને પછી $PGAL$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
આમ,આપેલા તમામ વિધાનો $(1), (2), (3), (4),$ અને $(5)$ શ્વસન પથના વૈજ્ઞાનિક રીતે સાચા વર્ણનો છે,તેથી આપેલા વિકલ્પોમાં કોઈ ખોટું વાક્ય નથી.

(D) વિધાન $(A)$ ખોટું છે કારણ કે વ્યાખ્યાઓ ઉલટાવી દેવામાં આવી છે: જટિલ અણુઓનું સરળ અણુઓમાં વિઘટન થવાની પ્રક્રિયાને કેટાબોલિઝમ (અપચય) કહેવાય છે,જ્યારે સરળ અણુઓમાંથી જટિલ અણુઓ બનવાની પ્રક્રિયાને એનાબોલિઝમ (ચય) કહેવાય છે.
કારણ $(R)$ સાચું છે. પ્રોટીનનું પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા એમિનો એસિડમાં વિઘટન થાય છે. આ એમિનો એસિડ ડીએમિનેશન (એમિનો ગ્રુપ દૂર થવું) પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે અને બાકી રહેલ કાર્બન માળખું તેમની રાસાયણિક રચનાના આધારે પાયરુવેટ,એસિટિલ $CoA$ અથવા ક્રેબ્સ ચક્ર (સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર) ના મધ્યવર્તી તબક્કે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં,ખાસ કરીને પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન,$NADP^+$ reductase ઉત્સેચક દ્વારા $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થાય છે.
જોકે,આપેલા વિકલ્પોમાં ચયાપચયના પથના સંદર્ભમાં,$HMP$ (Hexose Monophosphate) પથ,જેને Pentose Phosphate Pathway $(PPP)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે મુખ્ય પથ છે જ્યાં $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થાય છે.
આ પથમાં ઉત્પન્ન થતું $NADPH$ જૈવસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓ માટે,જેમ કે ફેટી એસિડના સંશ્લેષણ માટે,એક મહત્વપૂર્ણ રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) ગ્લાયકોલિસીસ ગ્લુકોઝનું પાયરુવેટમાં રૂપાંતર કરે છે,જે ત્યારબાદ લિંક પ્રતિક્રિયા દ્વારા એસીટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
$
$ફેટી ઍસિડ્સ એસીટાઈલ $CoA$ ઉત્પન્ન કરવા માટે $\beta$-ઑક્સિડેશનમાંથી પસાર થાય છે.
$
$એસીટાઈલ $CoA$ સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ તરીકે કાર્ય કરે છે જે આગળના ઓક્સિડેશન માટે ક્રેબ્સ ચક્ર ($TCA$ ચક્ર) માં પ્રવેશે છે.
$
$તેથી,એસીટાઈલ $CoA$ એ કાર્બોદિત ચયાપચય (ગ્લાયકોલિસીસ) અને ચરબીના ચયાપચય ($\beta$-ઑક્સિડેશન) તથા ક્રેબ્સ ચક્ર વચ્ચે ચયાપચયની કડી તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) શ્વસન આધારકોના ઓક્સિડેશનથી મળતી ઊર્જા તેમના રાસાયણિક બંધારણ અને ઓક્સિડેશન માટે ઉપલબ્ધ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓની સંખ્યા પર આધાર રાખે છે.
કાર્બોદિતો (જેમ કે સ્ટાર્ચ) અથવા પ્રોટીનની તુલનામાં ચરબી (લિપિડ્સ) એ વધુ રિડક્શન પામેલા અણુઓ છે.
સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન પર,$1 \ g$ ચરબી લગભગ $9 \ kcal$ ઊર્જા આપે છે,જ્યારે $1 \ g$ કાર્બોદિત અથવા પ્રોટીન લગભગ $4 \ kcal$ ઊર્જા આપે છે.
તેથી,$\beta$-ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા અને ત્યારબાદ એસિટાઇલ-$CoA$ ના ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશ દ્વારા ચરબી પ્રતિ એકમ દળ દીઠ મહત્તમ ઊર્જા આપે છે.

(B) શ્વસન પથ એ ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે પદાર્થોના વિઘટન (કેટાબોલિઝમ) અને અન્ય જૈવસંશ્લેષણ પથ માટેના પૂર્વગામી પદાર્થોના નિર્માણ (એનાબોલિઝમ) એમ બંને પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે. તેમાં કેટાબોલિક અને એનાબોલિક બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થતો હોવાથી,તેને $Amphibolic$ (ઉભયધર્મી) પથ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીન જેવા વિવિધ શ્વસન આધારકોનું વિઘટન શ્વસન માર્ગમાં એક સામાન્ય બિંદુ પર મળે છે.
કાર્બોદિતોનું વિઘટન ગ્લુકોઝમાં થાય છે,જે ગ્લાયકોલિસિસ દ્વારા પાયરુવિક ઍસિડ બનાવે છે અને ત્યારબાદ તેનું રૂપાંતર એસેટાઇલ $CoA$ માં થાય છે.
ચરબીનું વિઘટન ફેટી ઍસિડ અને ગ્લિસરોલમાં થાય છે; ફેટી ઍસિડ બીટા-ઓક્સિડેશન દ્વારા એસેટાઇલ $CoA$ બનાવે છે.
પ્રોટીનનું વિઘટન એમિનો ઍસિડમાં થાય છે,જેનું વિએમિનેશન (deamination) થઈને તે શ્વસન માર્ગમાં એસેટાઇલ $CoA$ સહિતના વિવિધ બિંદુઓ પર પ્રવેશે છે.
આમ,એસેટાઇલ $CoA$ એ ત્રણેય મુખ્ય પ્રકારના શ્વસન આધારકો માટે સામાન્ય ચયાપચયક મધ્યવર્તી છે.

(B) કોષીય શ્વસનમાં,કાર્બોદિતો,ચરબી અને પ્રોટીન વિવિધ તબક્કે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
કાર્બોદિતોનું વિઘટન ગ્લુકોઝમાં થાય છે,જે ગ્લાયકોલિસિસ દ્વારા પાયરુવિક ઍસિડ બનાવે છે અને અંતે ઍસિટાઇલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ચરબીનું વિઘટન ફેટી ઍસિડ અને ગ્લિસરોલમાં થાય છે; ફેટી ઍસિડ $\beta$-ઓક્સિડેશન દ્વારા ઍસિટાઇલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
પ્રોટીનનું વિઘટન એમિનો ઍસિડમાં થાય છે,જેનું વિએમિનેશન (deamination) થઈને તે પાયરુવેટ,ઍસિટાઇલ $CoA$ અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના મધ્યવર્તી અણુઓ તરીકે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
ઍસિટાઇલ $CoA$ એ ત્રણેય મુખ્ય શ્વસન સબસ્ટ્રેટ માટે ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશવા માટેનો સામાન્ય ચયાપચયિક મધ્યવર્તી અણુ છે.

(B) લાંબા ગાળાના ઉપવાસ દરમિયાન,શરીર ઉર્જા જાળવી રાખવા માટે ચોક્કસ ચયાપચયના ક્રમનું પાલન કરે છે.
$1$. સૌપ્રથમ,શરીર રુધિરમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર જાળવી રાખવા માટે યકૃત અને સ્નાયુઓમાં સંગ્રહિત $Glycogen$ (કાર્બોદિત) નો ઉપયોગ કરે છે.
$2$. એકવાર ગ્લાયકોજનનો સંગ્રહ સમાપ્ત થઈ જાય,પછી શરીર લિપોલિસિસ અને બીટા-ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા સંગ્રહિત $Lipids$ (ચરબી) ને બાળવાનું શરૂ કરે છે.
$3$. અંતે,જો ઉપવાસ લાંબા સમય સુધી ચાલુ રહે,તો શરીર મહત્વપૂર્ણ અંગોને ટેકો આપવા માટે ગ્લુકોનિયોજેનેસિસ માટે સ્નાયુઓમાં રહેલા $Proteins$ (પ્રોટીન) નું એમિનો એસિડમાં વિઘટન કરવાનું શરૂ કરે છે.

(C) એસીટાઈલ $CoA$ એ ચરબી,કાર્બોદિતો અને પ્રોટીનના શ્વસન દ્વારા થતા વિઘટનમાં સામાન્ય ચયાપચયિક પદાર્થ છે.
ચરબીનું વિઘટન ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં થાય છે,ત્યારબાદ ફેટી એસિડનું એસીટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતર થાય છે.
પ્રોટીનનું સૌપ્રથમ પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા એમિનો એસિડમાં વિઘટન થાય છે,જેનું વિએમિનેશન (deamination) થઈને પાયરુવિક એસિડ બને છે અને અંતે તે એસીટાઈલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થઈને ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશે છે.

(N/A) શ્વસનને સામાન્ય રીતે અપચયી (catabolic) પ્રક્રિયા માનવામાં આવે છે કારણ કે શ્વસન દરમિયાન ઉર્જા મેળવવા માટે વિવિધ સબસ્ટ્રેટ્સનું વિઘટન થાય છે。
કાર્બોદિતો શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશતા પહેલા ગ્લુકોઝમાં વિઘટિત થાય છે。
ચરબીનું ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં રૂપાંતર થાય છે, જ્યારે ફેટી એસિડ શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશતા પહેલા એસિટિલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે。
તે જ રીતે, પ્રોટીનનું એમિનો એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે, જે વિએમિનેશન (deamination) પછી શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશે છે。
જો કે, ફેટી એસિડના સંશ્લેષણ દરમિયાન, એસિટિલ $CoA$ ને શ્વસન માર્ગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે。
તે જ રીતે, પ્રોટીનના સંશ્લેષણ દરમિયાન, એમિનો એસિડ બનાવવા માટે શ્વસન મધ્યવર્તી પદાર્થોનો ઉપયોગ થાય છે。
આમ, શ્વસન માર્ગ વિઘટન (અપચય) અને સંશ્લેષણ (ચય) બંનેમાં સામેલ હોવાથી, તેને ઉભયધર્મી (amphibolic) માર્ગ કહેવામાં આવે છે。

(N/A) ગ્લુકોઝ એ શ્વસન માટે પસંદગીનો સબસ્ટ્રેટ છે.
બધા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ સામાન્ય રીતે શ્વસન માટે ઉપયોગમાં લેવાય તે પહેલાં ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
અન્ય સબસ્ટ્રેટ્સ પણ શ્વસિત થઈ શકે છે,પરંતુ તેઓ પ્રથમ તબક્કે શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશતા નથી.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,ચરબીને પહેલા ગ્લિસરોલ અને ફેટી એસિડમાં તોડવી પડે છે. જો ફેટી એસિડનું શ્વસન કરવાનું હોય,તો તેઓ પહેલા એસિટિલ $CoA$ માં વિઘટિત થાય છે અને માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
ગ્લિસરોલ $PGAL$ માં રૂપાંતરિત થયા પછી માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
પ્રોટીન પ્રોટીએઝ દ્વારા વિઘટિત થાય છે અને વ્યક્તિગત એમિનો એસિડ તેમની રચનાના આધારે ક્રેબ્સ ચક્રમાં અથવા પાયરુવેટ અથવા એસિટિલ $CoA$ તરીકે માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
શ્વસનમાં સબસ્ટ્રેટનું વિઘટન સામેલ હોવાથી,શ્વસન પ્રક્રિયાને પરંપરાગત રીતે કેટાબોલિક પ્રક્રિયા અને શ્વસન માર્ગને કેટાબોલિક માર્ગ માનવામાં આવે છે.
જો કે,આ સબસ્ટ્રેટ્સના સંશ્લેષણ માટે શ્વસન માર્ગમાંથી વિવિધ સંયોજનો પાછા ખેંચવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે,જ્યારે સજીવને ફેટી એસિડનું સંશ્લેષણ કરવાની જરૂર હોય,ત્યારે શ્વસન માર્ગમાંથી એસિટિલ $CoA$ પાછું ખેંચવામાં આવે છે.
તેથી,શ્વસન માર્ગ ફેટી એસિડ અને પ્રોટીનના વિઘટન (કેટાબોલિઝમ) અને સંશ્લેષણ (એનાબોલિઝમ) બંનેમાં સામેલ છે.
કારણ કે શ્વસન માર્ગ એનાબોલિઝમ અને કેટાબોલિઝમ બંનેમાં સામેલ છે,તેથી તેને માત્ર કેટાબોલિક માર્ગને બદલે એમ્ફિબોલિક માર્ગ તરીકે ગણવું વધુ યોગ્ય છે.

(N/A) ગ્લુકોઝ એ શ્વસન માટે પસંદગીનો સબસ્ટ્રેટ (દ્રવ્ય) છે.
તમામ કાર્બોદિતો સામાન્ય રીતે શ્વસન માટે ઉપયોગમાં લેવાય તે પહેલાં ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
અન્ય સબસ્ટ્રેટ્સ પણ શ્વસન પામી શકે છે,પરંતુ તેઓ શ્વસન માર્ગમાં પ્રથમ તબક્કે પ્રવેશતા નથી.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,ચરબીને પહેલા ગ્લિસરોલ અને ફેટી એસિડમાં તોડવી પડે છે.
જો ફેટી એસિડનું શ્વસન કરવાનું હોય,તો તેઓ પહેલા એસિટિલ $CoA$ માં વિઘટિત થાય છે અને પછી માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
ગ્લિસરોલ $PGAL$ માં રૂપાંતરિત થયા પછી માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
પ્રોટીન પ્રોટીએઝ દ્વારા વ્યક્તિગત એમિનો એસિડમાં વિઘટિત થાય છે,જે તેમની રચનાના આધારે ક્રેબ્સ ચક્રના વિવિધ તબક્કે અથવા પાયરુવેટ અથવા એસિટિલ $CoA$ તરીકે માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
શ્વસનમાં સબસ્ટ્રેટનું વિઘટન સામેલ હોવાથી,તેને પરંપરાગત રીતે કેટાબોલિક પ્રક્રિયા અને શ્વસન માર્ગને કેટાબોલિક માર્ગ માનવામાં આવે છે.
જો કે,શ્વસન માર્ગ ફેટી એસિડના સંશ્લેષણમાં પણ સામેલ છે,જ્યાં એસિટિલ $CoA$ ને માર્ગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.
તેવી જ રીતે,પ્રોટીનના સંશ્લેષણ દરમિયાન પણ,શ્વસન મધ્યવર્તી પદાર્થો કડી બનાવે છે.
સજીવમાં પદાર્થોનું તોડવાની પ્રક્રિયા એટલે કેટાબોલિઝમ અને સંશ્લેષણ એટલે એનાબોલિઝમ.
કારણ કે શ્વસન માર્ગ એનાબોલિઝમ અને કેટાબોલિઝમ બંનેમાં સામેલ છે,તેથી શ્વસન માર્ગને માત્ર કેટાબોલિક માર્ગને બદલે એમ્ફિબોલિક માર્ગ તરીકે ગણવો વધુ યોગ્ય છે.

(N/A) $(1)$ જારક શ્વસનમાં,ગ્લુકોઝમાંથી મેળવેલા પાયરુવેટના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન માટે ક્રેબ્સ ચક્ર આવશ્યક છે. તે ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન વાહકો,ખાસ કરીને $NADH_2$ અને $FADH_2$ ઉત્પન્ન કરે છે. આ વાહકો ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનને ઇલેક્ટ્રોન આપે છે,જે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને સરળ બનાવે છે. વધુમાં,આ ચક્ર વિવિધ જૈવસંશ્લેષણ માર્ગો માટે મધ્યવર્તી સંયોજનો પૂરા પાડે છે.
$(2)$ શ્વસનને પરંપરાગત રીતે ગ્લુકોઝના વિઘટન સાથે સંકળાયેલી અપચય (catabolic) પ્રક્રિયા તરીકે જોવામાં આવે છે. જો કે,તે અન્ય અણુઓના સંશ્લેષણ માટે પુરોગામી પદાર્થોના સ્ત્રોત તરીકે પણ કાર્ય કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે,જ્યારે ચરબીનો ઉપયોગ શ્વસન સબસ્ટ્રેટ તરીકે થાય છે,ત્યારે તેનું વિઘટન ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં થાય છે. ફેટી એસિડ્સ એસિટિલ $CoA$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રવેશે છે. તેનાથી વિપરીત,જ્યારે કોષને ફેટી એસિડ્સનું સંશ્લેષણ કરવાની જરૂર હોય છે,ત્યારે એસિટિલ $CoA$ ને શ્વસન માર્ગમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. કારણ કે શ્વસન માર્ગ પદાર્થોના વિઘટન (અપચય) અને સંશ્લેષણ (ચય) બંનેમાં સામેલ છે,તેથી તેને ઉભયધર્મી (amphibolic) પથ કહેવામાં આવે છે.

(B) $\Rightarrow$ બધા કોષોની જેમ,અંતઃસ્તરના કોષોમાં તેમની કોષરસ પટલમાં ઘણા પરિવહન પ્રોટીન આવેલા હોય છે.
$\Rightarrow$ કેસ્પેરિયન પટ્ટી અને પસંદગીયુક્ત પરિવહન પ્રોટીનની હાજરીને કારણે,તેઓ કેટલાક દ્રાવ્યોને પટલમાંથી પસાર થવા દે છે,પરંતુ અન્યને નહીં.
$\Rightarrow$ અંતઃસ્તરના કોષોના પરિવહન પ્રોટીન નિયંત્રણ બિંદુઓ તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યાં વનસ્પતિ જલવાહક સુધી પહોંચતા દ્રાવ્યોની માત્રા અને પ્રકારોને સમાયોજિત કરે છે.

(N/A) પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસન એ પૂરક પ્રક્રિયાઓ છે જે સજીવોના ઉર્જા ચક્રમાં મૂળભૂત રીતે જોડાયેલી છે.
$1$. પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, વનસ્પતિઓ $CO_2$ અને $H_2O$ માંથી ગ્લુકોઝનું સંશ્લેષણ કરવા માટે સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. તેનું રાસાયણિક સમીકરણ છે: $6CO_2 + 12H_2O + \text{Light Energy} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$.
$2$. શ્વસનમાં, પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલ ગ્લુકોઝનું ઓક્સિડેશન થાય છે જેથી $ATP$ ના સ્વરૂપમાં ઉર્જા મુક્ત થાય છે. તેનું રાસાયણિક સમીકરણ છે: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{Energy (ATP)}$.
$3$. આ પ્રક્રિયાઓ એકબીજા પર નિર્ભર છે: પ્રકાશસંશ્લેષણની નીપજો ($glucose$ અને $O_2$) શ્વસન માટે પ્રક્રિયકો તરીકે કાર્ય કરે છે, જ્યારે શ્વસનની નીપજો ($CO_2$ અને $H_2O$) વનસ્પતિઓ દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે કાચા માલ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ ઉર્જા અને દ્રવ્યના રૂપાંતરણનું એક સતત ચક્ર બનાવે છે.

(N/A) ગ્લુકોઝ એ શ્વસન માટે પસંદગીનું સબસ્ટ્રેટ છે.
બધા કાર્બોદિતો સામાન્ય રીતે શ્વસન માટે ઉપયોગમાં લેવાય તે પહેલાં ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
અન્ય સબસ્ટ્રેટ્સ પણ શ્વસન પામી શકે છે,પરંતુ તેઓ શ્વસન માર્ગમાં પ્રથમ તબક્કે પ્રવેશતા નથી.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,ચરબીને પહેલા ગ્લિસરોલ અને ફેટી એસિડમાં તોડવી પડે છે.
જો ફેટી એસિડનું શ્વસન કરવાનું હોય,તો તેઓ પહેલા એસિટિલ $CoA$ માં વિઘટિત થાય છે અને માર્ગમાં પ્રવેશ કરે છે.
ગ્લિસરોલ $PGAL$ માં રૂપાંતરિત થયા પછી માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
પ્રોટીન પ્રોટીએઝ દ્વારા વિઘટિત થાય છે અને વ્યક્તિગત એમિનો એસિડ તેમની રચનાના આધારે ક્રેબ્સ ચક્રના કોઈ તબક્કે અથવા પાયરુવેટ અથવા એસિટિલ $CoA$ તરીકે માર્ગમાં પ્રવેશે છે.
શ્વસનમાં સબસ્ટ્રેટનું વિઘટન સામેલ હોવાથી,શ્વસન પ્રક્રિયાને પરંપરાગત રીતે અપચય (catabolic) પ્રક્રિયા અને શ્વસન માર્ગને અપચય માર્ગ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
જો કે,આ સબસ્ટ્રેટ્સના સંશ્લેષણ માટે શ્વસન માર્ગમાંથી સંયોજનો પણ પાછા ખેંચવામાં આવે છે.
જ્યારે સજીવને ફેટી એસિડનું સંશ્લેષણ કરવાની જરૂર હોય,ત્યારે તેના માટે શ્વસન માર્ગમાંથી એસિટિલ $CoA$ પાછો ખેંચવામાં આવે છે.
તેવી જ રીતે,પ્રોટીનના વિઘટન અને સંશ્લેષણ દરમિયાન,શ્વસન મધ્યવર્તીઓ કડી બનાવે છે.
સજીવની અંદર તોડવાની પ્રક્રિયાઓ એ અપચય (catabolism) છે અને સંશ્લેષણ એ ચય (anabolism) છે.
કારણ કે શ્વસન માર્ગ ચય અને અપચય બંનેમાં સામેલ છે,તેથી શ્વસન માર્ગને માત્ર અપચય માર્ગને બદલે ઉભયધર્મી (amphibolic) માર્ગ તરીકે ગણવો વધુ યોગ્ય છે.

(N/A) શ્વસન માર્ગને પરંપરાગત રીતે અપચયી માર્ગ માનવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં ગ્લુકોઝ અને ચરબી જેવા જટિલ કાર્બનિક અણુઓનું વિઘટન થઈને $ATP$ સ્વરૂપે ઉર્જા મુક્ત થાય છે.
જોકે,$TCA$ ચક્ર (ટ્રાયકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્ર) ને ઉભયચયી માર્ગ કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે અપચયી અને ચયી (anabolic) બંને કાર્યો કરે છે.
$1$. અપચયી ભૂમિકા: તે એસિટિલ $CoA$ (જે કાર્બોદિત,ચરબી અને પ્રોટીનમાંથી મેળવવામાં આવે છે) નું $CO_2$ અને પાણીમાં વિઘટન કરે છે,જેનાથી $NADH$,$FADH_2$ અને $GTP/ATP$ જેવા ઉર્જાસભર અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
$2$. ચયી ભૂમિકા: $TCA$ ચક્રના ઘણા મધ્યવર્તી પદાર્થો અન્ય આવશ્યક કોષીય ઘટકોના જૈવસંશ્લેષણ માટે પુરોગામી (precursors) તરીકે વપરાય છે. ઉદાહરણ તરીકે:
- એસિટિલ $CoA$ નો ઉપયોગ ફેટી એસિડ,સ્ટીરોઈડ્સ,કેરોટીનોઈડ્સ અને ટર્પીન્સના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
- $\alpha$-કીટોગ્લુટેરેટ એ ગ્લુટામેટ જેવા એમિનો એસિડના સંશ્લેષણ માટે પુરોગામી છે.
- ઓક્ઝેલોએસીટેટનો ઉપયોગ એસ્પાર્ટેટ અને અન્ય એમિનો એસિડના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
- સક્સિનિલ $CoA$ નો ઉપયોગ ક્લોરોફિલ અને સાયટોક્રોમના સંશ્લેષણમાં થાય છે.
આમ,આ ચક્રમાં પદાર્થોનું વિઘટન (અપચય) અને અન્ય જૈવિક અણુઓનું સંશ્લેષણ (ચય) બંને પ્રક્રિયાઓ થતી હોવાથી,તેને ઉભયચયી માર્ગ કહેવામાં આવે છે.

(A) કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (સ્ટાર્ચ) અને પ્રોટીનની તુલનામાં ચરબીના ઓક્સિડેશનથી પ્રતિ એકમ દળ દીઠ મહત્તમ ઉર્જા મુક્ત થાય છે. ચરબી એ અત્યંત રિડ્યુસ્ડ અણુઓ છે,અને બીટા-ઓક્સિડેશન અને ક્રેબ્સ ચક્રની પ્રક્રિયા દ્વારા તેનું સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ $(4.1 \ kcal/g)$ અથવા પ્રોટીન $(4.1 \ kcal/g)$ ની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ સંખ્યામાં $ATP$ અણુઓ (આશરે $9.4 \ kcal/g$) મુક્ત કરે છે.

(A) કોષીય શ્વસનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પહેલા ચરબી જેવા જટિલ અણુઓનું સરળ ઘટકોમાં વિઘટન થવું જરૂરી છે. લાઈપેઝ ઉત્સેચક દ્વારા તેનું જળવિભાજન થઈને ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલ બને છે. ગ્લિસરોલનું રૂપાંતર $DHAP$ (ડાયહાઈડ્રોક્સિએસીટોન ફોસ્ફેટ) માં થાય છે,જે ગ્લાયકોલિસિસના માર્ગમાં પ્રવેશે છે,જ્યારે ફેટી એસિડનું $\beta$-ઓક્સિડેશન દ્વારા એસિટાઈલ-$CoA$ માં રૂપાંતર થાય છે અને તે $Krebs$ ચક્રમાં પ્રવેશે છે.

(D) શ્વસન માર્ગ એ ચયાપચય (catabolism) અને ઉપચય (anabolism) બંનેમાં સંકળાયેલ છે,તેથી તેને એમ્ફિબોલિક માર્ગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
શ્વસન માર્ગમાં માત્ર ગ્લુકોઝ જ નહીં,પરંતુ એમિનો એસિડ અને ફેટી એસિડનો પણ શ્વસન સબસ્ટ્રેટ અથવા મધ્યવર્તી પદાર્થો તરીકે ઉપયોગ થઈ શકે છે.

(A) પ્રોટીન એ જટિલ મેક્રોમોલેક્યુલ્સ છે જેનો સીધો ઉપયોગ શ્વસન માર્ગમાં થઈ શકતો નથી.
તેઓ સૌ પ્રથમ પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા તેમના ઘટક એકમોમાં વિઘટિત થાય છે,જે એમિનો એસિડ છે.
ત્યારબાદ આ એમિનો એસિડનું વિએમિનેશન (deamination) થાય છે અને તે શ્વસન માર્ગમાં વિવિધ તબક્કે,જેમ કે પાયરુવેટ,એસિટિલ-CoA,અથવા ક્રેબ્સ ચક્રના મધ્યવર્તી સંયોજનો તરીકે પ્રવેશે છે,જેથી ઉર્જા ઉત્પાદન માટે તેનું ઓક્સિડેશન થઈ શકે.

(D) શ્વસન સબસ્ટ્રેટ એ કાર્બનિક પદાર્થો છે જે ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે શ્વસન દરમિયાન ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું પ્રથમ ગ્લુકોઝમાં વિઘટન થાય છે,જે ગ્લાયકોલિસિસમાં પ્રવેશી પાયરુવેટ બનાવે છે,જે ત્યારબાદ એસિટિલ Co-$A$ માં રૂપાંતરિત થાય છે.
ચરબીનું વિઘટન ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં થાય છે; ફેટી એસિડ્સ $\beta$-ઓક્સિડેશન દ્વારા એસિટિલ Co-$A$ બનાવે છે.
પ્રોટીનનું વિઘટન એમિનો એસિડમાં થાય છે,જેનું ડિએમિનેશન થાય છે અને તે ક્રેબ્સ ચક્રના વિવિધ મધ્યવર્તી પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત થાય છે,જેમાં એસિટિલ Co-$A$ નો પણ સમાવેશ થાય છે.
તેથી,આ તમામ સબસ્ટ્રેટ શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશતા પહેલા એસિટિલ Co-$A$ માં વિઘટિત થઈ શકે છે.

(C) એમિનો એસિડ શ્વસન માર્ગમાં પ્રવેશીને ઊર્જા માટે ઓક્સિડેશન પામે તે પહેલાં,તેમનું સૌપ્રથમ ડીએમિનેશન (deamination) થવું જરૂરી છે. ડીએમિનેશન એ એમિનો એસિડના અણુમાંથી એમિનો ગ્રુપ $(-NH_2)$ દૂર કરવાની પ્રક્રિયા છે. ત્યારબાદ બાકી રહેલા કાર્બન માળખાને ક્રેબ્સ ચક્રના વિવિધ મધ્યવર્તી સંયોજનોમાં (જેમ કે પાયરુવેટ અથવા એસિટિલ-CoA) રૂપાંતરિત કરી શકાય છે,જેથી તે કોષીય શ્વસનમાં ભાગ લઈ શકે.

(C) શ્વસન એ ઉભયચયી (amphibolic) પ્રક્રિયા છે,માત્ર અપચયી નથી. ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે ખોરાકનું ઓક્સિડેશન થાય છે,રિડક્શન નહીં. ફૂગ પરપોષી છે અને પોતાનો ખોરાક જાતે બનાવી શકતી નથી. સાચું વિધાન એ છે કે શ્વસન દરમિયાન શ્વસન આધારકોના બંધોમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઉર્જાનું વિઘટન થાય છે,જેનાથી $ATP$ સ્વરૂપે ઉર્જા મુક્ત થાય છે.

(A) શ્વસન સબસ્ટ્રેટની ઉર્જા સામગ્રી અલગ-અલગ હોય છે. ચરબીના ઓક્સિડેશનથી પ્રતિ એકમ દળ દીઠ સૌથી વધુ ઉર્જા મળે છે,જે આશરે $9 \ kcal/g$ જેટલી હોય છે,જ્યારે કાર્બોદિતો અને પ્રોટીન આશરે $4 \ kcal/g$ ઉર્જા આપે છે. તેથી,ચરબી એ સૌથી વધુ ઉર્જા ધરાવતો શ્વસન સબસ્ટ્રેટ છે.

(A) શ્વસન માર્ગ એ એમ્ફિબોલિક (ઉભયધર્મી) માર્ગ છે કારણ કે તેમાં અપચય અને ચય બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું વિઘટન ગ્લુકોઝમાં થાય છે,જે ગ્લાયકોલિટીક માર્ગમાં પ્રવેશીને $Pyruvate$ બનાવે છે. પ્રોટીનનું વિઘટન પ્રોટીએઝ ઉત્સેચકો દ્વારા એમિનો એસિડમાં થાય છે,જે ત્યારબાદ વિએમિનેશન (deamination) દ્વારા શ્વસન માર્ગમાં $Pyruvate$ અથવા $Krebs$ ચક્રના અન્ય મધ્યવર્તી ઘટકો તરીકે પ્રવેશે છે. આમ,$Pyruvate$ એ કાર્બોહાઇડ્રેટ અને પ્રોટીન બંનેના ઓક્સિડેશન માટે મુખ્ય જોડાણ બિંદુ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) જારક શ્વસન દરમિયાન,કાર્બોદિત,પ્રોટીન અને ચરબી જેવા તમામ મુખ્ય ખાદ્ય ઘટકોનું સરળ મધ્યવર્તી પદાર્થોમાં વિઘટન થાય છે.
કાર્બોદિતોનું ગ્લુકોઝમાં અને ત્યારબાદ પાયરુવિક એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે,જ્યારે પ્રોટીનનું એમિનો એસિડમાં અને ચરબીનું ફેટી એસિડ અને ગ્લિસરોલમાં વિઘટન થાય છે.
અંતે,આ વિવિધ માર્ગો એકત્રિત થાય છે કારણ કે ક્રેબ્સ ચક્ર ($TCA$ ચક્ર) માં પ્રવેશતા પહેલા આ તમામ ખાદ્ય પદાર્થોનું એસીટાઇલ $CoA$ માં રૂપાંતર થાય છે.
તેથી,એસીટાઇલ $CoA$ એ તમામ ખાદ્ય પદાર્થો માટે સામાન્ય ચયાપચયિક મધ્યવર્તી પદાર્થ તરીકે કાર્ય કરે છે.