Amphibolic Pathway Questions in Hindi

(C) आलू के कंद रूपांतरित तने होते हैं जो भंडारण अंगों के रूप में कार्य करते हैं। इन कंदों में जमा स्टार्च मुख्य रूप से पत्तियों से फ्लोएम के माध्यम से स्थानांतरित शर्करा (सुक्रोज) से कंद की कोशिकाओं के भीतर संश्लेषित होता है। इस प्रक्रिया में सुक्रोज का स्टार्च में एंजाइमी रूपांतरण शामिल है,जिसे बाद में एमाइलोप्लास्ट के भीतर स्टार्च के दानों के रूप में संग्रहीत किया जाता है। इसलिए,यह संचय कंदों के भीतर स्टार्च के संश्लेषण का परिणाम है।

(C) जीवों में प्राथमिक श्वसन क्रियाधार कार्बोहाइड्रेट होते हैं,जिनका उपयोग सबसे पहले ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जाता है।
जब कार्बोहाइड्रेट समाप्त हो जाते हैं,तो वसा का उपयोग द्वितीयक श्वसन क्रियाधार के रूप में किया जाता है।
प्रोटीन का उपयोग श्वसन क्रियाधार के रूप में केवल भुखमरी की स्थिति में या जब कार्बोहाइड्रेट और वसा दोनों समाप्त हो जाते हैं,तब किया जाता है,क्योंकि वे कोशिका के आवश्यक संरचनात्मक घटक होते हैं।

(B) ग्लाइकोलाइसिस पायरुविक एसिड का उत्पादन करता है,जो क्रेब्स चक्र में प्रवेश करने से पहले एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित हो जाता है।
फैटी एसिड का बीटा-ऑक्सीकरण फैटी एसिड को एसिटाइल $CoA$ इकाइयों में तोड़ देता है।
इसलिए,एसिटाइल $CoA$ कार्बोहाइड्रेट चयापचय (ग्लाइकोलाइसिस और क्रेब्स चक्र) और लिपिड चयापचय (बीटा-ऑक्सीकरण) के बीच एक सामान्य चयापचय मध्यवर्ती या जोड़ने वाली कड़ी के रूप में कार्य करता है।

(B) किसी अणु की ऊर्जा सामग्री उसके पूर्ण ऑक्सीकरण पर उत्पन्न $ATP$ की मात्रा द्वारा निर्धारित की जाती है।
$1$. पामिटिक एसिड एक लंबी कार्बन श्रृंखला $(C_{16}H_{32}O_2)$ वाला फैटी एसिड है। पूर्ण ऑक्सीकरण पर, एक मोल पामिटिक एसिड लगभग $129$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है।
$2$. एसिटिल $CoA$ एक दो-कार्बन वाला यौगिक है। $TCA$ चक्र में पूर्ण ऑक्सीकरण पर, एक मोल एसिटिल $CoA$ $12$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है।
इसलिए, दिए गए विकल्पों में पामिटिक एसिड उच्चतम ऊर्जा वाला अणु है और एसिटिल $CoA$ न्यूनतम ऊर्जा वाला अणु है।
अतः, सही युग्म $Palmitic \text{ acid and acetyl } CoA$ है।

(A) लंबे समय तक उपवास के दौरान,शरीर ऊर्जा संतुलन बनाए रखने के लिए एक विशिष्ट पदानुक्रम का पालन करता है।
$1$. सबसे पहले,शरीर रक्त में उपलब्ध ग्लूकोज और यकृत तथा मांसपेशियों में संचित ग्लाइकोजन (कार्बोहाइड्रेट) का उपयोग करता है।
$2$. एक बार जब ग्लाइकोजन भंडार समाप्त हो जाता है,तो शरीर ऊर्जा प्राप्त करने के लिए वसा ऊतकों (लिपिड) को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ना शुरू कर देता है।
$3$. प्रोटीन ऊर्जा उत्पादन के लिए अंतिम विकल्प है,क्योंकि वे शरीर के आवश्यक संरचनात्मक घटक हैं। जब अन्य सभी ऊर्जा भंडार समाप्त हो जाते हैं,तभी ग्लूकोनियोजेनेसिस के माध्यम से प्रोटीन को अमीनो एसिड में तोड़ा जाता है।

(B) श्वसन पथ ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सबस्ट्रेट्स के टूटने (अपचय) और अन्य कोशिकीय घटकों के निर्माण के लिए विभिन्न मध्यवर्ती पदार्थों के संश्लेषण (उपचय) दोनों में शामिल है। चूंकि इसमें अपचय और उपचय दोनों प्रक्रियाएं शामिल हैं,इसलिए इसे $Amphibolic$ (उभयपची) पथ कहा जाता है। अतः,सही विकल्प $B$ है।

(A) श्वसन सबस्ट्रेट के ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा उनकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है।
वसा (लिपिड) अत्यधिक अपचयित यौगिक होते हैं जिनमें बड़ी संख्या में $C-H$ बंध होते हैं।
ऑक्सीकरण पर,वसा कार्बोहाइड्रेट (जैसे स्टार्च) या प्रोटीन की तुलना में प्रति इकाई वजन काफी अधिक ऊर्जा मुक्त करती है।
विशेष रूप से,$1 \ g$ वसा के ऑक्सीकरण से लगभग $9 \ kcal$ ऊर्जा प्राप्त होती है,जबकि $1 \ g$ कार्बोहाइड्रेट या प्रोटीन से लगभग $4 \ kcal$ ऊर्जा प्राप्त होती है।
इसलिए,वसा प्रति इकाई द्रव्यमान अधिकतम ऊर्जा प्रदान करती है।

(B) $\beta$-ऑक्सीकरण वह चयापचय प्रक्रिया है जिसके द्वारा फैटी एसिड के अणुओं को तोड़कर एसिटिल-CoA उत्पन्न किया जाता है,जो बाद में साइट्रिक एसिड चक्र में प्रवेश करता है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में,यह प्रक्रिया मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में होती है। फैटी एसिड के $\beta$-ऑक्सीकरण के लिए आवश्यक एंजाइम माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स के भीतर स्थित होते हैं।

(A) भुखमरी के दौरान,शरीर चयापचय कार्यों को बनाए रखने के लिए अपने संचित ऊर्जा भंडार का एक विशिष्ट क्रम में उपयोग करता है।
$1$. सबसे पहले,शरीर यकृत और मांसपेशियों में संचित कार्बोहाइड्रेट (जैसे ग्लाइकोजन) का उपभोग करता है।
$2$. एक बार जब कार्बोहाइड्रेट समाप्त हो जाते हैं,तो शरीर ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में संचित वसा (वसा ऊतक) का उपयोग करना शुरू कर देता है।
$3$. अंत में,यदि भुखमरी बनी रहती है,तो शरीर अपनी ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मांसपेशियों और अन्य ऊतकों के संरचनात्मक प्रोटीन को तोड़ना शुरू कर देता है।
इसलिए,सही क्रम कार्बोहाइड्रेट $\to$ वसा $\to$ प्रोटीन है।

(B) श्वसन मार्ग एक एम्फिबोलिक (उभयधर्मी) मार्ग है क्योंकि इसमें अपचय और चय दोनों शामिल होते हैं।
एसिटाइल $CoA$ एक सामान्य चयापचय मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है जो कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन के चयापचय को जोड़ता है।
कार्बोहाइड्रेट चयापचय के दौरान,ग्लूकोज का अपघटन पाइरुविक एसिड में होता है,जिसे बाद में एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित किया जाता है।
वसा चयापचय के दौरान,फैटी एसिड का बीटा-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटाइल $CoA$ में अपघटन होता है।
इस प्रकार,एसिटाइल $CoA$ इन मार्गों के लिए जंक्शन बिंदु के रूप में कार्य करता है।

(C) कोशिकीय श्वसन में,कार्बोहाइड्रेट पसंदीदा श्वसन क्रियाधार होते हैं। जब कार्बोहाइड्रेट समाप्त हो जाते हैं,तो वसा का उपयोग ऊर्जा के अगले स्रोत के रूप में किया जाता है। प्रोटीन का उपयोग श्वसन क्रियाधार के रूप में केवल तब किया जाता है जब कोशिका में कार्बोहाइड्रेट और वसा दोनों अनुपस्थित होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रोटीन मुख्य रूप से शरीर में संरचनात्मक और कार्यात्मक भूमिकाओं के लिए आवश्यक होते हैं,और ऊर्जा के लिए उनका अपघटन अंतिम विकल्प होता है।

(A) लंबे समय तक उपवास के दौरान,शरीर होमोस्टैसिस बनाए रखने के लिए अपने संग्रहीत ऊर्जा भंडार का एक विशिष्ट क्रम में उपयोग करता है।
$1$. सबसे पहले,शरीर रक्त शर्करा के स्तर को बनाए रखने के लिए यकृत और मांसपेशियों में संग्रहीत $Glycogen$ (कार्बोहाइड्रेट) का उपयोग करता है।
$2$. एक बार जब ग्लाइकोजन भंडार समाप्त हो जाता है,तो शरीर वसा ऊतकों में संग्रहीत $Lipids$ (वसा) की ओर रुख करता है,जिन्हें ऊर्जा के लिए फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ दिया जाता है।
$3$. अंत में,यदि उपवास लंबी अवधि तक जारी रहता है,तो शरीर महत्वपूर्ण अंगों का समर्थन करने के लिए ग्लूकोनियोजेनेसिस के लिए मांसपेशियों और अन्य ऊतकों से $Proteins$ (प्रोटीन) को अमीनो एसिड में तोड़ना शुरू कर देता है।

(D) सही उत्तर $(d)$ है। कार्बोहाइड्रेट को आमतौर पर श्वसन में उपयोग किए जाने से पहले ग्लूकोज में परिवर्तित किया जाता है।
वसा को पहले ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में तोड़ा जाता है। फैटी एसिड एसिटाइल CoA में विघटित होकर श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं,जबकि ग्लिसरॉल $3-$फॉस्फोग्लिसराल्डिहाइड $(PGAL)$ में परिवर्तित होकर पथ में प्रवेश करता है।
प्रोटीन को प्रोटीज द्वारा व्यक्तिगत अमीनो एसिड में तोड़ा जाता है। विअमीनीकरण (deamination) के बाद,ये अमीनो एसिड पायरुवेट,एसिटाइल CoA या क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती के रूप में श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं।
इस प्रकार,एसिटाइल CoA तीनों (कार्बोहाइड्रेट,प्रोटीन और वसा) के अपघटन के लिए एक सामान्य चयापचय मध्यवर्ती है,जो श्वसन पथ को एक एम्फिबोलिक पथ बनाता है।

(B) : वह जैव-रासायनिक पथ जो एनाबोलिक (संश्लेषण) और कैटाबोलिक (विघटन) दोनों प्रक्रियाओं में कार्य करता है,उसे एम्फिबोलिक पथ के रूप में जाना जाता है।
वायवीय श्वसन में कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन का कैटाबोलिज्म (विघटन) होकर ऊर्जा मुक्त होती है,साथ ही विभिन्न चयापचय मध्यवर्ती उत्पादों का संश्लेषण (एनाबोलिज्म) भी होता है,जो अमीनो एसिड,फैटी एसिड और अन्य द्वितीयक चयापचयों के निर्माण के लिए अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।
अतः,यह केवल एक कैटाबोलिक पथ न होकर एक एम्फिबोलिक पथ कहलाता है।

(C) एम्फिबोलिक पथ उस चयापचय पथ को संदर्भित करता है जिसमें अपचय (catabolism) और उपचय (anabolism) दोनों शामिल होते हैं।
प्रोटीन को प्रोटीज एंजाइम द्वारा अमीनो एसिड में तोड़ दिया जाता है।
इन अमीनो एसिड का विअमीनीकरण (deamination) होता है और ये क्रेब्स चक्र (Tricarboxylic Acid Cycle) के विभिन्न मध्यवर्ती यौगिकों में बदल जाते हैं या अपनी संरचना के आधार पर पायरुवेट या एसिटिल को-$A$ में परिवर्तित हो जाते हैं।
विशेष रूप से,जब प्रोटीन श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं,तो वे पहले अमीनो एसिड में टूट जाते हैं,जो फिर ऊर्जा उत्पादन के लिए ऑक्सीकरण हेतु पायरुवेट,एसिटिल को-$A$ या क्रेब्स चक्र के अन्य मध्यवर्ती यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं।

(A) एम्फिबोलिक पथ के माध्यम से अमीनो एसिड के ऑक्सीकरण में उनका $Krebs$ चक्र के मध्यवर्ती यौगिकों (जैसे $Pyruvate$,$Acetyl-CoA$,$\alpha-Ketoglutarate$) में रूपांतरण शामिल है।
जब एक अमीनो एसिड $Krebs$ चक्र में प्रवेश करता है,तो यह उन अभिक्रियाओं से गुजरता है जो सबस्ट्रेट-स्तर के फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से $ATP$ (या $GTP$) का उत्पादन करती हैं।
विशेष रूप से,$Krebs$ चक्र में $Succinyl-CoA$ का $Succinate$ में रूपांतरण $GTP$ का एक अणु बनाता है,जो एक $ATP$ के बराबर होता है।
इसलिए,इस पथ के माध्यम से ऑक्सीकृत अमीनो एसिड के एक अणु के लिए,$1$ सबस्ट्रेट-स्तर का $ATP$ बनता है।

(D) गलत है क्योंकि ग्लाइकोलाइसिस केवल अपचय नहीं है; यह एक एम्फिबोलिक पथ का हिस्सा है जहाँ मध्यवर्ती यौगिकों का उपयोग जैव-संश्लेषण (उपचय) के लिए किया जा सकता है।
$R$ सही है क्योंकि एम्फिबोलिक पथ को एक ऐसी चयापचय प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें अपचय (विघटन) और उपचय (संश्लेषण) दोनों प्रक्रियाएं शामिल होती हैं।
चूंकि ग्लाइकोलाइसिस अमीनो एसिड और फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए अग्रदूत प्रदान करता है,इसलिए इसे एम्फिबोलिक पथ माना जाता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) प्रोटीन अमीनो अम्लों से बने जटिल महाअणु होते हैं।
श्वसन पथ में ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने से पहले,प्रोटीज एंजाइम द्वारा प्रोटीन को उनके घटक अमीनो अम्लों में तोड़ा जाता है।
इसके बाद इन अमीनो अम्लों का विअमीनीकरण (deamination) होता है और ये श्वसन पथ के विभिन्न मध्यवर्ती यौगिकों जैसे कि पाइरुविक अम्ल,एसिटाइल-$CoA$,या क्रेब्स चक्र के अन्य मध्यवर्ती उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं।
अतः,प्रोटीन के श्वसन पथ में प्रवेश करने के लिए उनका अमीनो अम्लों में परिवर्तित होना आवश्यक है।

(D) एम्फिबॉलिक पथ वह पथ है जिसमें अपचय (catabolism) और उपचय (anabolism) दोनों शामिल होते हैं।
फैटी एसिड का अपघटन $\beta$-ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से होता है।
इस प्रक्रिया के दौरान,फैटी एसिड सबसे पहले एसिटाइल $CoA$ में टूटते हैं,जो फिर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए क्रेब्स चक्र ($TCA$ चक्र) में प्रवेश करते हैं।
इसलिए,एसिटाइल $CoA$ वसा के अपघटन और श्वसन पथ के बीच एक सामान्य मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है।

(D) श्वसन पथ को एक एम्फिबोलिक पथ माना जाता है क्योंकि इसमें कैटाबॉलिज्म (ऊर्जा के लिए कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन जैसे सबस्ट्रेट्स का टूटना) और एनाबॉलिज्म (अन्य अणुओं के लिए अग्रदूतों का संश्लेषण) दोनों शामिल हैं।
$(1)$ कार्बोहाइड्रेट वास्तव में सबसे सामान्य श्वसन सबस्ट्रेट हैं।
$(2)$ फैटी एसिड $\beta$-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटिल $CoA$ में टूट जाते हैं और चक्र में प्रवेश करते हैं।
$(3)$ प्रोटीन अमीनो एसिड में टूट जाते हैं,जिन्हें फिर विभिन्न बिंदुओं पर (जैसे पाइरुविक एसिड,एसिटिल $CoA$,या क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती) पथ में प्रवेश करने के लिए डीमिनेट किया जाता है,न कि केवल पाइरुविक एसिड में।
$(4)$ एम्फिबोलिक पथ की परिभाषा यह है कि इसमें एनाबॉलिज्म और कैटाबॉलिज्म दोनों शामिल हैं।
$(5)$ ग्लिसरॉल ग्लाइकोलाइटिक पथ में प्रवेश करने से पहले $DHAP$ और फिर $PGAL$ में परिवर्तित हो जाता है।
चूंकि सभी कथन $(1), (2), (3), (4),$ और $(5)$ श्वसन पथ के वैज्ञानिक रूप से सही विवरण हैं,इसलिए दिए गए विकल्पों में कोई भी गलत वाक्य नहीं है।

(D) अभिकथन $(A)$ गलत है क्योंकि परिभाषाएँ उलट दी गई हैं: जटिल अणुओं का सरल अणुओं में टूटना कैटाबॉलिज्म (अपचय) कहलाता है,जबकि सरल अणुओं से जटिल अणुओं का संश्लेषण एनाबॉलिज्म (उपचय) कहलाता है।
कारण $(R)$ सही है। प्रोटीन को प्रोटीएज एंजाइम द्वारा अमीनो एसिड में तोड़ दिया जाता है। ये अमीनो एसिड डीअमीनेशन (अमीनो समूह का हटना) प्रक्रिया से गुजरते हैं और शेष कार्बन ढांचा अपनी रासायनिक संरचना के आधार पर पाइरूवेट,एसिटिल $CoA$ या क्रेस चक्र (साइट्रिक एसिड चक्र) के मध्यवर्ती चरणों में श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में,विशेष रूप से प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,$NADP^+$ रिडक्टेस एंजाइम द्वारा $NADP^+$ का $NADPH$ में अपचयन (reduction) होता है।
हालाँकि,विकल्पों में दिए गए चयापचय पथों के संदर्भ में,$HMP$ (Hexose Monophosphate) पथ,जिसे पेंटोज़ फॉस्फेट पथ $(PPP)$ के रूप में भी जाना जाता है,वह मुख्य पथ है जहाँ $NADP^+$ का $NADPH$ में अपचयन होता है।
इस पथ में उत्पन्न $NADPH$ जैव-संश्लेषण अभिक्रियाओं,जैसे कि फैटी एसिड संश्लेषण के लिए एक महत्वपूर्ण अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(D) ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज को पाइरूवेट में परिवर्तित करता है,जिसे बाद में लिंक प्रतिक्रिया द्वारा एसिटाइल $CoA$ में बदल दिया जाता है।
$
$फैटी एसिड एसिटाइल $CoA$ का उत्पादन करने के लिए $\beta$-ऑक्सीकरण से गुजरते हैं।
$
$एसिटाइल $CoA$ एक सामान्य सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है जो आगे के ऑक्सीकरण के लिए क्रेब्स चक्र ($TCA$ चक्र) में प्रवेश करता है।
$
$इसलिए,एसिटाइल $CoA$ कार्बोहाइड्रेट चयापचय (ग्लाइकोलाइसिस) और वसा चयापचय ($\beta$-ऑक्सीकरण) तथा क्रेब्स चक्र के बीच एक चयापचय सेतु या कड़ी के रूप में कार्य करता है।

(A) श्वसनीय सबस्ट्रेट्स के ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा उनकी रासायनिक संरचना और ऑक्सीकरण के लिए उपलब्ध हाइड्रोजन परमाणुओं की मात्रा पर निर्भर करती है।
कार्बोहाइड्रेट (जैसे स्टार्च) या प्रोटीन की तुलना में वसा (लिपिड) अत्यधिक अपचयित (reduced) अणु होते हैं।
पूर्ण ऑक्सीकरण पर,$1 \ g$ वसा लगभग $9 \ kcal$ ऊर्जा प्रदान करती है,जबकि $1 \ g$ कार्बोहाइड्रेट या प्रोटीन लगभग $4 \ kcal$ ऊर्जा प्रदान करते हैं।
इसलिए,$\beta$-ऑक्सीकरण की प्रक्रिया और उसके बाद एसेटाइल-$CoA$ के क्रेब्स चक्र में प्रवेश के माध्यम से वसा प्रति इकाई द्रव्यमान अधिकतम ऊर्जा प्रदान करती है।

(B) श्वसन पथ ऊर्जा मुक्त करने के लिए पदार्थों के अपघटन (कैटाबॉलिज्म) और अन्य जैवसंश्लेषण पथों के लिए अग्रदूतों के संश्लेषण (एनाबॉलिज्म) दोनों में शामिल होता है। चूंकि इसमें कैटाबॉलिक और एनाबॉलिक दोनों प्रक्रियाएं शामिल हैं,इसलिए इसे $Amphibolic$ (उभयधर्मी) पथ कहा जाता है।

(A) कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन जैसे विभिन्न श्वसनीय पदार्थों का अपघटन श्वसन पथ में एक सामान्य बिंदु पर मिलता है।
कार्बोहाइड्रेट का अपघटन ग्लूकोज में होता है,जो ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से पाइरुविक एसिड बनाता है,जिसे बाद में एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित किया जाता है।
वसा का अपघटन फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में होता है; फैटी एसिड बीटा-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटाइल $CoA$ बनाते हैं।
प्रोटीन का अपघटन अमीनो एसिड में होता है,जिनका विअमीनीकरण (deamination) होकर वे श्वसन पथ में एसिटाइल $CoA$ सहित विभिन्न बिंदुओं पर प्रवेश करते हैं।
इस प्रकार,एसिटाइल $CoA$ तीनों प्रमुख प्रकार के श्वसनीय पदार्थों के लिए एक सामान्य चयापचय मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है।

(B) कोशिकीय श्वसन में,कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन श्वसन पथ में विभिन्न चरणों में प्रवेश करते हैं।
कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज में टूट जाते हैं,जो ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से पाइरुविक एसिड बनाते हैं और अंततः एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित हो जाते हैं।
वसा फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में टूट जाती है; फैटी एसिड $\beta$-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित हो जाते हैं।
प्रोटीन अमीनो एसिड में टूट जाते हैं,जिनका विअमीनीकरण (deamination) होता है और वे पाइरुवेट,एसिटाइल $CoA$ या क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती के रूप में श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं।
एसिटाइल $CoA$ तीनों प्रमुख श्वसन सबस्ट्रेट्स के लिए क्रेब्स चक्र में प्रवेश करने हेतु एक सामान्य चयापचय मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है।

(B) लंबे समय तक उपवास के दौरान,शरीर ऊर्जा संतुलन बनाए रखने के लिए एक विशिष्ट चयापचय पदानुक्रम का पालन करता है।
$1$. सबसे पहले,शरीर रक्त शर्करा के स्तर को बनाए रखने के लिए यकृत और मांसपेशियों में संग्रहीत $Glycogen$ (कार्बोहाइड्रेट) का उपयोग करता है।
$2$. एक बार जब ग्लाइकोजन का भंडार समाप्त हो जाता है,तो शरीर लिपोलिसिस और बीटा-ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से संग्रहीत $Lipids$ (वसा) को जलाना शुरू कर देता है।
$3$. अंत में,यदि उपवास लंबी अवधि तक जारी रहता है,तो शरीर महत्वपूर्ण अंगों को सहारा देने के लिए ग्लूकोनियोजेनेसिस हेतु मांसपेशियों में मौजूद $Proteins$ (प्रोटीन) को अमीनो एसिड में तोड़ना शुरू कर देता है।

(C) एसिटाइल $CoA$ वसा,कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन के श्वसन-मध्यस्थ अपघटन में सामान्य मेटाबोलाइट है।
वसा का अपघटन फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में होता है,और फैटी एसिड को एसिटाइल $CoA$ में तोड़ा जाता है।
प्रोटीन को पहले प्रोटीज द्वारा व्यक्तिगत अमीनो एसिड में तोड़ा जाता है,जिनका विअमीनीकरण (deamination) होकर पायरुविक एसिड बनता है और अंततः वे एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित होकर क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते हैं।

(N/A) श्वसन को सामान्यतः एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया माना जाता है क्योंकि श्वसन के दौरान ऊर्जा प्राप्त करने के लिए विभिन्न पदार्थों का विघटन होता है。
कार्बोहाइड्रेट श्वसन पथ में प्रवेश करने से पहले ग्लूकोज में टूट जाते हैं。
वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में बदल दिया जाता है, जबकि फैटी एसिड श्वसन पथ में प्रवेश करने से पहले एसिटिल $CoA$ में परिवर्तित हो जाते हैं。
इसी प्रकार, प्रोटीन अमीनो एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं, जो विअमीनीकरण (deamination) के बाद श्वसन पथ में प्रवेश करते हैं。
हालाँकि, फैटी एसिड के संश्लेषण के दौरान, एसिटिल $CoA$ को श्वसन पथ से हटा लिया जाता है。
इसी तरह, प्रोटीन के संश्लेषण के दौरान, अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए श्वसन मध्यवर्ती पदार्थों का उपयोग किया जाता है。
चूंकि श्वसन पथ पदार्थों के विघटन (अपचय) और संश्लेषण (उपचय) दोनों में शामिल है, इसलिए इसे उभयधर्मी (amphibolic) पथ कहा जाता है。

(N/A) ग्लूकोज श्वसन के लिए पसंदीदा सबस्ट्रेट है।
सभी कार्बोहाइड्रेट आमतौर पर श्वसन के लिए उपयोग किए जाने से पहले ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं।
अन्य सबस्ट्रेट्स को भी श्वसित किया जा सकता है,लेकिन वे पहले चरण में श्वसन पथ में प्रवेश नहीं करते हैं।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है,वसा को पहले ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में तोड़ना पड़ता है। यदि फैटी एसिड का श्वसन करना हो,तो वे पहले एसिटिल $CoA$ में विघटित होते हैं और पथ में प्रवेश करते हैं।
ग्लिसरॉल $PGAL$ में परिवर्तित होने के बाद पथ में प्रवेश करता है।
प्रोटीन को प्रोटीज द्वारा विघटित किया जाता है और व्यक्तिगत अमीनो एसिड अपनी संरचना के आधार पर क्रेब्स चक्र के भीतर किसी चरण में या पाइरूवेट या एसिटिल $CoA$ के रूप में पथ में प्रवेश करते हैं।
चूंकि श्वसन में सबस्ट्रेट्स का टूटना शामिल है,इसलिए श्वसन प्रक्रिया को पारंपरिक रूप से एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया और श्वसन पथ को एक अपचय पथ माना गया है।
हालाँकि,इन सबस्ट्रेट्स के संश्लेषण के लिए श्वसन पथ से विभिन्न यौगिकों को वापस ले लिया जाता है। उदाहरण के लिए,जब किसी जीव को फैटी एसिड को संश्लेषित करने की आवश्यकता होती है,तो श्वसन पथ से एसिटिल $CoA$ को वापस ले लिया जाता है।
इसलिए,श्वसन पथ फैटी एसिड और प्रोटीन के टूटने (अपचय) और संश्लेषण (उपचय) दोनों में शामिल है।
चूंकि श्वसन पथ उपचय (anabolism) और अपचय (catabolism) दोनों में शामिल है,इसलिए इसे केवल एक अपचय पथ के बजाय एम्फिबोलिक पथ मानना बेहतर है।

(N/A) ग्लूकोज श्वसन के लिए पसंदीदा सबस्ट्रेट है।
सभी कार्बोहाइड्रेट आमतौर पर श्वसन के लिए उपयोग किए जाने से पहले ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं।
अन्य सबस्ट्रेट्स का भी श्वसन हो सकता है,लेकिन वे श्वसन पथ में पहले चरण में प्रवेश नहीं करते हैं।
चित्र में दिखाए अनुसार,वसा को पहले ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में तोड़ा जाना चाहिए।
यदि फैटी एसिड का श्वसन किया जाना है,तो वे पहले एसिटिल $CoA$ में विघटित होते हैं और फिर पथ में प्रवेश करते हैं।
ग्लिसरॉल $PGAL$ में परिवर्तित होने के बाद पथ में प्रवेश करता है।
प्रोटीन को प्रोटीज द्वारा व्यक्तिगत अमीनो एसिड में विघटित किया जाता है,जो उनकी संरचना के आधार पर,क्रेब्स चक्र के भीतर विभिन्न चरणों में या पाइरूवेट या एसिटिल $CoA$ के रूप में पथ में प्रवेश करते हैं।
चूंकि श्वसन में सबस्ट्रेट्स का टूटना शामिल है,इसलिए इसे पारंपरिक रूप से एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया और श्वसन पथ को एक अपचय पथ माना गया है।
हालाँकि,श्वसन पथ फैटी एसिड के संश्लेषण में भी शामिल है,जहाँ एसिटिल $CoA$ को पथ से बाहर निकाला जाता है।
इसी तरह,प्रोटीन के संश्लेषण के दौरान भी,श्वसन मध्यवर्ती कड़ी बनाते हैं।
सजीव जीव के भीतर पदार्थों को तोड़ने की प्रक्रिया अपचय (catabolism) है और संश्लेषण उपचय (anabolism) है।
चूंकि श्वसन पथ उपचय और अपचय दोनों में शामिल है,इसलिए श्वसन पथ को केवल एक अपचय पथ के बजाय एक एम्फिबोलिक पथ (amphibolic pathway) मानना अधिक उचित है।

(N/A) $(1)$ वायवीय श्वसन में,ग्लूकोज से प्राप्त पाइरूवेट के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए क्रेब्स चक्र आवश्यक है। यह उच्च-ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन वाहकों,विशेष रूप से $NADH_2$ और $FADH_2$ का उत्पादन करता है। ये वाहक बाद में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को इलेक्ट्रॉन दान करते हैं,जिससे ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के माध्यम से $ATP$ का संश्लेषण सुगम होता है। इसके अलावा,यह चक्र विभिन्न जैवसंश्लेषण मार्गों के लिए मध्यवर्ती प्रदान करता है।
$(2)$ श्वसन को पारंपरिक रूप से ग्लूकोज के टूटने से जुड़ी एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया के रूप में देखा जाता है। हालाँकि,यह अन्य अणुओं के संश्लेषण के लिए अग्रदूतों के स्रोत के रूप में भी कार्य करता है। उदाहरण के लिए,जब वसा का उपयोग श्वसन सबस्ट्रेट्स के रूप में किया जाता है,तो वे फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में टूट जाते हैं। फैटी एसिड एसिटिल $CoA$ में परिवर्तित हो जाते हैं,जो क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते हैं। इसके विपरीत,जब कोशिका को फैटी एसिड को संश्लेषित करने की आवश्यकता होती है,तो एसिटिल $CoA$ को श्वसन पथ से हटा दिया जाता है। चूंकि श्वसन पथ पदार्थों के टूटने (अपचय) और संश्लेषण (उपचय) दोनों में शामिल है,इसलिए इसे उभयधर्मी (amphibolic) पथ कहा जाता है।

(B) $\Rightarrow$ सभी कोशिकाओं की तरह,अंतस्त्वचा (endodermal) कोशिकाओं की प्लाज्मा झिल्ली में कई परिवहन प्रोटीन होते हैं।
$\Rightarrow$ कैस्पेरियन पट्टी और चयनात्मक परिवहन प्रोटीन की उपस्थिति के कारण,वे कुछ विलेय को झिल्ली पार करने की अनुमति देते हैं,लेकिन दूसरों को नहीं।
$\Rightarrow$ अंतस्त्वचा कोशिकाओं के परिवहन प्रोटीन नियंत्रण बिंदुओं के रूप में कार्य करते हैं,जहाँ पौधा जाइलम तक पहुँचने वाले विलेय की मात्रा और प्रकार को समायोजित करता है।

(N/A) प्रकाश संश्लेषण और श्वसन पूरक प्रक्रियाएँ हैं जो जीवित जीवों के ऊर्जा चक्र में मौलिक रूप से जुड़ी हुई हैं।
$1$. प्रकाश संश्लेषण में, पौधे $CO_2$ और $H_2O$ से ग्लूकोज को संश्लेषित करने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग करते हैं। इसका रासायनिक समीकरण है: $6CO_2 + 12H_2O + \text{Light Energy} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$.
$2$. श्वसन में, प्रकाश संश्लेषण के दौरान उत्पादित ग्लूकोज का ऑक्सीकरण होता है ताकि $ATP$ के रूप में ऊर्जा मुक्त हो सके। इसका रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + \text{Energy (ATP)}$.
$3$. ये प्रक्रियाएँ एक-दूसरे पर निर्भर हैं: प्रकाश संश्लेषण के उत्पाद ($glucose$ और $O_2$) श्वसन के लिए अभिकारकों के रूप में कार्य करते हैं, जबकि श्वसन के उत्पाद ($CO_2$ और $H_2O$) पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं। यह ऊर्जा और पदार्थ के रूपांतरण का एक निरंतर चक्र बनाता है।

(N/A) ग्लूकोज श्वसन के लिए पसंदीदा सबस्ट्रेट है।
सभी कार्बोहाइड्रेट आमतौर पर श्वसन के लिए उपयोग किए जाने से पहले ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं।
अन्य सबस्ट्रेट्स का भी श्वसन हो सकता है,लेकिन वे पहले चरण में श्वसन पथ में प्रवेश नहीं करते हैं।
चित्र में दिखाए अनुसार,वसा को पहले ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में तोड़ा जाना चाहिए।
यदि फैटी एसिड का श्वसन किया जाना है,तो वे पहले एसिटिल $CoA$ में विघटित होते हैं और पथ में प्रवेश करते हैं।
ग्लिसरॉल $PGAL$ में परिवर्तित होने के बाद पथ में प्रवेश करता है।
प्रोटीन को प्रोटीज द्वारा विघटित किया जाता है और व्यक्तिगत अमीनो एसिड अपनी संरचना के आधार पर,क्रेब्स चक्र के किसी चरण में या पाइरूवेट या एसिटिल $CoA$ के रूप में पथ में प्रवेश करते हैं।
चूंकि श्वसन में सबस्ट्रेट्स का टूटना शामिल है,इसलिए श्वसन प्रक्रिया को पारंपरिक रूप से एक अपचय (catabolic) प्रक्रिया और श्वसन पथ को एक अपचय पथ माना गया है।
हालाँकि,इन सबस्ट्रेट्स के संश्लेषण के लिए श्वसन पथ से यौगिकों को भी वापस लिया जाता है।
जब जीव को फैटी एसिड को संश्लेषित करने की आवश्यकता होती है,तो इसके लिए श्वसन पथ से एसिटिल $CoA$ को वापस ले लिया जाता है।
इसी तरह,प्रोटीन के टूटने और संश्लेषण के दौरान,श्वसन मध्यवर्ती कड़ी बनाते हैं।
जीव के भीतर टूटने की प्रक्रियाएं अपचय (catabolism) हैं और संश्लेषण चय (anabolism) है।
चूंकि श्वसन पथ चय और अपचय दोनों में शामिल है,इसलिए श्वसन पथ को केवल एक अपचय पथ के बजाय एक एम्फीबोलिक (amphibolic) पथ मानना बेहतर होगा।

(N/A) श्वसन पथ को पारंपरिक रूप से एक अपचय पथ माना जाता है क्योंकि इसमें ग्लूकोज और वसा जैसे जटिल कार्बनिक अणुओं का टूटना शामिल है,जिससे $ATP$ के रूप में ऊर्जा निकलती है।
हालाँकि,$TCA$ चक्र (ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र) को उभयपथी पथ कहा जाता है क्योंकि यह अपचय (catabolic) और उपचय (anabolic) दोनों कार्य करता है।
$1$. अपचय भूमिका: यह एसिटिल $CoA$ (जो कार्बोहाइड्रेट,वसा और प्रोटीन से प्राप्त होता है) को $CO_2$ और पानी में तोड़ता है,जिससे $NADH$,$FADH_2$ और $GTP/ATP$ जैसे ऊर्जा-समृद्ध अणु उत्पन्न होते हैं।
$2$. उपचय भूमिका: $TCA$ चक्र के कई मध्यवर्ती पदार्थों का उपयोग अन्य आवश्यक कोशिकीय घटकों के जैव-संश्लेषण के लिए अग्रदूत (precursors) के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए:
- एसिटिल $CoA$ का उपयोग फैटी एसिड,स्टेरॉयड,कैरोटीनॉयड और टेरपीन के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
- $\alpha$-कीटोग्लूटारेट ग्लूटामेट जैसे अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए एक अग्रदूत है।
- ऑक्सालोएसीटेट का उपयोग एस्पार्टेट और अन्य अमीनो एसिड के संश्लेषण के लिए किया जाता है।
- सक्सिनिल $CoA$ का उपयोग क्लोरोफिल और साइटोक्रोम के संश्लेषण में किया जाता है।
चूंकि इस चक्र में पदार्थों का टूटना (अपचय) और अन्य जैव-अणुओं का निर्माण (उपचय) दोनों प्रक्रियाएं होती हैं,इसलिए इसे सही रूप से उभयपथी पथ कहा जाता है।

(A) कार्बोहाइड्रेट (स्टार्च) और प्रोटीन की तुलना में वसा के ऑक्सीकरण से प्रति इकाई द्रव्यमान अधिकतम ऊर्जा मुक्त होती है। वसा अत्यधिक अपचयित (reduced) अणु होते हैं,और बीटा-ऑक्सीकरण तथा क्रेब्स चक्र की प्रक्रिया के माध्यम से इनका पूर्ण ऑक्सीकरण कार्बोहाइड्रेट $(4.1 \ kcal/g)$ या प्रोटीन $(4.1 \ kcal/g)$ की तुलना में काफी अधिक संख्या में $ATP$ अणु (लगभग $9.4 \ kcal/g$) मुक्त करता है।

(A) कोशिकीय श्वसन में उपयोग किए जाने से पहले वसा जैसे जटिल अणुओं का सरल घटकों में टूटना आवश्यक है। लाइपेज एंजाइम द्वारा इनका जल-अपघटन होकर फैटी एसिड और ग्लिसरॉल बनते हैं। ग्लिसरॉल को $DHAP$ (डाईहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट) में परिवर्तित किया जाता है,जो ग्लाइकोलिसिस पथ में प्रवेश करता है,जबकि फैटी एसिड $\beta$-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटाइल-$CoA$ में परिवर्तित हो जाते हैं और $Krebs$ चक्र में प्रवेश करते हैं।

(D) श्वसन पथ उपचय (anabolism) और अपचय (catabolism) दोनों में शामिल होता है,इसीलिए इसे एम्फिबोलिक पथ माना जाता है।
श्वसन पथ में न केवल ग्लूकोज बल्कि अमीनो एसिड और फैटी एसिड का भी श्वसन सबस्ट्रेट या मध्यवर्ती पदार्थों के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

(A) प्रोटीन जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं जिनका उपयोग सीधे श्वसन पथ में नहीं किया जा सकता है।
वे सबसे पहले प्रोटीज एंजाइम द्वारा अपने घटक मोनोमर्स में टूट जाते हैं,जो अमीनो एसिड होते हैं।
इसके बाद इन अमीनो एसिड का विअमीनीकरण (deamination) होता है और वे श्वसन पथ में विभिन्न चरणों में प्रवेश करते हैं,जैसे कि पाइरूवेट,एसिटिल-CoA,या क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती यौगिकों के रूप में,ताकि ऊर्जा उत्पादन के लिए उनका ऑक्सीकरण हो सके।

(D) श्वसन सबस्ट्रेट वे कार्बनिक पदार्थ हैं जो ऊर्जा मुक्त करने के लिए श्वसन के दौरान ऑक्सीकृत होते हैं।
कार्बोहाइड्रेट पहले ग्लूकोज में टूटते हैं,जो ग्लाइकोलाइसिस में प्रवेश करके पाइरूवेट बनाते हैं,जिसे बाद में एसिटिल Co-$A$ में परिवर्तित किया जाता है।
वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ा जाता है; फैटी एसिड $\beta$-ऑक्सीकरण के माध्यम से एसिटिल Co-$A$ बनाते हैं।
प्रोटीन को अमीनो एसिड में तोड़ा जाता है,जिनका विअमीनीकरण (deamination) होता है और वे क्रेब्स चक्र के विभिन्न मध्यवर्ती पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैं,जिसमें एसिटिल Co-$A$ भी शामिल है।
इसलिए,श्वसन पथ में प्रवेश करने से पहले ये सभी सबस्ट्रेट एसिटिल Co-$A$ में टूट सकते हैं।

(C) अमीनो एसिड के श्वसन पथ में प्रवेश करने और ऊर्जा के लिए ऑक्सीकृत होने से पहले,उनका डीएमिनेशन (deamination) होना आवश्यक है। डीएमिनेशन अमीनो एसिड के अणु से अमीनो समूह $(-NH_2)$ को हटाने की प्रक्रिया है। इसके बाद शेष कार्बन कंकाल को क्रेब्स चक्र के विभिन्न मध्यवर्ती यौगिकों (जैसे पाइरूवेट या एसिटिल-CoA) में परिवर्तित किया जा सकता है ताकि वे कोशिकीय श्वसन में भाग ले सकें।

(C) श्वसन एक उभयपचय (amphibolic) प्रक्रिया है,न कि केवल अपचय। ऊर्जा मुक्त करने के लिए भोजन का ऑक्सीकरण होता है,न कि अपचयन। कवक परपोषी होते हैं और अपना भोजन स्वयं नहीं बना सकते। सही कथन यह है कि श्वसन के दौरान श्वसन क्रियाधारों (respiratory substrates) के बंधों में संचित रासायनिक ऊर्जा टूटती है,जिससे $ATP$ के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है।

(A) श्वसन क्रियाधारों की ऊर्जा मात्रा भिन्न होती है। वसा के ऑक्सीकरण से प्रति इकाई द्रव्यमान सबसे अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है,जो लगभग $9 \ kcal/g$ होती है,जबकि कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन लगभग $4 \ kcal/g$ ऊर्जा प्रदान करते हैं। इसलिए,वसा सबसे अधिक ऊर्जा-सघन श्वसन क्रियाधार है।

(A) श्वसन पथ एक एम्फिबोलिक (उभयधर्मी) पथ है क्योंकि इसमें अपचय और चय दोनों प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। कार्बोहाइड्रेट का विघटन ग्लूकोज में होता है,जो ग्लाइकोलिटिक पथ में प्रवेश करके $Pyruvate$ बनाता है। प्रोटीन का विघटन प्रोटीज एंजाइमों द्वारा अमीनो एसिड में होता है,जो फिर विअमीनीकरण (deamination) के माध्यम से श्वसन पथ में $Pyruvate$ या $Krebs$ चक्र के अन्य मध्यवर्ती घटकों के रूप में प्रवेश करते हैं। इस प्रकार,$Pyruvate$ कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन दोनों के ऑक्सीकरण के लिए एक प्रमुख जंक्शन बिंदु के रूप में कार्य करता है।

(D) वायवीय श्वसन के दौरान,कार्बोहाइड्रेट,प्रोटीन और वसा जैसे सभी प्रमुख खाद्य घटकों को सरल मध्यवर्ती पदार्थों में तोड़ दिया जाता है।
कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज में और फिर पायरुविक एसिड में परिवर्तित किया जाता है,जबकि प्रोटीन को अमीनो एसिड में और वसा को फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में तोड़ा जाता है।
अंततः,ये विविध मार्ग एक बिंदु पर मिलते हैं क्योंकि क्रेब्स चक्र ($TCA$ चक्र) में प्रवेश करने से पहले इन सभी खाद्य पदार्थों को एसिटाइल $CoA$ में परिवर्तित किया जाता है।
इसलिए,एसिटाइल $CoA$ सभी खाद्य पदार्थों के लिए सामान्य चयापचय मध्यवर्ती के रूप में कार्य करता है।