Anaerobic respiration Questions in Hindi

(B) सही उत्तर $B$ है। $Clostridium$ एक अविकल्पी अवायवीय (obligate anaerobe) जीव है,जिसका अर्थ है कि यह केवल ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ही श्वसन कर सकता है और विकसित हो सकता है। हालांकि $Lactobacillus$ जैसे अन्य बैक्टीरिया वैकल्पिक अवायवीय होते हैं,लेकिन $Clostridium$ प्रजातियां सख्ती से अवायवीय जीव हैं जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में किण्वन (fermentation) की प्रक्रिया करती हैं।

(A) प्यूट्रेफैक्शन (सड़न) सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थों,विशेष रूप से प्रोटीन का अवायवीय अपघटन है। यह प्रक्रिया आमतौर पर ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होती है और नाइट्रोजनयुक्त कार्बनिक यौगिकों को सरल पदार्थों में तोड़ देती है,जिससे अक्सर हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$,अमोनिया $(NH_3)$ और विभिन्न एमाइन जैसी दुर्गंधयुक्त गैसें निकलती हैं। इसलिए,इस प्रक्रिया के लिए सही शब्द प्यूट्रेफैक्शन है।

(D) किण्वन एक चयापचय प्रक्रिया है जो एंजाइमों की क्रिया के माध्यम से कार्बनिक पदार्थों में रासायनिक परिवर्तन उत्पन्न करती है।
यह सभी सूक्ष्मजीवों,कवकों या बैक्टीरिया द्वारा की जाने वाली सार्वभौमिक प्रक्रिया नहीं है।
सूक्ष्मजीवों के विशिष्ट समूह,जैसे कि यीस्ट की कुछ प्रजातियां (कवक जैसे $Saccharomyces$ $cerevisiae$) और विभिन्न बैक्टीरिया (जैसे $Lactobacillus$),अवायवीय परिस्थितियों में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किण्वन करने में सक्षम होते हैं।
अतः,किण्वन की प्रक्रिया कुछ कवकों और कुछ बैक्टीरिया द्वारा की जाती है।

(D) कठोर व्यायाम के दौरान,मांसपेशी कोशिकाओं में ऑक्सीजन की मांग आपूर्ति से अधिक हो जाती है। इन अवायवीय स्थितियों में,मांसपेशी कोशिकाएं अवायवीय श्वसन (लैक्टिक एसिड किण्वन) करती हैं। इस प्रक्रिया में,ग्लूकोज पहले ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से पाइरुविक एसिड में टूट जाता है,और फिर लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा पाइरुविक एसिड को लैक्टिक एसिड में अपचयित (reduce) कर दिया जाता है। यह $NAD^+$ के पुनर्जनन की अनुमति देता है ताकि ग्लाइकोलाइसिस जारी रह सके और $ATP$ का उत्पादन हो सके।

(C) पाश्चर प्रभाव ऑक्सीजन द्वारा किण्वन (fermentation) की प्रक्रिया का निषेध है। जब यीस्ट के अवायवीय संवर्धन में ऑक्सीजन मिलाया जाता है,तो ग्लूकोज की खपत की दर काफी कम हो जाती है क्योंकि जीव किण्वन (जो कम कुशल है) से वायवीय श्वसन ($ATP$ उत्पादन के लिए अधिक कुशल) की ओर स्थानांतरित हो जाता है। इस प्रकार,ऑक्सीजन की उपस्थिति किण्वन प्रक्रिया को दबा देती है।

(A) पाइरुविक एसिड का लैक्टिक एसिड में रूपांतरण अवायवीय श्वसन (किण्वन) का एक प्रकार है।
इस प्रक्रिया में,लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा पाइरुविक एसिड का लैक्टिक एसिड में अपचयन (रिडक्शन) होता है।
यह अभिक्रिया ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होती है,क्योंकि इस मार्ग में अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही के रूप में ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है।
इसलिए,इस रूपांतरण के लिए प्राथमिक शर्त ऑक्सीजन की अनुपस्थिति है।

(D) सही उत्तर $D$ है। $Pasteur$ $effect$ (पाश्चर प्रभाव) उस घटना को संदर्भित करता है जिसमें $O_2$ की अनुपस्थिति (अवायवीय स्थितियों) में ग्लाइकोलाइसिस की दर $O_2$ की उपस्थिति (वायवीय स्थितियों) की तुलना में काफी बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अवायवीय स्थितियों में,कोशिका को अपनी ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त $ATP$ का उत्पादन करने हेतु ग्लूकोज के टूटने की दर को बढ़ाना पड़ता है,क्योंकि $TCA$ चक्र और ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन बाधित हो जाते हैं।

(D) सही उत्तर है। अवायवीय श्वसन को पौधों के लिए विषाक्त माना जाता है क्योंकि यह इथेनॉल या लैक्टिक एसिड जैसे विषाक्त अंतिम उत्पादों के संचय का कारण बनता है। इसके अलावा,यह वायवीय श्वसन की तुलना में अपर्याप्त मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करता है,जिससे महत्वपूर्ण चयापचय प्रक्रियाएं रुक सकती हैं और कोशिकाओं को नुकसान हो सकता है।

(C) अवायवीय श्वसन में, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज का अपूर्ण ऑक्सीकरण होता है।
इस प्रक्रिया को, जिसे अक्सर किण्वन (fermentation) कहा जाता है, के परिणामस्वरूप इथेनॉल (अल्कोहल) और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ का उत्पादन होता है।
रासायनिक समीकरण इस प्रकार है: ${C_6}{H_{12}}{O_6} \xrightarrow{} 2{C_2}{H_5}OH + 2C{O_2} + 21 \, \text{kcal}$.

(A) अवायवीय श्वसन (anaerobic respiration) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें जीव ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ऊर्जा उत्पन्न करते हैं।
$\text{यीस्ट}$ (एक कवक) जीव विज्ञान में किण्वन (fermentation) को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे उत्कृष्ट उदाहरण है, जो अवायवीय श्वसन का एक प्रकार है।
हालांकि कुछ पादप ऊतक तनाव की स्थिति में अवायवीय श्वसन कर सकते हैं, लेकिन $\text{यीस्ट}$ वह जीव है जिसे ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में किण्वन करने की क्षमता के लिए सबसे अधिक पहचाना और अध्ययन किया जाता है।

(B) अल्कोहल (इथेनॉल) अवायवीय श्वसन की प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होता है,विशेष रूप से यीस्ट कोशिकाओं में किण्वन (fermentation) नामक प्रक्रिया के माध्यम से।
इस प्रक्रिया में,ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज का अधूरा अपघटन होता है जिससे इथेनॉल,$CO_2$ और थोड़ी मात्रा में ऊर्जा $(ATP)$ उत्पन्न होती है।

(C) अवायवीय श्वसन (लैक्टिक एसिड किण्वन) के दौरान,पाइरुविक एसिड को लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा लैक्टिक एसिड में अपचयित (reduce) किया जाता है।
यह प्रक्रिया ग्लाइकोलाइसिस के दौरान उत्पन्न $NADH + H^+$ का उपयोग करती है।
चूंकि ग्लाइकोलाइसिस में प्रति ग्लूकोज अणु $2\, ATP$ अणुओं का शुद्ध लाभ होता है,और पाइरुविक एसिड का लैक्टिक एसिड में बाद का रूपांतरण कोई अतिरिक्त $ATP$ उत्पन्न नहीं करता है,इसलिए प्रति ग्लूकोज अणु शुद्ध लाभ $2\, ATP$ अणु ही रहता है।
अतः,इस प्रक्रिया में $2\, ATP$ अणुओं का लाभ होता है।

(C) किण्वन अवायवीय श्वसन का एक प्रकार है जो यीस्ट जैसे सूक्ष्मजीवों में होता है।
इस प्रक्रिया में, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में शर्करा (जैसे ग्लूकोज) का अधूरा ऑक्सीकरण होता है।
अल्कोहलिक किण्वन के लिए रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + \text{Energy}$.
अतः, अंतिम उत्पाद अल्कोहल (इथेनॉल) और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ हैं।

(A) किण्वन अवायवीय श्वसन का एक प्रकार है जिसमें ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक यौगिकों का अपघटन होता है।
इसमें कार्बोहाइड्रेट (जैसे ग्लूकोज) का इथेनॉल या लैक्टिक एसिड जैसे उत्पादों में अधूरा ऑक्सीकरण होता है।
किण्वन अवायवीय श्वसन का ही एक रूप है,इसलिए विकल्प $A$ सही उत्तर है।

(C) पायरुविक एसिड का एथिल अल्कोहल में रूपांतरण यीस्ट में अवायवीय श्वसन (किण्वन) के दौरान होता है।
चरण $1$: पायरुविक एसिड को $Pyruvate \ decarboxylase$ एंजाइम द्वारा एसेटाल्डिहाइड में परिवर्तित किया जाता है,जिसमें $CO_2$ मुक्त होती है।
चरण $2$: इसके बाद एसेटाल्डिहाइड को $Alcohol \ dehydrogenase$ एंजाइम द्वारा एथिल अल्कोहल में अपचयित (reduce) किया जाता है,जिसमें $NADH + H^+$ का उपयोग अपचायक के रूप में होता है।
अतः,इस प्रक्रिया में डीकार्बोक्सिलेज और डीहाइड्रोजिनेज दोनों एंजाइम शामिल होते हैं।

(B) यीस्ट में अवायवीय श्वसन के दौरान,ग्लूकोज का किण्वन (fermentation) होता है जिससे इथेनॉल $(C_2H_5OH)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और थोड़ी मात्रा में ऊर्जा $(ATP)$ उत्पन्न होती है।
इस प्रक्रिया का रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2ATP$.

(B) किण्वन एक अवायवीय प्रक्रिया है जिसमें ग्लूकोज का अपूर्ण विखंडन होकर इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड बनता है।
अल्कोहलिक किण्वन के लिए रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 18 \, kcal$।
विकल्प $A$ वायवीय श्वसन को दर्शाता है।
विकल्प $C$ और $D$ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को दर्शाते हैं।

(B) अवायवीय श्वसन में केवल ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया होती है। ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज को पाइरूवेट में तोड़ने की प्रक्रिया है,जो कोशिका के कोशिकाद्रव्य में होती है। चूंकि अवायवीय श्वसन में क्रेब्स चक्र या इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला शामिल नहीं होती है,इसलिए इसमें माइटोकॉन्ड्रिया की आवश्यकता नहीं होती है।

(A) एनाबॉलिक प्रक्रियाएं,जैसे कि सरल अणुओं से जटिल अणुओं का संश्लेषण,रासायनिक बंध बनाने के लिए ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता होती है।
चूंकि ये प्रक्रियाएं ऊर्जा का उपभोग करती हैं,इसलिए इन्हें ऊर्जाग्राही (endergonic) प्रतिक्रियाओं के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
बैक्टीरिया में अवायवीय संश्लेषण में ऑक्सीजन के उपयोग के बिना कोशिकीय घटकों का निर्माण होता है,जो एक ऊर्जा-उपभोग करने वाली (endergonic) प्रक्रिया है।

(C) अवायवीय श्वसन,जिसे किण्वन (fermentation) के रूप में भी जाना जाता है,ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है।
यीस्ट कोशिकाओं में,पाइरुविक एसिड को अल्कोहलिक किण्वन की प्रक्रिया के माध्यम से एथिल अल्कोहल $(C_2H_5OH)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ में परिवर्तित किया जाता है।
इसलिए,यीस्ट में अवायवीय श्वसन के अंतिम उत्पाद एथिल अल्कोहल और $CO_2$ हैं।

(C) अवायवीय श्वसन कोशिकीय श्वसन का एक प्रकार है जो $O_2$ की अनुपस्थिति में होता है।
इस प्रक्रिया में,ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ग्लूकोज का अपूर्ण ऑक्सीकरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप इथेनॉल और $CO_2$ (यीस्ट में) या लैक्टिक एसिड जैसे अंतिम उत्पाद बनते हैं।
चूंकि $O_2$ की आवश्यकता नहीं होती है,इसलिए इसे अंदर नहीं लिया जाता है,और चयापचय पथ के उप-उत्पाद के रूप में $CO_2$ मुक्त होती है।
अतः,सही कथन यह है कि कार्बन डाइऑक्साइड बाहर निकाली जाती है।

(B) अवायवीय श्वसन का अध्ययन और रिपोर्ट सबसे पहले कोस्टिचेव द्वारा $1902$ में किया गया था।
इस प्रक्रिया में यीस्ट जैसे जीवों में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज का विघटन होता है,जिससे ऊर्जा,इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न होते हैं।

(B) अवायवीय श्वसन (जैसे कि अल्कोहलिक किण्वन) के दौरान,ग्लूकोज का आंशिक रूप से इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटन होता है।
ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में,$2$ अणु $ATP$ शुद्ध लाभ के रूप में उत्पन्न होते हैं।
चूंकि किण्वन के चरणों के दौरान आगे कोई $ATP$ उत्पन्न नहीं होता है,इसलिए ग्लूकोज के प्रति अणु ऊर्जा का कुल शुद्ध लाभ $2$ अणु $ATP$ ही रहता है।

(B) सही उत्तर $B$ है। यीस्ट किण्वन में, एंजाइमी प्रतिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$1$. ${C_{12}}{H_{22}}{O_{11}} + {H_2}O \xrightarrow{\text{Invertase}} {C_6}{H_{12}}{O_6} (\text{ग्लूकोज}) + {C_6}{H_{12}}{O_6} (\text{फ्रुक्टोज})$
$2$. ${C_6}{H_{12}}{O_6} \xrightarrow{\text{Zymase}} 2{C_2}{H_5}OH + 2C{O_2} + 21 \text{ kcal energy}$
यद्यपि यीस्ट सुक्रोज को ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में तोड़ने के लिए इनवर्टेज स्रावित करता है, लेकिन वास्तविक किण्वन प्रक्रिया (ग्लूकोज का इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में रूपांतरण) जाइमेज नामक एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित होती है।

(B) यीस्ट द्वारा ग्लूकोज का किण्वन एक अवायवीय श्वसन (anaerobic respiration) की प्रक्रिया है।
इस प्रक्रिया में,यीस्ट कोशिकाएं ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ को एथिल अल्कोहल $(C_2H_5OH)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ में तोड़ देती हैं।
इसका रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2ATP$.
अतः,दिए गए विकल्पों में से $C_2H_5OH$ (एथिल अल्कोहल) सही उत्पाद है।

(C) अवायवीय श्वसन कोशिकीय श्वसन का एक प्रकार है जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है।
इस प्रक्रिया में,ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ का अपूर्ण विखंडन होकर इथेनॉल $(C_2H_5OH)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ बनते हैं,जिससे थोड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है।
अल्कोहलिक किण्वन (अवायवीय श्वसन का एक प्रकार) के लिए रासायनिक समीकरण: $C_6H_{12}O_6 \to 2C_2H_5OH + 2CO_2 + \text{energy}$ है।
विकल्प $C$ इस प्रक्रिया को सही ढंग से दर्शाता है।

(D) अवायवीय श्वसन या किण्वन एक चयापचय प्रक्रिया है जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में शर्करा को एसिड,गैसों या अल्कोहल में परिवर्तित करती है।
यीस्ट में,किण्वन के परिणामस्वरूप इथेनॉल $(C_2H_5OH)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ का उत्पादन होता है।
कुछ बैक्टीरिया और जानवरों की मांसपेशियों की कोशिकाओं में,किण्वन के परिणामस्वरूप लैक्टिक एसिड $(C_3H_6O_3)$ का उत्पादन होता है।
इसलिए,किण्वन के उत्पादों में अल्कोहल,लैक्टिक एसिड और समान कार्बनिक यौगिक शामिल हैं।

(D) ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में,ग्लाइकोलाइसिस के दौरान उत्पन्न पाइरुविक एसिड एक अवायवीय प्रक्रिया के माध्यम से आगे टूटता है जिसे किण्वन कहा जाता है।
$1$. ग्लाइकोलाइसिस कोशिका द्रव्य में होता है और पाइरुविक एसिड का उत्पादन करता है।
$2$. अवायवीय परिस्थितियों में (जैसे यीस्ट या मांसपेशियों की कोशिकाओं में),यह पाइरुविक एसिड क्रमशः इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड या लैक्टिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है।
$3$. इस पूरी प्रक्रिया को सामूहिक रूप से किण्वन कहा जाता है,जो ग्लाइकोलाइसिस को जारी रखने के लिए आवश्यक $NAD^+$ के पुनर्जनन की अनुमति देता है।

(C) यीस्ट ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज को तोड़ने के लिए अवायवीय श्वसन (किण्वन) करता है।
इस प्रक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + \text{Energy}$।
समीकरण में दिखाए अनुसार, प्राप्त उत्पाद एथेनॉल $(C_2H_5OH)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ हैं।

(D) $O_2$ की अनुपस्थिति में होने वाली श्वसन प्रक्रिया को अवायवीय श्वसन या किण्वन (fermentation) कहा जाता है।
$Saccharomyces$ (यीस्ट) एक वैकल्पिक अवायवीय जीव है,जिसका अर्थ है कि यह $O_2$ की अनुपस्थिति में इथेनॉल और $CO_2$ का उत्पादन करने के लिए किण्वन कर सकता है।
क्लोरेला एक शैवाल है,जबकि सोलेनम और सैकेरम पौधे हैं,जो सभी अनिवार्य वायवीय जीव हैं और उन्हें श्वसन के लिए $O_2$ की आवश्यकता होती है।

(A) सायनाइड एक घातक जहर है जो इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ के साइटोक्रोम ऑक्सीडेज एंजाइम की गतिविधि को बाधित करता है।
वायवीय श्वसन में,$ATP$ के उत्पादन के लिए $ETC$ आवश्यक है। चूंकि सायनाइड इस श्रृंखला को अवरुद्ध करता है,इसलिए वायवीय श्वसन बाधित हो जाता है।
इसके विपरीत,अवायवीय श्वसन (किण्वन) में $ETC$ या साइटोक्रोम ऑक्सीडेज शामिल नहीं होता है। इसलिए,इसे सायनाइड प्रतिरोधी पथ माना जाता है।

(A) सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक यौगिकों का अल्कोहल या लैक्टिक एसिड जैसे सरल पदार्थों में रूपांतरण किण्वन (Fermentation) कहलाता है।
विशेष रूप से,यीस्ट जैसे कुछ सूक्ष्मजीवों में,पाइरुविक एसिड को इथेनॉल और $CO_2$ में परिवर्तित किया जाता है।
यद्यपि लैक्टिक एसिड किण्वन लैक्टिक एसिड का उत्पादन करता है,लेकिन अल्कोहल जैसे उत्पादों में सबस्ट्रेट्स के अवायवीय अपघटन से जुड़ी व्यापक जैव रासायनिक प्रक्रिया को किण्वन के अंतर्गत वर्गीकृत किया गया है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
एक्सटिंक्शन पॉइंट (विलुप्ति बिंदु) ऑक्सीजन की वह विशिष्ट सांद्रता है जिस पर अवायवीय श्वसन की दर शून्य हो जाती है और वायवीय श्वसन की दर इष्टतम (optimum) होती है।
इस बिंदु पर,$RQ$ (श्वसन गुणांक) का मान इकाई $(1.0)$ तक पहुँच जाता है।
अधिकांश पादप ऊतकों के लिए,यह एक्सटिंक्शन पॉइंट लगभग $2\%\, O_2$ की सांद्रता पर होता है।

(A) किण्वन एक अवायवीय प्रक्रिया है जिसमें यीस्ट जैसे सूक्ष्मजीव शर्करा (विशेष रूप से ग्लूकोज) को इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड में तोड़ते हैं।
इस प्रक्रिया में रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + \text{Energy}$.
अतः, अल्कोहल शर्करा से बनता है।

(A) अल्कोहलिक किण्वन (fermentation) की प्रक्रिया में,पाइरुविक एसिड का सबसे पहले पाइरुविक एसिड डीकार्बोक्सिलेज एंजाइम और को-फैक्टर $TPP$ (थायमिन पाइरोफॉस्फेट) की उपस्थिति में एसिटाल्डिहाइड और $CO_2$ में डीकार्बोक्सिलेशन होता है।
इसके बाद,एसिटाल्डिहाइड को अल्कोहल डीहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा $NADH + H^+$ का उपयोग करके एथिल अल्कोहल में अपचयित (reduce) किया जाता है।
चूंकि प्रश्न विशेष रूप से $TPP$ और कार्बोक्सिलेज की उपस्थिति में पाइरुविक एसिड के परिवर्तन का उल्लेख करता है,इसलिए इसके तत्काल उत्पाद एसिटाल्डिहाइड और $CO_2$ हैं।

(B) किण्वन एक अवायवीय प्रक्रिया है जिसमें यीस्ट जैसे सूक्ष्मजीव ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में शर्करा का विघटन करते हैं。
अल्कोहलिक किण्वन में, रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + \text{Energy}$.
समीकरण में दिखाए अनुसार, उप-उत्पाद के रूप में $CO_2$ गैस निकलती है。
जब यह प्रक्रिया एक बंद पात्र में होती है, तो $CO_2$ गैस के जमा होने से पात्र के भीतर गैस का दबाव बढ़ जाता है。

(B) अल्कोहल किण्वन में,ग्लूकोज का ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से $2$ अणुओं पाइरुविक एसिड में अपघटन होता है,जिससे $NADH + H^+$ उत्पन्न होता है।
बाद के चरणों में,पाइरुविक एसिड को एसीटैल्डिहाइड में परिवर्तित किया जाता है,जो अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।
एसीटैल्डिहाइड $NADH + H^+$ (जो ट्रायोज़ फॉस्फेट के ऑक्सीकरण से उत्पन्न होता है) से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करके इथेनॉल में अपचयित (reduce) हो जाता है।
इसलिए,ट्रायोज़ फॉस्फेट इलेक्ट्रॉन दाता (अप्रत्यक्ष रूप से $NADH$ के माध्यम से) के रूप में और एसीटैल्डिहाइड इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

(C) अवायवीय श्वसन (किण्वन) में,ग्लूकोज का एक अणु ग्लाइकोलाइसिस से गुजरकर $2$ $ATP$ अणुओं का शुद्ध लाभ देता है।
अवायवीय परिस्थितियों में $38$ $ATP$ अणु उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ग्लूकोज के अणुओं की संख्या की गणना इस प्रकार की जाती है:
$\text{ग्लूकोज के अणुओं की संख्या} = \frac{\text{कुल आवश्यक ATP}}{\text{प्रति ग्लूकोज उत्पन्न ATP}} = \frac{38}{2} = 19$.
अतः,$19$ ग्लूकोज अणुओं की आवश्यकता होती है।

(C) जंतुओं में,तीव्र शारीरिक गतिविधि के दौरान जब पेशी कोशिकाओं में ऑक्सीजन की आपूर्ति अपर्याप्त होती है,तब अवायवीय श्वसन होता है। इस प्रक्रिया में,ग्लूकोज का अपूर्ण विखंडन होकर लैक्टिक अम्ल बनता है और थोड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है। अतः,सही उत्पाद लैक्टिक अम्ल है।

(B) पृथ्वी का आदिम वातावरण अपचायक (reducing) था और इसमें मुक्त आणविक ऑक्सीजन $(O_2)$ का अभाव था।
इसलिए,सबसे पहले जीवित जीवों को कार्बनिक अणुओं से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अवायवीय श्वसन पर निर्भर रहना पड़ा।
वायवीय श्वसन का विकास बहुत बाद में साइनोबैक्टीरिया जैसे प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधि के कारण वातावरण में ऑक्सीजन के संचय के बाद हुआ।

(D) अवायवीय श्वसन वह प्रक्रिया है जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होती है।
$Glycolysis$ (जिसे $EMP$ पथ के रूप में भी जाना जाता है) वायवीय और अवायवीय दोनों प्रकार के श्वसन का पहला चरण है।
शुगर एसिड किण्वन अवायवीय प्रक्रिया का एक प्रकार है।
$CA$ चक्र,जिसे $Citric$ $Acid$ चक्र या $Krebs$ चक्र के रूप में भी जाना जाता है,केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में होता है।
इसलिए,$CA$ चक्र अवायवीय श्वसन पर लागू नहीं होता है।

(D) अवायवीय श्वसन कोशिकीय श्वसन का एक प्रकार है जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है।
इस प्रक्रिया के दौरान,ग्लूकोज का अधूरा ऑक्सीकरण होता है जिससे ऊर्जा,इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड (यीस्ट में) या लैक्टिक एसिड (मांसपेशियों की कोशिकाओं में) का उत्पादन होता है।
चूंकि कार्बन डाइऑक्साइड इस चयापचय पथ का एक उप-उत्पाद है,इसलिए इसे जीव द्वारा बाहर निकाला जाता है।

(C) ऑक्सीजन ऋण का तात्पर्य उस अतिरिक्त ऑक्सीजन से है जो तीव्र व्यायाम के बाद शरीर को चयापचय स्थितियों को सामान्य करने के लिए आवश्यक होती है।
तीव्र व्यायाम के दौरान,$ATP$ की मांग वायवीय श्वसन की दर से अधिक हो जाती है,जिससे मांसपेशियों में अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस होता है,जो लैक्टिक एसिड उत्पन्न करता है।
व्यायाम के बाद,इस संचित लैक्टिक एसिड को यकृत (liver) तक ले जाना पड़ता है,जहाँ इसे वापस ग्लूकोज या ग्लाइकोजन में परिवर्तित किया जाता है,एक ऐसी प्रक्रिया जिसके लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
इसलिए,ऑक्सीजन ऋण का संचय इस बात का प्रमाण है कि अवायवीय गतिविधि के दौरान उत्पन्न लैक्टिक एसिड को ऑक्सीजन की उपस्थिति में वापस ग्लाइकोजन में परिवर्तित किया जा सकता है।

(A) अवायवीय श्वसन में,पाइरुवेट दो प्रकार के अपूर्ण अपचयन (reduction) से गुजरता है।
एक मामले में,यह एथिल अल्कोहल के उत्पादन में परिणत होता है (यीस्ट में)।
दूसरे मामले में,यह लैक्टिक एसिड उत्पन्न करता है (मांसपेशियों की कोशिकाओं में)।
अतः,मांसपेशियों की कोशिकाओं में,पाइरुविक एसिड का लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा लैक्टिक एसिड में अपचयन हो जाता है।

(A) अवायवीय श्वसन (किण्वन) के दौरान,ग्लूकोज कोशिकाद्रव्य में ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया से गुजरता है।
ग्लाइकोलाइसिस में प्रति ग्लूकोज अणु $2$ $ATP$ अणुओं का शुद्ध लाभ होता है।
ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में पाइरूवेट का आगे कोई ऑक्सीकरण नहीं होता है,इसलिए कोई अतिरिक्त $ATP$ उत्पन्न नहीं होता है।
अतः,अवायवीय श्वसन में $ATP$ अणुओं का शुद्ध लाभ $2$ है।

(D) कठोर व्यायाम के दौरान,मांसपेशियों की कोशिकाओं में $ATP$ की मांग काफी बढ़ जाती है।
जब ऑक्सीजन की आपूर्ति वायवीय श्वसन के माध्यम से इस मांग को पूरा करने के लिए अपर्याप्त होती है,तो मांसपेशी कोशिकाएं अवायवीय श्वसन की ओर रुख करती हैं।
इस प्रक्रिया में,ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से उत्पादित पाइरुविक एसिड को लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा लैक्टिक एसिड में अपचयित (reduce) किया जाता है।
यह $NADH$ से $NAD^+$ के पुनरुद्धार की अनुमति देता है,जिससे ग्लाइकोलाइसिस जारी रह सकता है और काम कर रही मांसपेशियों को थोड़ी मात्रा में $ATP$ प्रदान किया जा सकता है।

(D) सही उत्तर $D$ है।
फीताकृमि (जैसे $Taenia$ $solium$) अंतःपरजीवी होते हैं जो पोषक के आंत में रहते हैं।
इस वातावरण में ऑक्सीजन या तो अनुपस्थित होती है या बहुत कम सांद्रता में उपलब्ध होती है।
इसलिए,फीताकृमि ने ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अवायवीय श्वसन (एनोक्सीबायोसिस) करने की क्षमता विकसित कर ली है।

(B) गहन व्यायाम के दौरान,मांसपेशियों द्वारा $O_2$ की मांग उस दर से अधिक हो जाती है जिस पर इसे श्वसन और संचार प्रणालियों द्वारा आपूर्ति की जा सकती है।
इस ऊर्जा मांग को पूरा करने के लिए,मांसपेशियां अवायवीय श्वसन करती हैं,जिससे लैक्टिक एसिड का संचय होता है।
व्यायाम के बाद,शरीर जमा हुए लैक्टिक एसिड को मेटाबोलाइज करने और ऊर्जा भंडार ($ATP$ और क्रिएटिन फॉस्फेट) को बहाल करने के लिए अतिरिक्त $O_2$ का उपभोग करना जारी रखता है।
विश्राम की स्थिति में लौटने के लिए शरीर को आवश्यक $O_2$ की इस अतिरिक्त मात्रा को $O_2$ ऋण ($O_2$ debt) के रूप में जाना जाता है।

(A) शर्करा किण्वन (sugar fermentation) की प्रक्रिया अवायवीय श्वसन का एक प्रकार है।
अवायवीय श्वसन में,ग्लूकोज का अपूर्ण अपघटन होकर लैक्टिक एसिड (कुछ बैक्टीरिया और मांसपेशियों के तंतुओं में) या एथिल अल्कोहल और $CO_2$ (यीस्ट कोशिकाओं में) बनता है।
यह जैव रासायनिक मार्ग रासायनिक रूप से शर्करा में देखी जाने वाली किण्वन प्रक्रिया के समान है।

(B) एक पूर्ण स्प्रिंट के दौरान,शरीर मुख्य रूप से अवायवीय श्वसन पर निर्भर करता है क्योंकि $ATP$ की मांग उस दर से अधिक होती है जिस पर वायवीय श्वसन इसे प्रदान कर सकता है।
इसके परिणामस्वरूप अवायवीय मार्ग के माध्यम से ग्लूकोज का तेजी से लैक्टिक एसिड में टूटना होता है।
मांसपेशियों के तंतुओं में लैक्टिक एसिड का जमाव $pH$ में कमी का कारण बनता है,जो मांसपेशियों के संकुचन में बाधा डालता है और मांसपेशियों की थकान का कारण बनता है।
परिणामस्वरूप,शरीर इतनी उच्च तीव्रता वाली गतिविधि को लगभग $40$ सेकंड से अधिक समय तक जारी नहीं रख सकता है।