ETS Questions in Gujarati

(C) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, સાયટોક્રોમ (જેમ કે $Cytochrome \, b_6f$) થાઇલેકોઇડ પટલમાં ઇલેક્ટ્રોનના વહનને સરળ બનાવવા માટે હાજર હોય છે.
કોષીય શ્વસનમાં, સાયટોક્રોમ (જેમ કે $Cytochrome \, c, a$ અને $a_3$) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલના આવશ્યક ઘટકો છે.
તેથી, બંને પ્રક્રિયાઓમાં સાયટોક્રોમની જરૂરિયાત રહે છે.

(A) ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ અથવા ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા $(ETC)$ એ પ્રોટીન સંકુલ અને ઈલેક્ટ્રોન વાહકોની એક શ્રેણી છે જે $Inner \text{ } mitochondrial \text{ } membrane$ (અંતઃકણાભસૂત્રીય પટલ) માં આવેલી હોય છે।
આ સંકુલો $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી ઈલેક્ટ્રોનને ઓક્સિજન સુધી પહોંચાડવામાં મદદ કરે છે, જે અંતિમ ઈલેક્ટ્રોન ગ્રાહી છે।
આ પ્રક્રિયા અંતઃકણાભસૂત્રીય પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) ઉત્પન્ન કરે છે, જે $ATP \text{ } synthase$ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે।

(A) કેબ્સચક્ર ($TCA$ ચક્ર) ના એક ચક્ર દરમિયાન, નીચે મુજબના રિડક્શન પામેલા કો-એન્ઝાઇમ ઉત્પન્ન થાય છે:
$1$. $3$ અણુ $NADH + H^+$
$2$. $1$ અણુ $FADH_2$
$3$. $1$ અણુ $GTP$ (જે $1$ $ATP$ ને સમાન છે)
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ દરમિયાન:
- દરેક $NADH + H^+$ $3$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે.
- દરેક $FADH_2$ $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે.
ગણતરી:
- $3$ $NADH \times 3 = 9$ $ATP$
- $1$ $FADH_2 \times 2 = 2$ $ATP$
- $ETS$ દ્વારા કુલ $ATP = 9 + 2 = 11$ $ATP$.
આમ, કેબ્સચક્રના એક ચક્રના મધ્યસ્થીઓ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્રમાં ઉત્પન્ન થતા $ATP$ ના અણુઓની સંખ્યા $11$ છે.

(C) ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈન $(ETC)$ કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલી હોય છે.
$ETC$ ના અંતિમ તબક્કા દરમિયાન,ઉત્સેચક સંકુલ-$IV$ (જેને સાઈટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) ઈલેક્ટ્રોનના વહન માટે જવાબદાર છે.
આ સંકુલમાં સાઈટોક્રોમ $a$ અને $a_3$ તેમજ બે કોપર કેન્દ્રો આવેલા હોય છે.
સાઈટોક્રોમ $a_3$ એ ચોક્કસ ઘટક છે જે સીધા જ આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ ને ઈલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે,જે ત્યારબાદ પ્રોટોન $(H^+)$ સાથે જોડાઈને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.

(A) કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ સંકુલ દ્વારા વહન પામે છે.
સાયટોક્રોમનો સાચો ક્રમ $cyt. b \rightarrow cyt. c_1 \rightarrow cyt. c \rightarrow cyt. a \rightarrow cyt. a_3$ છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો ક્રમ $cyt. b, c, a, a_3$ છે.

(D) સાયટોક્રોમ્સ એ આયર્ન ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેઓ કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા હોય છે અને કોષીય શ્વસનની પ્રક્રિયામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રોનને ઓક્સિજન સુધી પહોંચાડવામાં મદદ કરે છે,જેના પરિણામે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.

(A) પીટર મિશેલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કેમિઓસ્મોટિક સિદ્ધાંત સમજાવે છે કે $ATP$ નું સંશ્લેષણ પટલની આરપાર પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) ના પ્રવાહ દ્વારા થાય છે.
કણાભસૂત્રમાં,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા આધારકમાંથી પ્રોટોનને આંતરપટલ અવકાશમાં પંપ કરે છે,જે અંતઃકણાભસૂત્રીય પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢોળાંશ (વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢોળાંશ) બનાવે છે.
આ ઢોળાંશ સંગ્રહિત સ્થિતિમાન ઊર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
પ્રોટોન $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક સંકુલ દ્વારા પાછા આધારકમાં વહે છે.
પ્રોટોનનો આ પ્રવાહ $ADP$ ના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ બનાવવા માટે જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે.

(A) જારક શ્વસન દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલું હોય છે.
ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ વાહકોની શ્રેણીમાંથી પસાર થાય છે.
આ શૃંખલાના અંતે,અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ છે.
ઓક્સિજન ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન $(H^+)$ સાથે જોડાઈને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે,જે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાને ચાલુ રાખવા અને $ATP$ ના ઉત્પાદન માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પગલું છે.

(C) $ETS$ (ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ) જે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલી હોય છે,તેમાં ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ સંકુલ (complexes) દ્વારા પસાર થાય છે.
આ શૃંખલાના અંતે,અંતિમ વીજાણુગ્રાહક (electron acceptor) તરીકે ઓક્સિજન $(O_2)$ કાર્ય કરે છે.
ઓક્સિજન ઇલેક્ટ્રોનનો સ્વીકાર કરે છે અને પ્રોટોન $(H^+)$ સાથે જોડાઈને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે,જે જારક શ્વસનનું એક મહત્વપૂર્ણ સોપાન છે.

(B) ગ્લુકોઝના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશનમાં ગ્લાયકોલિસિસ,લિંક રિએક્શન,ક્રેબ્સ ચક્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ નો સમાવેશ થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં ચોખ્ખો $2$ $ATP$ અણુઓનો લાભ મળે છે.
ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રતિ ગ્લુકોઝ અણુ દીઠ $2$ $ATP$ (અથવા $GTP$) અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ એ અંતિમ તબક્કો છે જ્યાં ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા મોટાભાગના $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
$ETS$ માં,અગાઉના તબક્કાઓમાં ઉત્પન્ન થયેલા રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ ($NADH$ અને $FADH_2$) ઇલેક્ટ્રોનનું દાન કરે છે,જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવે છે જે $ATP$ સિન્થેઝને લગભગ $28$ થી $30$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રેરે છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દરમિયાન સૌથી વધુ સંખ્યામાં $ATP$ અણુઓનું નિર્માણ થાય છે.

(D) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, સાયટોક્રોમ (જેમ કે $Cyt \, b_6f$) થાઇલેકોઇડ પટલમાં પ્રકાશસંશ્લેષી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના આવશ્યક ઘટકો છે.
શ્વસનમાં, સાયટોક્રોમ (જેમ કે $Cyt \, b, c_1, c, a, a_3$) એ કણાભસૂત્રીય ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમના મહત્વપૂર્ણ ઘટકો છે, જે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ના ઉત્પાદનને સરળ બનાવે છે.
તેથી, સાયટોક્રોમ શ્વસન અને પ્રકાશસંશ્લેષણ બંને માટે જરૂરી છે.

(B) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન (લોહ) ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે કોષીય શ્વસન અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ પ્રોટીનમાં હિમ (heme) સમૂહ હોય છે,જે એક આયર્ન-પોર્ફિરીન સંકુલ છે.
ફાયટોક્રોમ એ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશ સંવેદના માટે જવાબદાર રંજકદ્રવ્ય પ્રોટીન છે,પરંતુ તેમાં આયર્ન-પોર્ફિરીન સંકુલ હોતું નથી.
હરિતદ્રવ્ય (ક્લોરોફિલ) માં મેગ્નેશિયમ-પોર્ફિરીન સંકુલ હોય છે,આયર્ન-પોર્ફિરીન સંકુલ હોતું નથી.

(C) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઘટકોને ઇલેક્ટ્રોનના સ્થળાંતરણને સરળ બનાવવા માટે એક ચોક્કસ ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે. $2$ $e^-$ ના સ્થળાંતરણ માટે (જે $NADH$ અથવા $FADH_2$ ના એક અણુના ઓક્સિડેશનને અનુરૂપ છે),દરેક સાયટોક્રોમ અણુ $1:1$ ના ગુણોત્તરમાં વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. તેથી,$2$ $e^-$ ના સ્થળાંતરણ માટે,સાંકળમાં ભાગ લેવા માટે દરેક સાયટોક્રોમનો માત્ર $1$ અણુ જરૂરી છે.

(B) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન $(Fe)$ ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
સાયટોક્રોમ $a$ માં હિમ સમૂહ હોય છે,જે $Fe$ પોર્ફિરિન રીંગનું બંધારણ છે.
ક્લોરોફિલથી વિપરીત,જેમાં મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ પોર્ફિરિન રીંગ હોય છે,સાયટોક્રોમ રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓને સરળ બનાવવા માટે પોર્ફિરિન બંધારણમાં મધ્યસ્થ ધાતુ આયન તરીકે આયર્ન $(Fe)$ નો ઉપયોગ કરે છે.

(A) કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ માં,ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ વાહકોની શ્રેણી દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહનનો સાચો ક્રમ આ મુજબ છે: $NADH \rightarrow$ સંકુલ $I \rightarrow$ યુબિકવિનોન $\rightarrow$ સંકુલ $III$ $(cyt\ b, cyt\ c_1, cyt\ c)$ $\rightarrow$ સંકુલ $IV$ $(cyt\ a, cyt\ a_3)$ $\rightarrow$ $O_2$.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$cyt\ b, c, a, a_3$ એ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલામાં સાયટોક્રોમ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન વહનનો સાચો ક્રમ દર્શાવે છે.

(A) ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની શ્રેણી દ્વારા $NADH$ અથવા $FADH_2$ માંથી $O_2$ માં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણના પરિણામે $ATP$ નું નિર્માણ થાય છે. આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કણાભસૂત્રના અંદરના પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) બનાવે છે.
પ્રોટોન $(H^+)$ આંતરપટલીય અવકાશમાં (જેને પેરિમાઇટોકોન્ડ્રિયલ અવકાશ અથવા $PMS$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એકઠા થાય છે,જે કણાભસૂત્રના આધારક (matrix) ની સાપેક્ષમાં ઉચ્ચ સાંદ્રતા બનાવે છે.
$F_0-F_1$ કણ ($ATP$ સિન્થેઝ) દ્વારા પ્રોટોનનું ફરીથી આધારકમાં પ્રવેશવું તેને પ્રોટોન ઇફલક્સ કહેવામાં આવે છે.
પ્રોટોનનો આ પ્રવાહ તેમના વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળની દિશામાં વહે છે,જે $ADP$ નું $ATP$ માં રૂપાંતર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડે છે.

(B) કોષીય શ્વસનમાં,જારક શ્વસનની પ્રક્રિયામાં ગ્લાયકોલિસીસ,ક્રેબ્સ ચક્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ નો સમાવેશ થાય છે.
ગ્લાયકોલિસીસ કોષરસમાં થાય છે અને તેમાં ખૂબ ઓછી માત્રામાં $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.
ક્રેબ્સ ચક્ર કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે અને તે ઇલેક્ટ્રોન વાહકો ($NADH$ અને $FADH_2$) સાથે થોડી માત્રામાં $ATP/GTP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ અને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન,જે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે,તે આ ઇલેક્ટ્રોન વાહકોનો ઉપયોગ કરીને મહત્તમ $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.
ક્રેબ્સ ચક્ર એ મુખ્ય ચયાપચયનો માર્ગ છે જે $ETS$ માં મોટા પાયે $ATP$ ઉત્પાદન માટે જરૂરી રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ ($NADH$ અને $FADH_2$) ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી તેને ગ્લાયકોલિસીસ અથવા અજારક પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ધરાવતો સૌથી મહત્વનો તબક્કો માનવામાં આવે છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દરમિયાન,$FADH_2$ નું ઓક્સિડેશન કોમ્પ્લેક્સ-$II$ (સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) પર થાય છે.
$FADH_2$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન યુબિકવિનોન તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,જે કોમ્પ્લેક્સ-$I$ ને બાયપાસ કરે છે.
જ્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન કોમ્પ્લેક્સ-$III$ અને કોમ્પ્લેક્સ-$IV$ માંથી પસાર થાય છે,ત્યારે પ્રોટોન આંતર-પટલીય અવકાશમાં પંપ થાય છે.
$FADH_2$ ના એક અણુના ઓક્સિડેશનથી ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $2$ $ATP$ અણુઓનું સંશ્લેષણ થાય છે.

(A) ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ ચયાપચયનો એક માર્ગ છે જેમાં કોષો પોષક તત્વોના ઓક્સિડેશન માટે ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરે છે,જેનાથી મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓમાં ઇલેક્ટ્રોન દાતા પાસેથી ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન જેવા ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આ રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓ ઉર્જા મુક્ત કરે છે,જેનો ઉપયોગ $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે.

(C) કોષીય શ્વસન દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ કણાભસૂત્રની અંતઃપટલમાં થાય છે.
અહીં,$NADH$ અને $FADH_2$ માંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન $(H^+)$ વિવિધ વાહકો દ્વારા પસાર થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાના અંતે,આ ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન આણ્વિક ઓક્સિજન $(O_2)$ સાથે જોડાય છે.
આમ,$O_2$ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન અને $H_2$ ગ્રાહી તરીકે કાર્ય કરે છે અને પાણી $(H_2O)$ નું નિર્માણ કરે છે.

(B) કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલી ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,અંતિમ તબક્કામાં ઓક્સિજનને ઈલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતરણ થાય છે.
કોમ્પ્લેક્સ $IV$ (સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ) માં સાયટોક્રોમ $a$ અને $a_3$ તેમજ બે કોપર સેન્ટર્સ આવેલા હોય છે.
સાયટોક્રોમ $a_3$ એ વિશિષ્ટ ઘટક છે જે સીધા જ આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_2)$ ને ઈલેક્ટ્રોન આપે છે,જે ત્યારબાદ પ્રોટોન $(H^+)$ સાથે જોડાઈને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.

(B) સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ (ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમનું કોમ્પ્લેક્સ-$IV$) એ એક બહુ-સબ્યુનિટ ઉત્સેચક છે જેમાં આયર્ન $(Fe)$ અને કોપર $(Cu)$ બંનેના કેન્દ્રો આવેલા હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,તેમાં બે હિમ સમૂહો ($a$ અને $a_3$) અને બે કોપર કેન્દ્રો ($Cu_A$ અને $Cu_B$) હોય છે.
આ ધાતુના કેન્દ્રો ઇલેક્ટ્રોનને ઓક્સિજન સુધી પહોંચાડવા માટે અત્યંત આવશ્યક છે,જે માઇટોકોન્ડ્રિયલ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક છે.

(B) સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $IV$) એ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ નો અંતિમ ઉત્સેચક છે જે ઇલેક્ટ્રોનને ઓક્સિજનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે અને તેનું પાણીમાં રિડક્શન કરે છે.
સાયનાઈડ $(CN^-)$ અને એઝાઈડ્સ $(N_3^-)$ સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝના શક્તિશાળી અવરોધકો તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેઓ ઉત્સેચકના હિમ ગ્રુપમાં રહેલા આયર્ન પરમાણુ સાથે જોડાય છે,જે ઓક્સિજનમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણને અટકાવે છે,જેનાથી કોષીય શ્વસન અને $ATP$ નું ઉત્પાદન અટકી જાય છે.

(B) સાયનાઈડ પ્રતિરોધી શ્વસન એ વનસ્પતિઓ,ફૂગ અને કેટલાક બેક્ટેરિયામાં જોવા મળતી એક વિશિષ્ટ ચયાપચયની પથ છે. તેમાં એક વૈકલ્પિક ઓક્સિડેઝ $(AOX)$ ઉત્સેચકનો સમાવેશ થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનમાં સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ પથને બાયપાસ કરે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Brassica$ (રાઈ પરિવારની વનસ્પતિ) સાયનાઈડ પ્રતિરોધી શ્વસન દર્શાવવા માટે જાણીતી છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(D) ઓલ્ટરનેટ ઓક્સિડેઝ $(AOX)$ પથ એ વનસ્પતિઓમાં માઈટોકોન્ડ્રિયલ ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનનો એક ભાગ છે.
તે ઈલેક્ટ્રોનને કોમ્પ્લેક્સ $III$ અને $IV$ ને બાયપાસ કરીને સીધા ઓક્સિજનમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
આ પથ ખાસ કરીને હાઈડ્રોક્સામિક એસિડ દ્વારા અવરોધાય છે.
$SHAM$ (સેલિસિલહાઈડ્રોક્સામિક એસિડ) અને $m-CLAM$ ($m$-ક્લોરોબેન્ઝહાઈડ્રોક્સામિક એસિડ) બંને ઓલ્ટરનેટ ઓક્સિડેઝ ઉત્સેચકના જાણીતા અવરોધકો છે.
તેથી,$(B)$ અને $(C)$ બંને સાચા છે.

(C) સાયનાઈડ $(CN^-)$ એ ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ ના શક્તિશાળી અવરોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે ખાસ કરીને સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝના હિમ $a_3$ માં રહેલા ફેરિક $(Fe^{3+})$ આયન સાથે જોડાય છે.
સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝને કણાભસૂત્રીય ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનમાં સંકુલ-$IV$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ સંકુલ સાથે જોડાઈને,સાયનાઈડ ઓક્સિજનમાં ઈલેક્ટ્રોનના વહનને અટકાવે છે,જેનાથી સમગ્ર ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈન અટકી જાય છે અને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન અવરોધાય છે.

(A) કણાભસૂત્રની ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા $(ETS)$ માં,ઈલેક્ટ્રોન વિવિધ સંકુલ દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$Ubiquinone$ ($UQ$ અથવા $Coenzyme-Q$) એ લિપિડમાં દ્રાવ્ય,નાનો અણુ છે જે કોઈપણ પ્રોટીન સંકુલ સાથે કાયમી ધોરણે જોડાયેલ હોતો નથી.
તે મોબાઈલ ઈલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે જે $Complex-I$ ($NADH$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) અને $Complex-III$ ($Cytochrome-bc_1$ સંકુલ) વચ્ચે,તેમજ $Complex-II$ ($Succinate$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) થી $Complex-III$ સુધી ઈલેક્ટ્રોનનું વહન કરે છે.
તેથી,$UQ$ એ સાચો જવાબ છે.

(A) શ્વસન અને પ્રકાશસંશ્લેષણ બંનેમાં,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણમાં,આ પ્રક્રિયાને ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે,જે હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં થાય છે.
શ્વસનમાં,આ પ્રક્રિયાને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે,જે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે.
બંને પ્રક્રિયાઓ $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકને સક્રિય કરવા માટે પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળનો ઉપયોગ કરે છે,જેના પરિણામે $ATP$ નું ઉત્પાદન થાય છે.

(C) $F_1$ કણો,જેને $F_1$ હેડપીસ અથવા $F_1$ સબયુનિટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલા $F_0-F_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલનો ભાગ છે.
આ કણો પ્રોટોન ઢાળમાંથી મેળવેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે.
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ATP$ બનાવવાની આ પ્રક્રિયાને ઑક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.
તેથી,$F_1$ કણો ઑક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જરૂરી ઘટકો ધરાવે છે.

(B) $F_1$ કણો,જેમને $F_1$ સબયુનિટ્સ અથવા $F_1$ હેડ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલા $F_0-F_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલનો ભાગ છે.
આ કણો $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટેના ઉદ્દીપકીય સ્થાન ધરાવે છે.
આ પ્રક્રિયા,જે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ સાથે જોડાયેલી છે,તેને ઑક્સિડેટિવ ફોસ્ફૉરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.
તેથી,$F_1$ કણો ઑક્સિડેટિવ ફોસ્ફૉરાયલેશન માટે આવશ્યક છે.

(A) કોષીય શ્વસનની પ્રક્રિયામાં,ખાસ કરીને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઘણા ખનીજ તત્ત્વો ઉત્સેચકો અને ઇલેક્ટ્રોન વાહકો માટે આવશ્યક સહકારક (cofactors) તરીકે કાર્ય કરે છે.
આયર્ન $(Fe)$ એ સાયટોક્રોમ અને આયર્ન-સલ્ફર પ્રોટીનનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે,જે ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરણ માટે અત્યંત જરૂરી છે.
કૉપર $(Cu)$ એ સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ (સંકુલ $IV$) નો આવશ્યક ઘટક છે,જે ઓક્સિજનને ઇલેક્ટ્રોનનું અંતિમ સ્થાનાંતરણ કરવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,શ્વસન શૃંખલાના કાર્યક્ષમ સંચાલન માટે આયર્ન અને કૉપર બંને અનિવાર્ય છે.

(D) લોહતત્વ (આયર્ન) એ ઓક્સિજનના વહન અને ઇલેક્ટ્રોન વહન સાથે સંકળાયેલા અનેક જૈવિક અણુઓનો મહત્વનો ઘટક છે.
$1$. હિમોગ્લોબિન એ રક્તકણોમાં રહેલું પ્રોટીન છે જે સમગ્ર શરીરમાં ઓક્સિજનનું વહન કરે છે અને તેના હિમ (heme) સમૂહમાં લોહતત્વ ધરાવે છે.
$2$. માયોગ્લોબિન એ સ્નાયુ પેશીઓમાં જોવા મળતું પ્રોટીન છે જે ઓક્સિજનનો સંગ્રહ કરે છે અને તેમાં પણ લોહતત્વયુક્ત હિમ સમૂહ હોય છે.
$3$. સાયટોક્રોમ એ લોહતત્વયુક્ત હિમોપ્રોટીન છે જે કોષીય શ્વસન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આથી,ત્રણેય સંયોજનોમાં લોહતત્વ હોય છે.

(B) $FAD$ નું પૂરું નામ ફ્લેવિન એડેનીન ડાયન્યુક્લિઓટાઇડ $(Flavin adenine dinucleotide)$ છે.
તે વિવિધ પ્રોટીન સાથે જોડાયેલ એક રેડોક્સ-સક્રિય સહઉત્સેચક $(coenzyme)$ છે, જે ચયાપચયની ઘણી ઉત્સેચકીય પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.
તે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન અને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર $(Krebs cycle)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ શ્વસન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ $(NADH, FADH_2)$ ના ઓક્સિડેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાની મદદથી ઊર્જાસભર $ATP$ અણુઓનું સંશ્લેષણ છે.
આ સંશ્લેષણ માટે જરૂરી ઉત્સેચકને $ATP$ સિન્થેઝ કહેવામાં આવે છે.
તે આંતરિક માઇટોકોન્ડ્રિયલ પટલમાં હાજર $F_0-F_1$ સંકુલ (પ્રાથમિક કણો) ના $F_1$ હેડપીસમાં સ્થિત હોય છે.
$F_1$ કણ $ATP$ સંશ્લેષણ કરવા માટે સક્ષમ છે.
$ATP$ સિન્થેઝ ત્યારે જ $ATP$ નિર્માણમાં સક્રિય થાય છે જ્યારે $F_1$ બાજુની તુલનામાં $F_0$ બાજુ પર $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા વધારે હોય અને પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ રચાય.
આ સાંદ્રતાનો તફાવત માઇટોકોન્ડ્રિયલ પટલ પર વિદ્યુત સ્થિતિમાન બનાવે છે.
પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ અને પટલનું વિદ્યુત સ્થિતિમાન મળીને પ્રોટોન મોટિવ ફોર્સ $(PMF)$ બનાવે છે.
$F_0$ ચેનલ દ્વારા પ્રોટોનનો પ્રવાહ $F_1$ કણને $ATP$ સિન્થેઝ તરીકે કાર્ય કરવા માટે પ્રેરિત કરે છે.
પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટની ઊર્જાનો ઉપયોગ $ADP$ સાથે ઉચ્ચ-ઊર્જા બંધ દ્વારા ફોસ્ફેટ જૂથને જોડવા માટે થાય છે,જેનાથી $ATP$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) સાયટોક્રોમ્સ એ આયર્ન ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
કણાભસૂત્રમાં,$ETC$ એ કણાભસૂત્રની અંદરની પટલ (inner mitochondrial membrane) માં સ્થિત હોય છે,જે ક્રિસ્ટી તરીકે ઓળખાતી રચનાઓમાં ગડી થયેલી હોય છે.
તેથી,સાયટોક્રોમ્સ કણાભસૂત્રના ક્રિસ્ટીમાં જોવા મળે છે.

(C) કોષીય શ્વસનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કણાભસૂત્રના અંતઃ પટલમાં આવેલી હોય છે. જેમ જેમ ઇલેક્ટ્રોન $ETS$ ના વિવિધ સંકુલમાંથી પસાર થાય છે,તેમ ઉર્જા મુક્ત થાય છે અને તેનો ઉપયોગ પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) ને કણાભસૂત્રના આધારકમાંથી આંતરપટલીય અવકાશમાં પંપ કરવા માટે થાય છે. આ અંતઃ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) બનાવે છે,જે $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.

(A) : ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનની કેમિયોસ્મોટિક કપલિંગ પૂર્વધારણા,જે $Peter \ Mitchell$ દ્વારા આપવામાં આવી હતી,તે $ATP$ નિર્માણની પ્રક્રિયા સમજાવે છે અને જણાવે છે કે તે આંતરિક માઇટોકોન્ડ્રિયલ પટલની આરપાર પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટના વિકાસ સાથે જોડાયેલ છે.
$ATP$ સંશ્લેષણ માટે જરૂરી $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક આંતરિક માઇટોકોન્ડ્રિયલ પટલ પર હાજર $F_1$ કણોમાં સ્થિત હોય છે.
આ ઉત્સેચક ત્યારે જ સક્રિય થાય છે જ્યારે $F_1$ બાજુ (મેટ્રિક્સ) ની તુલનામાં $F_0$ બાજુ (આંતર-પટલીય અવકાશ) પર પ્રોટોનની સાંદ્રતા વધુ હોય.
$F_0$ ચેનલ દ્વારા પ્રોટોનનો પ્રવાહ $F_1$ કણને $ATP$ સિન્થેઝ તરીકે કાર્ય કરવા માટે પ્રેરિત કરે છે,અને પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટમાંથી મળેલી ઉર્જા $ADP$ ના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(C) કેમિયોસ્મોટિક ઉત્કલ્પના કણાભસૂત્ર અને હરિતકણમાં $ATP$ સંશ્લેષણની સમજૂતી આપે છે.
આ ઉત્કલ્પના મુજબ,$ATP$ સંશ્લેષણ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ સાથે જોડાયેલું છે.
સંકુલ $V$ ($ATP$ સિન્થેઝ) એ $ATP$ સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર ઉત્સેચક છે.
તે બે મુખ્ય ઘટકો ધરાવે છે: $F_1$ અને $F_0$.
$F_1$ એ પરિઘવર્તી પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે $ATP$ સંશ્લેષણ માટેનું સ્થાન ધરાવે છે,જ્યારે $F_0$ એ અંતર્ગત પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે એક ચેનલ બનાવે છે જેના દ્વારા પ્રોટોન પટલની આરપાર પસાર થાય છે.

(D) માઇટોકોન્ડ્રિયલ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં,સાયટોક્રોમ $C$ એ એક નાનું પ્રોટીન છે જે આંતરિક માઇટોકોન્ડ્રિયલ પટલની બાહ્ય સપાટી સાથે જોડાયેલું હોય છે.
તે એક મોબાઈલ ઇલેક્ટ્રોન કેરિયર તરીકે કાર્ય કરે છે જે કોમ્પ્લેક્સ $III$ (સાયટોક્રોમ $bc_1$ કોમ્પ્લેક્સ) અને કોમ્પ્લેક્સ $IV$ (સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ) વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનનું વહન કરે છે.
અન્ય સાયટોક્રોમ જેવા કે $a$ અને $a_3$ એ કોમ્પ્લેક્સના અભિન્ન ભાગો છે અને તે મોબાઈલ કેરિયર નથી.

(B) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,સંકુલ નીચે મુજબ ગોઠવાયેલા છે:
- સંકુલ $I$: $NADH$ ડિહાઇડ્રોજનેઝ.
- સંકુલ $II$: $Succinate$ ડિહાઇડ્રોજનેઝ.
- સંકુલ $III$: $Cytochrome \, bc_1$ સંકુલ.
- સંકુલ $IV$: $Cytochrome \, c$ ઓક્સિડેઝ.
- સંકુલ $V$: $ATP$ સિન્થેઝ.
તેથી,સંકુલ $III$ એ $Cytochrome \, bc_1$ સંકુલ છે.

(B) કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઇલેક્ટ્રોનના વહન માટે વિવિધ સંકુલ સંકળાયેલા હોય છે.
સંકુલ $I$ એ $NADH$ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ છે.
સંકુલ $II$ એ સક્સિનેટ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ છે.
સંકુલ $III$ એ સાયટોક્રોમ $bc_1$ સંકુલ છે.
સંકુલ $IV$ એ સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ છે.
તેથી,સાયટોક્રોમ $bc_1$ સંકુલ એ સંકુલ $III$ ને અનુરૂપ છે.

(B) વિધાન $(A)$ ખોટું છે કારણ કે પ્રોટોન આંતર-પટલીય અવકાશમાંથી મેટ્રિક્સમાં $F_0$ ચેનલ દ્વારા વહન પામે છે,જે $ATP$ સંશ્લેષણ માટે $F_1$ હેડપીસને સક્રિય કરે છે. પ્રોટોનનું વહન $F_0$ દ્વારા થાય છે.
કારણ $(R)$ ખોટું છે કારણ કે $NADH$ (અથવા $NADPH_2$) નું ઓક્સિડેશન કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા કોમ્પ્લેક્સ-$I$ ($NADH$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) પર થાય છે,$ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકના $F_1$ કણમાં નહીં. $F_1$ મુખ્યત્વે $ADP$ માંથી $ATP$ બનાવવા માટે જવાબદાર છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,સંકુલ $II$ ને સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજીનેઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ સંકુલ સક્સિનેટનું ફ્યુમરેટમાં ઓક્સિડેશન કરે છે અને $FADH_2$ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનને યુબિકવિનોન (ubiquinone) માં સ્થાનાંતરિત કરે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાં સુધારો કરીને,સંકુલ $II$ ની સાચી ઓળખ સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજીનેઝ છે.

(C) $Kreb's$ ચક્ર (જેને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) કણાભસૂત્રના આધારકમાં થાય છે.
તે જ રીતે,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કણાભસૂત્રની અંતઃપટલ પર આવેલી હોય છે.
આ પટલમાં ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જરૂરી પ્રોટીન સંકુલ ($I$ થી $IV$) અને $ATP$ સિન્થેઝ આવેલા હોય છે.
તેથી,$ETS$ પ્રક્રિયાઓ માટેનું સાચું સ્થાન કણાભસૂત્રની અંતઃપટલ છે.

(C) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દ્વારા રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ ($NADH$ અને $FADH_2$) ના ઓક્સિડેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા $ETS$ દ્વારા થતી હોવાથી,તેને સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ અથવા ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(B) $F_0-F_1$ કણ,જેને $ATP$ સિન્થેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દરમિયાન $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે જવાબદાર છે.
કેમિયોસ્મોટિક પૂર્વધારણા મુજબ,આંતરપટલીય અવકાશમાંથી માઇટોકોન્ડ્રિયલ મેટ્રિક્સમાં $F_0$ ચેનલ દ્વારા પ્રોટોન $(H^+)$ ની ગતિ $F_1$ સબયુનિટમાં રચનાત્મક ફેરફારો પ્રેરે છે.
તે સ્થાપિત થયેલ છે કે $F_0-F_1$ સંકુલ દ્વારા $2$ પ્રોટોન $(H^+)$ પસાર થવાથી $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $1$ $ATP$ અણુનું સંશ્લેષણ થાય છે.

(A) $ATPase$ ઉત્સેચક સંકુલ બે મુખ્ય ઘટકો ધરાવે છે: $F_0$ અને $F_1$.
$F_0$ ભાગ એ આંતરિક પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે એક ચેનલ બનાવે છે જેના દ્વારા પ્રોટોન કણાભસૂત્રના આંતરિક પટલમાંથી પસાર થાય છે.
$F_1$ હેડપીસ એ પરિઘવર્તી પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે કણાભસૂત્રના આંતરિક પટલની મેટ્રિક્સ બાજુએ આવેલું છે.
$F_1$ માં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટેનું ઉદ્દીપકીય સ્થાન હોય છે.
આમ,વિધાન $A$ અને $R$ બંને $ATPase$ સંકુલની રચના અને કાર્યનું સચોટ વર્ણન કરે છે,તેથી બંને સાચા છે.

(B) જારક શ્વસન દરમિયાન,$1$ પાયરુવિક એસિડનો અણુ નીચેના તબક્કાઓમાંથી પસાર થાય છે:
$1$. લિંક પ્રતિક્રિયા: $1$ $NADH$ ઉત્પન્ન થાય છે.
$2$. ક્રેબ્સ ચક્ર: $4$ $NADH$,$1$ $FADH_2$ અને $1$ $GTP$ $(ATP)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
દરેક પાયરુવિક એસિડ દીઠ કુલ: $5$ $NADH$ અને $1$ $FADH_2$.
$3$ પાયરુવિક એસિડના અણુઓ માટે: $15$ $NADH$ અને $3$ $FADH_2$.
ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ નો સમાવેશ થાય છે જ્યાં $1$ $NADH$ માંથી $2.5$ $ATP$ અને $1$ $FADH_2$ માંથી $1.5$ $ATP$ મળે છે.
$NADH$ માંથી કુલ $ATP = 15 \times 2.5 = 37.5$.
$FADH_2$ માંથી કુલ $ATP = 3 \times 1.5 = 4.5$.
ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા કુલ $ATP = 37.5 + 4.5 = 42$.

(A) કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઈલેક્ટ્રોનના વહન માટે વિવિધ સંકુલ સંકળાયેલા હોય છે.
સંકુલ $I$ એ $NADH$ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ છે,જે $NADH + H^+$ માંથી ઈલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે.
સંકુલ $II$ એ સક્સિનેટ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ છે (જે $FADH_2$ નો ઉપયોગ કરે છે).
સંકુલ $III$ એ સાયટોક્રોમ $bc_1$ સંકુલ છે.
સંકુલ $IV$ એ સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ છે,જેમાં સાયટોક્રોમ $a$ અને $a_3$ તથા બે કોપર કેન્દ્રો આવેલા હોય છે.
તેથી,સંકુલ $I$ એ $NADH$ ડીહાઈડ્રોજીનેઝ છે અને સંકુલ $IV$ એ સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ છે.