ETS Questions in Gujarati

(B) કોષીય શ્વસનની 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.
આથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો ક્રમ $Cyt$ $b, c, a, a_3$ છે.

(C) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દરમિયાન $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં,ખાસ કરીને ક્રિસ્ટી (અંદરના પટલના ગડીઓ) માં થાય છે.
$ETS$ અને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જરૂરી ઉત્સેચકો અને ઇલેક્ટ્રોન વાહકો કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
તેથી,સાચું સ્થાન કણાભસૂત્રના ક્રિસ્ટી છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલી હોય છે.
આ ઉત્સેચકો,જે સંકુલ ($I$ થી $IV$) અને $ATP$ સિન્થેઝ ($Complex$ $V$) માં ગોઠવાયેલા હોય છે,તે અંતઃપટલમાં જડિત હોય છે જેથી ઇલેક્ટ્રોનનું વહન અને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ સરળતાથી થઈ શકે.

(B) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન $(Fe)$ ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેમાં હિમ ગ્રુપ હોય છે,જે એક પોરફાયરીન વલય છે જેમાં મધ્યમાં આયર્ન $(Fe)$ પરમાણુ આવેલો હોય છે.
આ પ્રોટીન કોષીય શ્વસન અને પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.
તેથી,તેમને $Fe$ યુક્ત પોરફાયરીન રંજકદ્રવ્ય તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણ (ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન) અને શ્વસન (ઑક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન) બંનેમાં,$ATP$ નું સંશ્લેષણ ઇલેક્ટ્રૉન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ દ્વારા ઇલેક્ટ્રૉન્સના વહનથી થાય છે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રૉન્સ વિવિધ વાહકો (જેમ કે સાયટોક્રોમ્સ અથવા ફેરેડોક્સિન) દ્વારા ઉચ્ચ ઊર્જા સ્તરથી નિમ્ન ઊર્જા સ્તર તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે તેઓ ઊર્જા મુક્ત કરે છે.
આ મુક્ત થયેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રોટોન્સ $(H^+)$ ને પટલની આરપાર પંપ કરવા માટે થાય છે,જેનાથી પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) સર્જાય છે.
આ પ્રોટોન ઢાળનું $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા વિસર્જન થવાથી $ADP$ નું $ATP$ માં રૂપાંતર કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા મળે છે.
તેથી,$ATP$ સંશ્લેષણ માટેની ઊર્જા ઇલેક્ટ્રૉન્સની ગતિમાંથી પ્રાપ્ત થાય છે.

(D) જારક શ્વસનની ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા $(ETS)$ માં,અંતિમ સંકુલ એ સંકુલ $IV$ છે,જેને સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
આ સંકુલમાં સાયટોક્રોમ $a$ અને $a_3$ તેમજ બે કોપર કેન્દ્રો આવેલા હોય છે.
સાયટોક્રોમ $a_3$ એ અંતિમ ઘટક છે જે ઇલેક્ટ્રોનને સીધા જ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક,એટલે કે ઑક્સિજન $(O_2)$ ને આપે છે,જેથી પાણી $(H_2O)$ બને છે.

(B) ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરાયલેશન 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 કોષીય શ્વસન દરમિયાન કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે.
તેનાથી વિપરીત,ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન હરિતકણમાં $ATP$ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા છે.
તેથી,ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરાયલેશન ખાસ કરીને શ્વસન દરમિયાન $ATP$ ના ઉત્પાદન સાથે સંકળાયેલું છે.

(A) જારક શ્વસનમાં,ગ્લુકોઝના એક અણુના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશનથી $38$ $ATP$ અણુઓ પ્રાપ્ત થાય છે.
તેમાંથી $4$ $ATP$ સબસ્ટ્રેટ-સ્તરના ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (બે ગ્લાયકોલિસિસમાંથી અને બે ક્રેબ્સ ચક્રમાંથી).
બાકીના $32$ $ATP$ અણુઓ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ અથવા શ્વસન શૃંખલા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જ્યાં $NADH$ અને $FADH_2$ નું ઓક્સિડેશન થઈને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ બને છે.

(B) સાયનાઈડ એ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ નું શક્તિશાળી અવરોધક છે,જે ખાસ કરીને સાયટોક્રોમ c ઓક્સિડેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $IV$) સાથે જોડાય છે.
આ અવરોધ જારક શ્વસનના અંતિમ તબક્કાને અટકાવે છે,જેમાં ઓક્સિજનનું પાણીમાં રિડક્શન થાય છે.
પરિણામે,કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ પર પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ જાળવી શકાતું નથી અને $ATP$ નું સંશ્લેષણ અટકી જાય છે.
$ATP$ એ $Na^+ - K^+$ પમ્પ દ્વારા આયનોના સક્રિય વહન સહિતની મહત્વપૂર્ણ કોષીય પ્રક્રિયાઓ માટે આવશ્યક હોવાથી,$ATP$ ના ઉત્પાદનનો અભાવ કોષના મૃત્યુ અને ઝેરી અસર તરફ દોરી જાય છે.

(D) ઑક્સિડેટિવ ફૉસ્ફોરાયલેશન એ ચયાપચયનો એક માર્ગ છે જેમાં કોષો પોષક તત્વોના ઑક્સિડેશન માટે ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરે છે,જેનાથી મુક્ત થતી ઊર્જા $ATP$ ના ઉત્પાદન માટે વપરાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી ઑક્સિજન તરફ ઇલેક્ટ્રોનના વહનને સરળ બનાવે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન વહન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રોટોનને કણાભસૂત્રના અંદરના પટલની આરપાર પંપ કરવા માટે થાય છે,જે એક વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળ (electrochemical gradient) બનાવે છે.
અંતે,$ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક આ ઢાળનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ નું $ATP$ માં ફૉસ્ફોરાયલેશન કરે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયાની અંતિમ નીપજ $ATP$ છે.

(D) ગ્લુકોઝના સંપૂર્ણ ઑક્સિડેશનમાં વિવિધ તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે: ગ્લાયકોલિસીસ,લિંક રિએક્શન,ક્રેબ્સ ચક્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$.
$1$. ગ્લાયકોલિસીસમાં ચોખ્ખો $2 \ ATP$ અણુનો લાભ મળે છે.
$2$. ક્રેબ્સ ચક્રમાં પ્રતિ ગ્લુકોઝ અણુ દીઠ $2 \ GTP$ (જે $2 \ ATP$ ની સમકક્ષ છે) ઉત્પન્ન થાય છે.
$3$. ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ એ અંતિમ તબક્કો છે જ્યાં ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા મોટાભાગના $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
$4$. $ETC$ દરમિયાન,$NADH$ અને $FADH_2$ નું ઑક્સિડેશન પ્રોટોન પંપ કરવા માટે ઊર્જા પૂરી પાડે છે,જે એક ઢાળ બનાવે છે જે $ATP$ સિન્થેઝને પ્રતિ ગ્લુકોઝ અણુ આશરે $28$ થી $30 \ ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રેરે છે.
તેથી,$ATP$ ના અણુઓનું મહત્તમ નિર્માણ $ETC$ દરમિયાન થાય છે.

(C) પીટર મિશેલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કેમીઑસ્મોટિક કપલિંગ અધિતર્ક સમજાવે છે કે કણાભસૂત્રમાં $ATP$ નું સંશ્લેષણ પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) ના વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળને કારણે થાય છે.
$1$. ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દરમિયાન,પ્રોટોનને કણાભસૂત્રીય મેટ્રિક્સમાંથી આંતરપટલીય અવકાશમાં પંપ કરવામાં આવે છે.
$2$. આનાથી મેટ્રિક્સની સરખામણીમાં આંતરપટલીય અવકાશમાં પ્રોટોનની સાંદ્રતા વધે છે,જે કણાભસૂત્રીય અંતઃપટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (અથવા પ્રોટોન-મોટિવ ફોર્સ) સ્થાપિત કરે છે.
$3$. પ્રોટોન $F_0-F_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલ દ્વારા પાછા મેટ્રિક્સમાં વહે છે.
$4$. પ્રોટોનનો આ પ્રવાહ $ADP$ ના ફૉસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ બનાવવા માટે જરૂરી ઊર્જા પૂરી પાડે છે.

(B) ઓક્સિડેટીવ ફૉસ્ફોરાયલેશન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈન $(ETC)$ દરમિયાન મુક્ત થતી શક્તિનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ અને અકાર્બનિક ફૉસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,પદાર્થો (જેમ કે $NADH$ અને $FADH_2$) માંથી ઈલેક્ટ્રોન દૂર થાય છે અને ઈલેક્ટ્રોન વાહકોની શ્રેણી દ્વારા ઓક્સિજન સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
આ ઈલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરણ દરમિયાન મુક્ત થતી શક્તિનો ઉપયોગ પ્રોટોનને કણાભસૂત્રના અંદરના પટલની આરપાર પંપ કરવા માટે થાય છે,જેનાથી પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) સર્જાય છે.
$ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા પ્રોટોનનું કણાભસૂત્રના આધારકમાં પાછા વહન થવાથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.

(D) $NAD^+$ (નિકોટિનામાઇડ એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિઓટાઇડ) કોષીય શ્વસનમાં સહઉત્સેચક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેની મુખ્ય ભૂમિકા ગ્લાયકોલિસિસ,લિંક રિએક્શન અને ક્રેબ્સ ચક્ર જેવા ચયાપચયના માર્ગો દરમિયાન ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન અને હાઇડ્રોજન આયનોને સ્વીકારવાની છે.
આ ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારીને,તે $NADH$ માં રિડ્યુસ થાય છે.
ત્યારબાદ આ $NADH$ આ ઇલેક્ટ્રોનને કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં વહન કરે છે,જ્યાં તેનો ઉપયોગ $ATP$ ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે.
તેથી,$NAD^+$ ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.

(C) $ETS$ (ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ) અથવા શ્વસન શૃંખલામાં,$b$,$c_1$,$c$,$a$,અને $a_3$ સહિત ઘણા સાયટોક્રોમ હોય છે.
સાયટોક્રોમ $a_3$ એ $ETS$ નું અંતિમ સાયટોક્રોમ છે.
તે $O_2$ ને સીધા ઇલેક્ટ્રોન આપવા માટે જવાબદાર છે,જે અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયા $O_2$ ના રિડક્શન અને ચયાપચયના પાણી (metabolic water) ના નિર્માણ તરફ દોરી જાય છે.

(C) વનસ્પતિઓમાં શ્વસનતંત્રનું ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ અંતઃ કણાભસૂત્ર પટલ (Inner mitochondrial membrane) પર આવેલું હોય છે.
આ સિસ્ટમ પ્રોટીન સંકુલ $(Complexes I-IV)$ અને ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની શ્રેણી ધરાવે છે,જે $NADH$ અને $FADH_2$ માંથી ઓક્સિજન સુધી ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણમાં મદદ કરે છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ પ્રોટોનને મેટ્રિક્સમાંથી આંતરપટલીય અવકાશમાં પંપ કરવા માટે થાય છે,જેનાથી પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ સર્જાય છે જે $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.

(N/A) $ETS$ અથવા ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ (ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર) કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલું હોય છે. તે ગ્લાયકોલિસિસ અને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન નિર્માણ પામતા $NADH + H^+$ અને $FADH_2$ માં સંગ્રહિત ઊર્જાને મુક્ત કરવામાં અને તેનો ઉપયોગ કરવામાં મદદ કરે છે. $NADH + H^+$ નું ઓક્સિડેશન $NADH$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ (સંકુલ $I$) દ્વારા થાય છે. ઉત્પન્ન થયેલા ઇલેક્ટ્રોન $FMN$ દ્વારા યુબિકવિનોન (ubiquinone) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે. તેવી જ રીતે,સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલ $FADH_2$ (સંકુલ $II$) તેના ઇલેક્ટ્રોન યુબિકવિનોનને આપે છે. યુબિકવિનોનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન સાયટોક્રોમ $bc_1$ (સંકુલ $III$) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ સાયટોક્રોમ $c$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે. સાયટોક્રોમ $c$ એ સંકુલ $III$ અને સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ સંકુલ (જેમાં સાયટોક્રોમ $a$ અને $a_3$ તેમજ કોપર કેન્દ્રો હોય છે,સંકુલ $IV$) વચ્ચે મોબાઈલ વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
દરેક સંકુલમાંથી ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ દરમિયાન,આ પ્રક્રિયા $ATP$ સિન્થેઝ (સંકુલ $V$) ની ક્રિયા દ્વારા $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના ઉત્પાદન સાથે જોડાયેલી હોય છે. ઉત્પન્ન થયેલ $ATP$ ની માત્રા ઓક્સિડેશન પામતા અણુ પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે,$NADH$ ના એક અણુના ઓક્સિડેશનથી $3$ $ATP$ અણુઓ અને $FADH_2$ ના એક અણુના ઓક્સિડેશનથી $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.

(N/A) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન દાતા પદાર્થોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સિજન તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,જે અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઓક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓ સામેલ છે જે કણાભસૂત્રની આંતરિક પટલ પર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) બનાવવામાં મદદ કરે છે.
ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનમાં મુખ્ય ભૂમિકા $ATP$ સિન્થેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $V$) ઉત્સેચકની છે.
આ ઉત્સેચક સંકુલ $F_{0}$ અને $F_{1}$ ઘટકોનું બનેલું છે.
$F_{1}$ હેડપીસ એ પરિઘવર્તી પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે અને તેમાં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ સંશ્લેષણ માટેનું સ્થાન હોય છે.
$F_{0}$ ઘટક એ પટલ પ્રોટીન સંકુલનો ભાગ છે,જે પ્રોટોનને આંતરપટલ અવકાશમાંથી કણાભસૂત્રના આધારકમાં (matrix) પ્રવેશવા માટે ચેનલ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$F_{0}-F_{1}$ સંકુલમાંથી પસાર થતા દરેક બે પ્રોટોન માટે,એક $ATP$ અણુનું સંશ્લેષણ થાય છે.

(N/A) શ્વસન પ્રક્રિયામાં $NADH+H^{+}$ અને $FADH_{2}$ માં સંગ્રહિત ઉર્જા મુક્ત અને ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ ત્યારે પૂર્ણ થાય છે જ્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન $O_{2}$ ને પસાર કરવામાં આવે છે,જેના પરિણામે $H_{2}O$ નું નિર્માણ થાય છે.
ચયાપચયનો માર્ગ જેના દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન એક વાહકથી બીજા વાહક સુધી જાય છે,તેને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કહેવામાં આવે છે.
તે કણાભસૂત્રની અંદરની પટલમાં હાજર હોય છે.
સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન કણાભસૂત્રના મેટ્રિક્સમાં ઉત્પન્ન થયેલ $NADH$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન $NADH$ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ $(Complex-I)$ દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન અંદરની પટલમાં સ્થિત યુબિકવિનોન (ubiquinone) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
યુબિકવિનોન $FADH_{2}$ $(Complex-II)$ દ્વારા પણ રિડ્યુસિંગ ઇક્વિવેલન્ટ્સ મેળવે છે,જે સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રમાં સક્સિનેટના ઓક્સિડેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે.
રિડ્યુસ્ડ યુબિકવિનોન ત્યારબાદ સાઇટોક્રોમ $bc_{1}$ કોમ્પ્લેક્સ $(Complex-III)$ દ્વારા સાઇટોક્રોમ $c$ માં ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત કરીને ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
સાઇટોક્રોમ $c$ એ અંદરની પટલની બહારની સપાટી સાથે જોડાયેલ એક નાનું પ્રોટીન છે અને તે $Complex-III$ અને $IV$ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ માટે મોબાઇલ વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
$Complex-IV$ એટલે સાઇટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ જેમાં સાઇટોક્રોમ $a$ અને $a_{3}$,અને બે કોપર સેન્ટર્સ હોય છે.
$ETS$ માં $ATP$ નિર્માણ:
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં $Complex-I$ થી $IV$ દ્વારા એક વાહકથી બીજા વાહક સુધી જાય છે,ત્યારે તેઓ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના ઉત્પાદન માટે $ATP$ સિન્થેઝ $(Complex-V)$ સાથે જોડાય છે.
સંશ્લેષિત $ATP$ અણુઓની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોન દાતાની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે.
$NADH$ ના એક અણુનું ઓક્સિડેશન $3$ $ATP$ અણુઓ આપે છે,જ્યારે $FADH_{2}$ ના એક અણુનું ઓક્સિડેશન $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે.
જોકે શ્વસનની વાયુજીવી પ્રક્રિયા માત્ર ઓક્સિજનની હાજરીમાં જ થાય છે,ઓક્સિજનની ભૂમિકા પ્રક્રિયાના અંતિમ તબક્કા સુધી મર્યાદિત છે. તેમ છતાં,ઓક્સિજનની હાજરી મહત્વપૂર્ણ છે,કારણ કે તે સિસ્ટમમાંથી હાઇડ્રોજન દૂર કરીને સમગ્ર પ્રક્રિયાને ચલાવે છે.
ઓક્સિજન અંતિમ હાઇડ્રોજન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે ($H_{2}O$ ના ઉત્પાદન માટે).
શ્વસનમાં,ઓક્સિડેશન-રિડક્શનની ઉર્જાનો ઉપયોગ આ જ પ્રક્રિયા માટે થાય છે. આ કારણોસર આ પ્રક્રિયાને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.

(N/A) શ્વસન પ્રક્રિયામાં $NADH+H^{+}$ અને $FADH_{2}$ માં સંગ્રહિત ઉર્જા મુક્ત અને ઉપયોગમાં લેવાય છે.
આ ત્યારે પૂર્ણ થાય છે જ્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન $O_{2}$ ને સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેના પરિણામે $H_{2}O$ નું નિર્માણ થાય છે.
જે ચયાપચયના માર્ગ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન એક વાહકથી બીજા વાહક તરફ જાય છે,તેને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કહેવામાં આવે છે,જે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં હાજર હોય છે.
સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન કણાભસૂત્રના આધારકમાં ઉત્પન્ન થયેલ $NADH$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન $NADH$ ડિહાઇડ્રોજનેઝ (કોમ્પ્લેક્સ-$I$) દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન અંદરના પટલમાં સ્થિત યુબિકવિનોન (ubiquinone) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
યુબિકવિનોન $FADH_{2}$ (કોમ્પ્લેક્સ-$II$) દ્વારા પણ રિડ્યુસિંગ ઇક્વિવેલન્ટ્સ મેળવે છે,જે સાઇટ્રિક એસિડ ચક્રમાં સક્સિનેટના ઓક્સિડેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે.
રિડ્યુસ્ડ યુબિકવિનોન ત્યારબાદ સાઇટોક્રોમ $bc_{1}$ કોમ્પ્લેક્સ (કોમ્પ્લેક્સ-$III$) દ્વારા સાઇટોક્રોમ $c$ માં ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત કરીને ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.
સાઇટોક્રોમ $c$ એ અંદરના પટલની બહારની સપાટી સાથે જોડાયેલ એક નાનું પ્રોટીન છે અને તે કોમ્પ્લેક્સ-$III$ અને $IV$ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ માટે મોબાઇલ વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
કોમ્પ્લેક્સ-$IV$ એટલે સાઇટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ કોમ્પ્લેક્સ,જેમાં સાઇટોક્રોમ $a$ અને $a_{3}$ તથા બે કોપર કેન્દ્રો હોય છે.
$ETS$ માં $ATP$ નું નિર્માણ: જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં કોમ્પ્લેક્સ-$I$ થી $IV$ દ્વારા એક વાહકથી બીજા વાહક તરફ જાય છે,ત્યારે તેઓ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના ઉત્પાદન માટે $ATP$ સિન્થેઝ (કોમ્પ્લેક્સ-$V$) સાથે જોડાય છે.
સંશ્લેષિત $ATP$ અણુઓની સંખ્યા ઇલેક્ટ્રોન દાતાની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે. $NADH$ ના એક અણુના ઓક્સિડેશનથી $3$ $ATP$ અણુઓ મળે છે,જ્યારે $FADH_{2}$ ના એક અણુથી $2$ $ATP$ અણુઓ ઉત્પન્ન થાય છે.
જોકે શ્વસનની જારક પ્રક્રિયા માત્ર ઓક્સિજનની હાજરીમાં જ થાય છે,ઓક્સિજનની ભૂમિકા પ્રક્રિયાના અંતિમ તબક્કા સુધી મર્યાદિત છે. તેમ છતાં,ઓક્સિજનની હાજરી મહત્વપૂર્ણ છે,કારણ કે તે સિસ્ટમમાંથી હાઇડ્રોજન દૂર કરીને સમગ્ર પ્રક્રિયાને ચલાવે છે. ઓક્સિજન $H_{2}O$ ના ઉત્પાદન માટે અંતિમ હાઇડ્રોજન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે.
શ્વસનમાં ઓક્સિડેશન-રિડક્શનની ઉર્જાનો ઉપયોગ આ પ્રક્રિયા માટે થાય છે; આ કારણોસર આ પ્રક્રિયાને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.

(N/A) કેમિયોસ્મોટિક ઉત્કલ્પના સમજાવે છે કે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ સિન્થેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $V$) ની મદદથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે કેવી રીતે કરવામાં આવે છે.
$ATP$ સિન્થેઝ કોમ્પ્લેક્સ બે મુખ્ય ઘટકો ધરાવે છે: $F_{0}$ અને $F_{1}$.
$F_{1}$ હેડપીસ એ પેરિફેરલ મેમ્બ્રેન પ્રોટીન કોમ્પ્લેક્સ છે,જેમાં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(ADP + Pi \rightarrow ATP)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટેનું ઉદ્દીપકીય સ્થાન હોય છે.
$F_{0}$ એ ઇન્ટિગ્રલ મેમ્બ્રેન પ્રોટીન કોમ્પ્લેક્સ છે જે એક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ બનાવે છે જેના દ્વારા પ્રોટોન $(H^{+})$ કણાભસૂત્રની અંદરની પટલને ઓળંગે છે.
આ ચેનલ દ્વારા પ્રોટોનનું વહન $F_{1}$ ઘટકના ઉદ્દીપકીય સ્થાન સાથે જોડાયેલું હોય છે,જે $ATP$ ના ઉત્પાદનને પ્રેરે છે.
દરેક $ATP$ અણુના ઉત્પાદન માટે,$2 H^{+}$ આયનો આંતરપટલીય અવકાશમાંથી મેટ્રિક્સમાં $F_{0}$ ચેનલ દ્વારા પસાર થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટની દિશામાં ગતિ કરે છે.
પ્રોટોનનો આ પ્રવાહ $ATP$ સિન્થેઝમાં જરૂરી ફેરફારો લાવવા માટે ઉર્જા પૂરી પાડે છે,જેના પરિણામે $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.

(N/A) ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ સિન્થેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $V$) ની મદદથી $ATP$ ના સંશ્લેષણમાં થાય છે.
આ સંકુલ બે મુખ્ય ઘટકો $F_{0}$ અને $F_{1}$ નું બનેલું છે.
$F_{1}$ હેડપીસ એ પરિઘવર્તી પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે અને તેમાં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(ADP + Pi \rightarrow ATP)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટેનું સ્થાન હોય છે.
$F_{0}$ એ એક અભિન્ન પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે ચેનલ બનાવે છે જેના દ્વારા પ્રોટોન આંતરિક પટલને ઓળંગે છે.
ચેનલ દ્વારા પ્રોટોનનું વહન $ATP$ ના ઉત્પાદન માટે $F_{1}$ ઘટકના ઉદ્દીપકીય સ્થાન સાથે જોડાયેલું છે.
દરેક ઉત્પન્ન થયેલા $ATP$ માટે,$2 H^{+}$ આયનો આંતરપટલીય અવકાશમાંથી મેટ્રિક્સમાં વિદ્યુત-રાસાયણિક પ્રોટોન ઢાળને અનુસરીને $F_{0}$ દ્વારા પસાર થાય છે.
આમ,$ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.

(N/A) જારક શ્વસનમાં, $O_{2}$ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે.
જોકે શ્વસનની સમગ્ર પ્રક્રિયામાં ગ્લાયકોલિસિસ, ક્રેબ્સ ચક્ર અને $ETS$ નો સમાવેશ થાય છે, $O_{2}$ ની જરૂરિયાત ખાસ કરીને $ETS$ ના અંતમાં હોય છે.
તે પાણી $(H_{2}O)$ બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન $(H^{+})$ સાથે જોડાય છે.
છેલ્લા સાયટોક્રોમ $(Cyt a_{3})$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરીને, $O_{2}$ $ETS$ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનનો સતત પ્રવાહ જાળવી રાખે છે, જે ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ સંશ્લેષણ માટે જરૂરી પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવવા માટે અનિવાર્ય છે.
$O_{2}$ ની ગેરહાજરીમાં, $ETS$ અટકી જશે, જેના પરિણામે રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ ($NADH$ અને $FADH_{2}$) નો સંગ્રહ થશે અને $ATP$ નું ઉત્પાદન બંધ થઈ જશે.

(A-ATP, B-F1 PARTICLE, C-PI, D-2H+, E-INNER MITOCHONDRIAL MEMBRANE) કણાભસૂત્રમાં ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનની ક્રિયાવિધિના આધારે:
$A$ એ $ATP$ દર્શાવે છે,જે પ્રક્રિયાની અંતિમ નીપજ છે.
$B$ એ $F_1$ કણ (એટીપી સિન્થેઝ ઉત્સેચકનો ઉદ્દીપકીય ભાગ) દર્શાવે છે.
$C$ એ અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ દર્શાવે છે જે $ADP$ ના $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જરૂરી છે.
$D$ એ $F_0$ કણ દ્વારા આંતરપટલીય અવકાશમાંથી મેટ્રિક્સમાં $2H^+$ આયનોનો પ્રવાહ દર્શાવે છે.
$E$ એ કણાભસૂત્રનું અંતઃપટલ દર્શાવે છે,જેમાં $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલ ગોઠવાયેલું હોય છે.

(N/A) જારક શ્વસનમાં $O_{2}$ નું મહત્વ નીચે મુજબ છે:
$1$. જારક શ્વસનની શરૂઆત કોષરસમાં ગ્લુકોઝના ગ્લાયકોલિસિસથી થાય છે.
$2$. ત્યારબાદ ક્રેબ્સ ચક્ર અને અંતે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ થાય છે.
$3$. $ETS$ માં $O_{2}$ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
$4$. તે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનનો સ્વીકાર કરીને પાણી $(H_{2}O)$ બનાવે છે.
$5$. જો $O_{2}$ ગેરહાજર હોય,તો ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી,જેનાથી કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ પર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) સર્જાતો નથી.
$6$. પરિણામે,પ્રોટોન પંપ અટકી જાય છે અને ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ થઈ શકતું નથી. આમ,જારક શ્વસનની પૂર્ણતા માટે $O_{2}$ અનિવાર્ય છે.

(C) સાયનાઈડ એક શક્તિશાળી ચયાપચયનું ઝેર છે. તે માઈટોકોન્ડ્રિયલ ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનમાં સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ ઉત્સેચક (કોમ્પ્લેક્સ $IV$) ના હિમ ગ્રુપમાં રહેલા આયર્ન પરમાણુ સાથે જોડાય છે. આ જોડાણ એ બિન-સ્પર્ધાત્મક અવરોધનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,જે ઉત્સેચકને ઓક્સિજનમાં ઈલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત કરતા અટકાવે છે. પરિણામે,કોષીય શ્વસન અટકી જાય છે,$ATP$ નું ઉત્પાદન બંધ થાય છે અને કોષો ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં અસમર્થ હોવાને કારણે સજીવનું મૃત્યુ થાય છે.

(A) સાયટોક્રોમ એ આયર્ન (લોહ) ધરાવતા હિમોપ્રોટીન છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. તેઓ કોષીય શ્વસન (કણાભસૂત્રમાં) અને પ્રકાશસંશ્લેષણ (હરિતકણમાં) બંનેમાં ઇલેક્ટ્રોનના વહનને સરળ બનાવીને મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કણાભસૂત્રની અંદરની પટલમાં થાય છે. સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન કણાભસૂત્રના આધારકમાં ઉત્પન્ન થયેલ $NADH$ માંથી ઇલેક્ટ્રોનનું ઓક્સિડેશન $NADH$ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $I$) દ્વારા થાય છે અને ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન અંદરની પટલમાં રહેલા યુબિકવિનોન (ubiquinone) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(D) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જવાબદાર શ્વસન શૃંખલા કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલી હોય છે.
ફોટોલિસિસ અને ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન હરિતકણમાં થાય છે.
કાર્બોક્સિલેશન એ કેલ્વિન ચક્રનું એક મુખ્ય પગલું છે,જે પણ હરિતકણમાં થાય છે.

(D) $ATP$ સંશ્લેષણ માટેની રસાયણ-આસૃતિ (Chemiosmotic) ઉત્કલ્પના $1961$ માં પીટર મિશેલ દ્વારા આપવામાં આવી હતી.
આ ક્રિયાવિધિ સમજાવે છે કે કેવી રીતે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ પર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે અને તેમાં ફ્લેવિન્સ,યુબિકવિનોન અને સાયટોક્રોમ્સ જેવા વિવિધ ઇલેક્ટ્રોન વાહકોનો સમાવેશ થાય છે.
જારક શ્વસનમાં,ઇલેક્ટ્રોન આ વાહકો દ્વારા અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહનનો ક્રમ આ મુજબ છે:
$NADH + H^+ \rightarrow FMN \rightarrow Co-Q \rightarrow Cyt-b \rightarrow Cyt-c_1 \rightarrow Cyt-c \rightarrow Cyt-a \rightarrow Cyt-a_3 \rightarrow O_2$.
ઓક્સિજન $(O_2)$ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે,જ્યાં તે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન સાથે જોડાઈને પાણી $(H_2O)$ બનાવે છે.

(D) શ્વસન ઝેર એવા પદાર્થો છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ ને અવરોધીને કોષીય શ્વસનની પ્રક્રિયાને અટકાવે છે.
$1$. સાયનાઇડ્સ $ETC$ માં સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $IV$) ને અવરોધે છે.
$2$. એન્ટિમાયસિન-$A$ એ સાયટોક્રોમ $c$ રિડક્ટેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $III$) દ્વારા યુબિકવિનોલના ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે.
$3$. કાર્બન મોનોક્સાઇડ સાયનાઇડની જેમ જ સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝમાં રહેલા આયર્ન સાથે જોડાય છે,જેનાથી ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ અટકી જાય છે.
તેથી,આપેલા તમામ પદાર્થો ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના અવરોધકો તરીકે કાર્ય કરે છે.

(D) સાયટોક્રોમ એ નાના પ્રોટીન (આંતરિક પટલીય પ્રોટીન) છે જે હિમ નામનો કો-ફેક્ટર ધરાવે છે,જેમાં આયર્ન (લોહ) પરમાણુ હોય છે.
આ આયર્ન ઇલેક્ટ્રોનનું વહન કરે છે અને $+2$ અને $+3$ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ વચ્ચે ચક્ર પૂર્ણ કરે છે.
તેઓ કણાભસૂત્ર અને હરિતકણમાં ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાનો ભાગ બનાવે છે અને શ્વસન તથા પ્રકાશસંશ્લેષણમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટર અથવા ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ચયાપચયનો એ માર્ગ જેના દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન એક વાહકથી બીજા વાહક તરફ વહન પામે છે તેને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ કહેવામાં આવે છે.
આ તંત્ર સુકોષકેન્દ્રી કોષોના કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલું હોય છે.
તેમાં પ્રોટીન સંકુલની શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે જે ઇલેક્ટ્રોનના વહનને સરળ બનાવે છે,જે અંતે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ના ઉત્પાદનમાં પરિણમે છે.

(A) કેમિયોસ્મોસિસ એ અર્ધ-પ્રવેશશીલ પટલ દ્વારા આયનોનું તેમના વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળની દિશામાં થતું વહન છે.
કોષીય શ્વસનના સંદર્ભમાં,તે કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ દ્વારા હાઇડ્રોજન આયનો $(H^+)$ ના વહન દ્વારા $ATP$ ના નિર્માણનો ઉલ્લેખ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ પ્રોટોનને કણાભસૂત્રના મેટ્રિક્સમાંથી આંતર-પટલ અવકાશમાં પમ્પ કરીને પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવે છે.
જ્યારે આ પ્રોટોન $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા પાછા મેટ્રિક્સમાં વહે છે,ત્યારે મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ADP$ નું $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્ર,હરિતકણ અને ઘણા બેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે.

(C) ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન,કોષરસમાં $NADH$ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ $NADH$ ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમમાં ભાગ લેવા માટે કણાભસૂત્રમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
કણાભસૂત્રની અંદર,તે $ATP$ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ માં,અંતિમ તબક્કામાં ઇલેક્ટ્રોનનું ઓક્સિજન તરફ સ્થળાંતર થાય છે.
સાયટોક્રોમ $a_{3}$ (સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ સંકુલનો ભાગ) ઇલેક્ટ્રોનને આણ્વિય ઓક્સિજન $(O_{2})$ માં સ્થાનાંતરિત કરે છે.
ઓક્સિજન અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રોટોન $(H^{+})$ સાથે જોડાઈને પાણી $(H_{2}O)$ બનાવે છે.
તેથી,જારક શ્વસનમાં આણ્વિય $O_{2}$ એ અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર છે.

(D) કણાભસૂત્રના પટલના $ETS$ નું સંકુલ $V$ એ $ATP$ સિન્થેઝ છે.
તે શીર્ષ ભાગ,દંડ અને આધાર ભાગનું બનેલું છે.
આમાંથી,શીર્ષ ભાગને કપલિંગ ફેક્ટર $1$ $(F_{1})$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,દંડનો ભાગ અંદરના કણાભસૂત્રીય પટલ સાથે જોડાવા માટે જરૂરી છે અને આધાર ભાગ $F_{0}$ તરીકે અલગ પડે છે જે અંદરના કણાભસૂત્રીય પટલમાં આવેલો હોય છે.

(C) ક્રેબ્સ ચક્ર,ફેટી એસિડ સંશ્લેષણ અને એમિનો એસિડ સંશ્લેષણના મોટાભાગના ઉત્સેચકો કણાભસૂત્રના મેટ્રિક્સ (આધારક) માં જોવા મળે છે.
જોકે,સક્સિનિક ડિહાઈડ્રોજનેઝ (કોમ્પ્લેક્સ $II$ નો ઘટક) અને સાયટોક્રોમ ઓક્સિડેઝ (ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનના કોમ્પ્લેક્સ $IV$ નો ઘટક) ખાસ કરીને કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં આવેલા હોય છે.

(B) ગ્લુકોઝના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશનમાં વિવિધ તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે.
ગ્લાયકોલિસિસમાં,$2$ $ATP$ અણુઓનો ચોખ્ખો નફો થાય છે.
ક્રેબ્સ ચક્રમાં,$2$ $ATP$ (અથવા $GTP$) અણુઓ સીધા ઉત્પન્ન થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ એ અંતિમ તબક્કો છે જ્યાં ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા મોટાભાગના $ATP$ સંશ્લેષિત થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,અગાઉના તબક્કામાં ઉત્પન્ન થયેલા $NADH$ અને $FADH_2$ ના ઓક્સિડેશનથી આશરે $34$ $ATP$ અણુઓ મળે છે.
તેથી,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દરમિયાન સૌથી વધુ સંખ્યામાં $ATP$ અણુઓ બને છે.

(C) ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન એટલે કેમિયોસ્મોસિસ દ્વારા $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ. આ પ્રક્રિયા ગ્લાયકોલિસિસ અને સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલા રિડ્યુસ્ડ કો-એન્ઝાઇમ્સ ($NADH$ અને $FADH_2$) ના ઓક્સિડેશનથી પ્રાપ્ત ઉર્જાની મદદથી થાય છે. આ પ્રક્રિયા કણાભસૂત્રના અંદરના પટલમાં થાય છે.

(B) કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ માં,ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની શ્રેણી દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલામાં સામેલ સાયટોક્રોમનો સાચો ક્રમ $cyt-b \rightarrow cyt-c \rightarrow cyt-a \rightarrow cyt-a_{3}$ છે. તેથી,સાચો ક્રમ $cyt-b, c, a, a_{3}$ છે.

(A) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ નો મુખ્ય હેતુ $NADH + H^+$ અને $FADH_2$ માં સંગ્રહિત ઉર્જાને મુક્ત કરવાનો અને તેનો ઉપયોગ કરવાનો છે. આ પ્રક્રિયા ત્યારે પૂર્ણ થાય છે જ્યારે આ અણુઓ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન $O_2$ ને સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેના પરિણામે $H_2O$ નું નિર્માણ થાય છે અને $NAD^+$ તથા $FAD$ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.

(A) સાયનાઈડ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્રમાં રહેલા પ્રોટીન (સાયટોક્રોમ-$a_3$) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને ઓક્સિજનમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરને અટકાવે છે.
આના પરિણામે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા થતું $ATP$ નિર્માણ અટકી જાય છે.
કોષરસ પટલ દ્વારા પદાર્થોના સક્રિય વહન માટે અને અન્ય ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે $ATP$ ની જરૂર હોય છે.
તેથી,$ATP$ ની અછતને કારણે સક્રિય વહન સૌથી વધુ પ્રભાવિત થાય છે.

(C) $ETS$ (ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ) કણાભસૂત્રની અંતઃપટલ (Inner mitochondrial membrane) માં થાય છે. અહીં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના સંકુલ આવેલા હોય છે,જે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણમાં મદદ કરે છે.

(C) કણાભસૂત્રના અંતઃપટલમાં આવેલ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ માં ઇલેક્ટ્રોનના વહન માટે મુખ્યત્વે ચાર પ્રોટીન સંકુલ સામેલ છે:
$1$. સંકુલ-$I$ ($NADH$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ)
$2$. સંકુલ-$II$ (સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ)
$3$. સંકુલ-$III$ (સાયટોક્રોમ $bc_1$ સંકુલ)
$4$. સંકુલ-$IV$ (સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ)
જોકે $ATP$ સિન્થેઝને ઘણીવાર સંકુલ-$V$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,પરંતુ તે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાને બદલે ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન ($ATP$ સંશ્લેષણ) માં ભાગ લે છે. તેથી,ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે $4$ સંકુલ સામેલ છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,$FADH_2$ માંથી મેળવેલા ઇલેક્ટ્રોનનું વહન સંકુલ $II$ (સક્સિનેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ) દ્વારા યુબિકવિનોન તરફ થાય છે. સંકુલ $I$ એ $NADH$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે. તેથી,સાચો જવાબ સંકુલ $II$ છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,ઓક્સિજનને ઇલેક્ટ્રોનનું અંતિમ સ્થાનાંતરણ કોમ્પ્લેક્સ-$IV$ દ્વારા થાય છે.
કોમ્પ્લેક્સ-$IV$ ને સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
તેમાં બે કોપર કેન્દ્રો ($Cu_A$ અને $Cu_B$) અને બે સાયટોક્રોમ,$Cyt$ $a$ અને $Cyt$ $a_3$ આવેલા હોય છે.
$Cyt$ $a_3$ એ ચોક્કસ ઘટક છે જે સીધી રીતે ઓક્સિજનનું પાણીમાં રિડક્શન કરે છે.

(D) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં,યુબિકવિનોન (કો-એન્ઝાઇમ $Q$) એક મોબાઈલ ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે કોમ્પ્લેક્સ-$I$ ($NADH$ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) દ્વારા $NADH + H^+$ માંથી અને કોમ્પ્લેક્સ-$II$ (સક્સિનેટ ડિહાઈડ્રોજનેઝ) દ્વારા $FADH_2$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.
તેથી,યુબિકવિનોન $NADH + H^+$ અને $FADH_2$ બંને પાસેથી રિડ્યુસિંગ ઇક્વિવેલન્ટ્સ મેળવે છે.

(B) $Cyt$ $c$ (સાયટોક્રોમ $c$) એ કણાભસૂત્રના અંતઃપટલની બહારની સપાટી સાથે જોડાયેલું એક નાનું પ્રોટીન છે અને તે ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં $Complex$ $III$ (સાયટોક્રોમ $bc_1$ સંકુલ) અને $Complex$ $IV$ (સાયટોક્રોમ $c$ ઓક્સિડેઝ સંકુલ) વચ્ચે ઈલેક્ટ્રોનના વહન માટે મોબાઈલ ઈલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.