ETS Questions in Hindi

(C) साइटोक्रोम आयरन युक्त हीमोप्रोटीन होते हैं जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $(ETC)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
प्रकाश संश्लेषण में, साइटोक्रोम (जैसे $Cytochrome \, b_6f$) थाइलाकोइड झिल्ली में इलेक्ट्रॉन प्रवाह को सुविधाजनक बनाने के लिए मौजूद होते हैं।
कोशिकीय श्वसन में, साइटोक्रोम (जैसे $Cytochrome \, c, a$ और $a_3$) ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के लिए माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली के आवश्यक घटक हैं।
इसलिए, दोनों प्रक्रियाओं में साइटोक्रोम की आवश्यकता होती है।

(A) इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ या इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $(ETC)$ प्रोटीन परिसरों और इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला है जो $Inner \text{ } mitochondrial \text{ } membrane$ (आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली) में स्थित होती है।
ये परिसर $NADH$ और $FADH_2$ से ऑक्सीजन तक इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करते हैं, जो अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है।
यह प्रक्रिया आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) बनाती है, जो $ATP \text{ } synthase$ के माध्यम से $ATP$ के संश्लेषण को प्रेरित करती है।

(A) क्रेब्स चक्र ($TCA$ चक्र) के एक चक्र के दौरान, निम्नलिखित अपचयित को-एंजाइम उत्पन्न होते हैं:
$1$. $3$ अणु $NADH + H^+$
$2$. $1$ अणु $FADH_2$
$3$. $1$ अणु $GTP$ (जो $1$ $ATP$ के बराबर है)
इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ के दौरान:
- प्रत्येक $NADH + H^+$ $3$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है।
- प्रत्येक $FADH_2$ $2$ $ATP$ अणु उत्पन्न करता है।
गणना:
- $3$ $NADH \times 3 = 9$ $ATP$
- $1$ $FADH_2 \times 2 = 2$ $ATP$
- $ETS$ द्वारा कुल $ATP = 9 + 2 = 11$ $ATP$.
अतः, क्रेब्स चक्र के एक चक्र के मध्यवर्तियों द्वारा इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र में उत्पन्न $ATP$ अणुओं की संख्या $11$ है।

(C) इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होती है।
$ETC$ के अंतिम चरण के दौरान,एंजाइम कॉम्प्लेक्स-$IV$ (जिसे साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज के रूप में भी जाना जाता है) इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के लिए जिम्मेदार होता है।
इस कॉम्प्लेक्स में साइटोक्रोम $a$ और $a_3$ के साथ-साथ दो कॉपर केंद्र होते हैं।
साइटोक्रोम $a_3$ वह विशिष्ट घटक है जो सीधे आणविक ऑक्सीजन $(O_2)$ को इलेक्ट्रॉन दान करता है,जो बाद में प्रोटॉन $(H^+)$ के साथ मिलकर पानी $(H_2O)$ बनाता है।

(A) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,इलेक्ट्रॉन विभिन्न परिसरों के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं।
साइटोक्रोम का सही क्रम $cyt. b \rightarrow cyt. c_1 \rightarrow cyt. c \rightarrow cyt. a \rightarrow cyt. a_3$ है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से सही क्रम $cyt. b, c, a, a_3$ है।

(D) साइटोक्रोम आयरन युक्त हीमोप्रोटीन होते हैं जो इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
ये माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होते हैं और कोशिकीय श्वसन की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन तक पहुँचाने में मदद करते हैं,जिससे ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के माध्यम से $ATP$ का संश्लेषण होता है।

(A) पीटर मिशेल द्वारा प्रस्तावित केमियोस्मोटिक सिद्धांत यह बताता है कि $ATP$ का संश्लेषण एक झिल्ली के आर-पार प्रोटॉन ($H^+$ आयनों) के प्रवाह द्वारा संचालित होता है।
माइटोकॉन्ड्रिया में,इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला मैट्रिक्स से प्रोटॉन को इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में पंप करती है,जिससे आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के आर-पार एक प्रोटॉन प्रवणता (विद्युत-रासायनिक प्रवणता) बनती है।
यह प्रवणता संचित स्थितिज ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करती है।
प्रोटॉन $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम कॉम्प्लेक्स के माध्यम से वापस मैट्रिक्स में प्रवाहित होते हैं।
प्रोटॉन का यह प्रवाह $ADP$ के फॉस्फोराइलेशन द्वारा $ATP$ बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।

(A) वायवीय श्वसन में,इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होता है।
ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया के दौरान,इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला से होकर गुजरते हैं।
श्रृंखला के अंत में,अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही आण्विक ऑक्सीजन $(O_2)$ होता है।
ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन $(H^+)$ के साथ मिलकर जल $(H_2O)$ बनाता है,जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को जारी रखने और $ATP$ के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण चरण है।

(C) $ETS$ (इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम) जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होता है,उसमें इलेक्ट्रॉन विभिन्न परिसरों (complexes) के माध्यम से गुजरते हैं।
इस श्रृंखला के अंत में,अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही (electron acceptor) ऑक्सीजन $(O_2)$ होता है।
ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और प्रोटॉन $(H^+)$ के साथ मिलकर जल $(H_2O)$ का निर्माण करता है,जो वायवीय श्वसन का एक महत्वपूर्ण चरण है।

(B) ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण में ग्लाइकोलाइसिस,लिंक रिएक्शन,क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ शामिल हैं।
ग्लाइकोलाइसिस में $2$ $ATP$ अणुओं का शुद्ध लाभ होता है।
क्रेब्स चक्र में प्रति ग्लूकोज अणु $2$ $ATP$ (या $GTP$) अणु उत्पन्न होते हैं।
इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ अंतिम चरण है जहाँ ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के माध्यम से अधिकांश $ATP$ का संश्लेषण होता है।
$ETS$ में,पिछले चरणों में उत्पन्न अपचयित को-एंजाइम ($NADH$ और $FADH_2$) इलेक्ट्रॉन दान करते हैं,जिससे एक प्रोटॉन प्रवणता बनती है जो $ATP$ सिंथेज़ को लगभग $28$ से $30$ $ATP$ अणु बनाने के लिए प्रेरित करती है।
अतः,इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ के दौरान $ATP$ के अणुओं की अधिकतम संख्या निर्मित होती है।

(D) साइटोक्रोम आयरन युक्त हीमोप्रोटीन होते हैं जो इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
प्रकाश संश्लेषण में, साइटोक्रोम (जैसे $Cyt \, b_6f$) थाइलाकोइड झिल्ली में प्रकाश संश्लेषक इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन के आवश्यक घटक हैं।
श्वसन में, साइटोक्रोम (जैसे $Cyt \, b, c_1, c, a, a_3$) माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम के महत्वपूर्ण घटक हैं, जो ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से $ATP$ के उत्पादन को सुगम बनाते हैं।
इसलिए, साइटोक्रोम श्वसन और प्रकाश संश्लेषण दोनों के लिए आवश्यक हैं।

(B) साइटोक्रोम आयरन (लोहा) युक्त हीमोप्रोटीन हैं जो कोशिकीय श्वसन और प्रकाश संश्लेषण के दौरान इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $(ETC)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
इन प्रोटीन में एक हीम समूह होता है,जो एक आयरन-पोरफिरीन संकुल है।
फाइटोक्रोम पौधों में प्रकाश संवेदन के लिए जिम्मेदार वर्णक प्रोटीन है,लेकिन इसमें आयरन-पोरफिरीन संकुल नहीं होता है।
क्लोरोफिल में मैग्नीशियम-पोरफिरीन संकुल होता है,न कि आयरन-पोरफिरीन संकुल।

(C) इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,घटकों को इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को सुविधाजनक बनाने के लिए एक विशिष्ट क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। $2$ $e^-$ के स्थानांतरण के लिए (जो $NADH$ या $FADH_2$ के एक अणु के ऑक्सीकरण के अनुरूप है),प्रत्येक साइटोक्रोम अणु $1:1$ के अनुपात में वाहक के रूप में कार्य करता है। इसलिए,$2$ $e^-$ के स्थानांतरण के लिए,श्रृंखला में भाग लेने हेतु प्रत्येक साइटोक्रोम के केवल $1$ अणु की आवश्यकता होती है।

(B) साइटोक्रोम आयरन $(Fe)$ युक्त हीमोप्रोटीन होते हैं जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
साइटोक्रोम $a$ में एक हीम समूह होता है,जो $Fe$ पोर्फिरिन रिंग संरचना है।
क्लोरोफिल के विपरीत,जिसमें मैग्नीशियम $(Mg)$ पोर्फिरिन रिंग होती है,साइटोक्रोम रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए पोर्फिरिन संरचना के भीतर केंद्रीय धातु आयन के रूप में आयरन $(Fe)$ का उपयोग करते हैं।

(A) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ में,इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं।
इलेक्ट्रॉन परिवहन का सही क्रम इस प्रकार है: $NADH \rightarrow$ कॉम्प्लेक्स $I \rightarrow$ यूबिक्विनोन $\rightarrow$ कॉम्प्लेक्स $III$ $(cyt\ b, cyt\ c_1, cyt\ c)$ $\rightarrow$ कॉम्प्लेक्स $IV$ $(cyt\ a, cyt\ a_3)$ $\rightarrow$ $O_2$.
दिए गए विकल्पों में से,$cyt\ b, c, a, a_3$ इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में साइटोक्रोम के माध्यम से इलेक्ट्रॉन प्रवाह का सही क्रम दर्शाता है।

(A) ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन वह प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला द्वारा $NADH$ या $FADH_2$ से $O_2$ तक इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के परिणामस्वरूप $ATP$ का निर्माण होता है। यह प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में होती है। अतः,सही विकल्प $A$ है।

(C) ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन के दौरान,इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली के पार एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) बनाती है।
प्रोटॉन $(H^+)$ इंटरमेम्ब्रेन स्पेस (जिसे पेरीमाइटोकॉन्ड्रियल स्पेस या $PMS$ भी कहा जाता है) में जमा हो जाते हैं,जो माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स की तुलना में उच्च सांद्रता पैदा करते हैं।
$F_0-F_1$ कण ($ATP$ सिंथेज़) के माध्यम से प्रोटॉन का वापस मैट्रिक्स में जाना प्रोटॉन बहिर्वाह (efflux) कहलाता है।
प्रोटॉन का यह प्रवाह उनकी विद्युत-रासायनिक प्रवणता के साथ होता है,जो $ADP$ के $ATP$ में फॉस्फोराइलेशन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है।

(B) कोशिकीय श्वसन में,वायवीय श्वसन की प्रक्रिया में ग्लाइकोलाइसिस,क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ शामिल हैं।
ग्लाइकोलाइसिस कोशिका द्रव्य में होता है और इसमें बहुत कम मात्रा में $ATP$ उत्पन्न होता है।
क्रेब्स चक्र माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है और यह इलेक्ट्रॉन वाहकों ($NADH$ और $FADH_2$) के साथ कुछ मात्रा में $ATP/GTP$ उत्पन्न करता है।
इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ और ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन,जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में होते हैं,इन इलेक्ट्रॉन वाहकों का उपयोग करके अधिकतम $ATP$ का उत्पादन करते हैं।
चूंकि क्रेब्स चक्र वह मुख्य चयापचय मार्ग है जो $ETS$ में बड़े पैमाने पर $ATP$ उत्पादन के लिए आवश्यक अपचयित को-एंजाइम ($NADH$ और $FADH_2$) उत्पन्न करता है,इसलिए इसे ग्लाइकोलाइसिस या अवायवीय प्रक्रियाओं की तुलना में ऊर्जा उत्पादन की अधिकतम क्षमता वाला चरण माना जाता है।

(B) इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ के दौरान,$FADH_2$ का ऑक्सीकरण कॉम्प्लेक्स-$II$ (सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज) पर होता है।
$FADH_2$ से इलेक्ट्रॉन यूबिक्विनोन में स्थानांतरित होते हैं,जो कॉम्प्लेक्स-$I$ को छोड़ देते हैं।
जैसे ही ये इलेक्ट्रॉन कॉम्प्लेक्स-$III$ और कॉम्प्लेक्स-$IV$ से गुजरते हैं,प्रोटॉन इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में पंप किए जाते हैं।
$FADH_2$ के एक अणु के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के माध्यम से $2$ $ATP$ अणुओं का संश्लेषण होता है।

(A) ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन वह चयापचय मार्ग है जिसमें कोशिकाएं पोषक तत्वों को ऑक्सीकृत करने के लिए एंजाइमों का उपयोग करती हैं,जिससे ऊर्जा निकलती है जिसका उपयोग $ATP$ बनाने के लिए किया जाता है।
यह प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन दाता से इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन जैसे इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की ओर स्थानांतरित होते हैं।
ये रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं ऊर्जा छोड़ती हैं,जिसका उपयोग $ATP$ बनाने के लिए किया जाता है।

(C) कोशिकीय श्वसन के दौरान,इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में होती है।
यहाँ,$NADH$ और $FADH_2$ से मुक्त हुए इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन $(H^+)$ विभिन्न वाहकों द्वारा गुजारे जाते हैं।
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के अंत में,ये इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन आणविक ऑक्सीजन $(O_2)$ के साथ जुड़ते हैं।
इस प्रकार,$O_2$ अंतिम इलेक्ट्रॉन और $H_2$ ग्राही के रूप में कार्य करता है और जल $(H_2O)$ का निर्माण करता है।

(B) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,अंतिम चरण में ऑक्सीजन को इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल है।
कॉम्प्लेक्स $IV$ (साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज कॉम्प्लेक्स) में साइटोक्रोम $a$ और $a_3$ के साथ-साथ दो कॉपर सेंटर होते हैं।
साइटोक्रोम $a_3$ वह विशिष्ट घटक है जो सीधे आणविक ऑक्सीजन $(O_2)$ को इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित करता है,जो फिर प्रोटॉन $(H^+)$ के साथ मिलकर पानी $(H_2O)$ बनाता है।

(B) साइटोक्रोम ऑक्सीडेज (इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम का कॉम्प्लेक्स-$IV$) एक बहु-सबयूनिट एंजाइम है जिसमें आयरन $(Fe)$ और कॉपर $(Cu)$ दोनों केंद्र होते हैं।
विशेष रूप से,इसमें दो हीम समूह ($a$ और $a_3$) और दो कॉपर केंद्र ($Cu_A$ और $Cu_B$) होते हैं।
ये धातु केंद्र इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन तक स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक हैं,जो माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है।

(B) साइटोक्रोम ऑक्सीडेज (कॉम्प्लेक्स $IV$) इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ का अंतिम एंजाइम है जो इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करता है और इसे पानी में अपचयित (reduce) करता है।
सायनाइड $(CN^-)$ और एजाइड्स $(N_3^-)$ साइटोक्रोम ऑक्सीडेज के शक्तिशाली अवरोधक (inhibitors) के रूप में कार्य करते हैं।
वे एंजाइम के हीम समूह में मौजूद आयरन परमाणु के साथ जुड़ जाते हैं,जिससे ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण रुक जाता है,जो प्रभावी रूप से कोशिकीय श्वसन और $ATP$ उत्पादन को रोक देता है।

(B) सायनाइड-प्रतिरोधी श्वसन पौधों,कवकों और कुछ जीवाणुओं में पाया जाने वाला एक विशिष्ट चयापचय पथ है। इसमें एक वैकल्पिक ऑक्सीडेज $(AOX)$ एंजाइम शामिल होता है,जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज पथ को बायपास करता है। दिए गए विकल्पों में से,$Brassica$ (सरसों परिवार का एक पौधा) सायनाइड-प्रतिरोधी श्वसन प्रदर्शित करने के लिए जाना जाता है। अतः,सही विकल्प $B$ है।

(D) अल्टरनेट ऑक्सीडेज $(AOX)$ पाथवे पौधों में माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन की एक शाखा है।
यह इलेक्ट्रॉनों को कॉम्प्लेक्स $III$ और $IV$ को बायपास करके सीधे ऑक्सीजन में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।
यह मार्ग विशेष रूप से हाइड्रॉक्सामिक एसिड द्वारा बाधित होता है।
$SHAM$ (सैलिसिलहाइड्रॉक्सामिक एसिड) और $m-CLAM$ ($m$-क्लोरोबेंज़हाइड्रॉक्सामिक एसिड) दोनों अल्टरनेट ऑक्सीडेज एंजाइम के प्रसिद्ध अवरोधक हैं।
इसलिए,$(B)$ और $(C)$ दोनों सही हैं।

(C) साइनाइड $(CN^-)$ इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ के एक शक्तिशाली अवरोधक के रूप में कार्य करता है।
यह विशेष रूप से साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज के हीम $a_3$ में मौजूद फेरिक $(Fe^{3+})$ आयरन के साथ जुड़ जाता है।
साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज को माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में कॉम्प्लेक्स-$IV$ के रूप में जाना जाता है।
इस कॉम्प्लेक्स के साथ जुड़कर,साइनाइड ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को रोकता है,जिससे पूरी इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला रुक जाती है और ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन बाधित हो जाता है।

(A) माइटोकॉन्ड्रिया के इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ में,इलेक्ट्रॉन विभिन्न परिसरों के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं।
$Ubiquinone$ ($UQ$ या $Coenzyme-Q$) एक लिपिड-घुलनशील,छोटा अणु है जो किसी भी प्रोटीन परिसर के साथ स्थायी रूप से नहीं जुड़ा होता है।
यह एक मोबाइल इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करता है जो $Complex-I$ ($NADH$ डिहाइड्रोजनेज) और $Complex-III$ ($Cytochrome-bc_1$ परिसर) के बीच,और साथ ही $Complex-II$ ($Succinate$ डिहाइड्रोजनेज) से $Complex-III$ तक इलेक्ट्रॉनों का वहन करता है।
अतः,$UQ$ सही उत्तर है।

(A) श्वसन और प्रकाश संश्लेषण दोनों में,इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ के माध्यम से $ATP$ का संश्लेषण होता है।
प्रकाश संश्लेषण में,इसे फोटोफॉस्फोराइलेशन कहा जाता है,जो क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में होता है।
श्वसन में,इसे ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन कहा जाता है,जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में होता है।
दोनों प्रक्रियाएं $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम को चलाने के लिए झिल्ली के पार एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) का उपयोग करती हैं,जिसके परिणामस्वरूप $ATP$ का उत्पादन होता है।

(C) $F_1$ कण,जिन्हें $F_1$ हेडपीस या $F_1$ सबयूनिट के रूप में भी जाना जाता है,माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर स्थित $F_0-F_1$ $ATP$ सिंथेज़ कॉम्प्लेक्स का हिस्सा हैं।
ये कण प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं।
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के दौरान मुक्त ऊर्जा का उपयोग करके $ATP$ बनाने की इस प्रक्रिया को ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन कहा जाता है।
इसलिए,$F_1$ कण ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन के लिए आवश्यक घटक रखते हैं।

(B) $F_1$ कण,जिन्हें $F_1$ सबयूनिट्स या $F_1$ हेड्स के रूप में भी जाना जाता है,माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित $F_0-F_1$ $ATP$ सिंथेज़ कॉम्प्लेक्स का हिस्सा हैं।
इन कणों में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक स्थल होते हैं।
यह प्रक्रिया,जो इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ के साथ जुड़ी होती है,ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलेशन कहलाती है।
इसलिए,$F_1$ कण ऑक्सीडेटिव फॉस्फोरिलेशन के लिए आवश्यक हैं।

(A) कोशिकीय श्वसन की प्रक्रिया में,विशेष रूप से इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ में,कई खनिज तत्व एंजाइमों और इलेक्ट्रॉन वाहकों के लिए आवश्यक सहकारक (cofactors) के रूप में कार्य करते हैं।
आयरन $(Fe)$ साइटोक्रोम और आयरन-सल्फर प्रोटीन का एक महत्वपूर्ण घटक है,जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के लिए अत्यंत आवश्यक है।
कॉपर $(Cu)$ साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज (कॉम्प्लेक्स $IV$) का एक आवश्यक घटक है,जो ऑक्सीजन को इलेक्ट्रॉनों के अंतिम स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है।
इसलिए,श्वसन श्रृंखला के कुशल संचालन के लिए आयरन और कॉपर दोनों अनिवार्य हैं।

(D) लोहा (आयरन) कई जैविक अणुओं का एक महत्वपूर्ण घटक है जो ऑक्सीजन परिवहन और इलेक्ट्रॉन परिवहन में शामिल होते हैं।
$1$. हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं में पाया जाने वाला प्रोटीन है जो पूरे शरीर में ऑक्सीजन ले जाता है और इसके हीम समूह में लोहा होता है।
$2$. मायोग्लोबिन मांसपेशियों के ऊतकों में पाया जाने वाला प्रोटीन है जो ऑक्सीजन का भंडारण करता है और इसमें भी लौह-आधारित हीम समूह होता है।
$3$. साइटोक्रोम लौह-युक्त हीमोप्रोटीन हैं जो कोशिकीय श्वसन के दौरान इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
अतः,तीनों यौगिकों में लोहा मौजूद होता है।

(B) $FAD$ का पूर्ण रूप फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड $(Flavin adenine dinucleotide)$ है।
यह विभिन्न प्रोटीनों से जुड़ा एक रेडॉक्स-सक्रिय सह-एंजाइम $(coenzyme)$ है, जो चयापचय की कई एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है।
यह इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और साइट्रिक एसिड चक्र $(Krebs cycle)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करता है।

(D) ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण श्वसन के दौरान उत्पन्न अपचयित को-एंजाइम $(NADH, FADH_2)$ के ऑक्सीकरण के दौरान मुक्त ऊर्जा की मदद से ऊर्जा-समृद्ध $ATP$ अणुओं का संश्लेषण है।
इस संश्लेषण के लिए आवश्यक एंजाइम को $ATP$ सिंथेज़ कहा जाता है।
यह आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में मौजूद $F_0-F_1$ कॉम्प्लेक्स (प्राथमिक कणों) के $F_1$ हेडपीस में स्थित होता है।
$F_1$ कण $ATP$ संश्लेषण में सक्षम है।
$ATP$ सिंथेज़ केवल तब $ATP$ निर्माण में सक्रिय होता है जब $F_1$ पक्ष की तुलना में $F_0$ पक्ष पर $H^+$ आयनों की उच्च सांद्रता के साथ एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) होती है।
यह सांद्रता अंतर माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार एक विद्युत विभव बनाता है।
प्रोटॉन प्रवणता और झिल्ली विद्युत विभव मिलकर प्रोटॉन मोटिव फोर्स $(PMF)$ बनाते हैं।
$F_0$ चैनल के माध्यम से प्रोटॉन का प्रवाह $F_1$ कण को $ATP$ सिंथेज़ के रूप में कार्य करने के लिए प्रेरित करता है।
प्रोटॉन प्रवणता की ऊर्जा का उपयोग उच्च-ऊर्जा बंधन द्वारा $ADP$ के साथ एक फास्फेट समूह को जोड़ने के लिए किया जाता है,जिससे $ATP$ का उत्पादन होता है।

(A) साइटोक्रोम आयरन युक्त हीमोप्रोटीन होते हैं जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $(ETC)$ में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया में,$ETC$ आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में स्थित होता है,जो क्रिस्टी नामक संरचनाओं में मुड़ी होती है।
इसलिए,साइटोक्रोम माइटोकॉन्ड्रिया की क्रिस्टी में पाए जाते हैं।

(C) कोशिकीय श्वसन की प्रक्रिया के दौरान,इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होती है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन $ETS$ के विभिन्न परिसरों से गुजरते हैं,ऊर्जा मुक्त होती है और इसका उपयोग प्रोटॉन ($H^+$ आयनों) को माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स से अंतराझिल्ली अवकाश (intermembrane space) में पंप करने के लिए किया जाता है। यह आंतरिक झिल्ली के पार एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) बनाता है,जो $ATP$ सिंथेज़ द्वारा $ATP$ के संश्लेषण के लिए आवश्यक है।

(A) : ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन की केमियोस्मोटिक कपलिंग परिकल्पना,जिसे $Peter \ Mitchell$ द्वारा प्रस्तावित किया गया था,$ATP$ निर्माण की प्रक्रिया को समझाती है और बताती है कि यह आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के आर-पार प्रोटॉन प्रवणता (gradient) के विकास से जुड़ी है।
$ATP$ संश्लेषण के लिए आवश्यक $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर मौजूद $F_1$ कणों में स्थित होता है।
यह एंजाइम केवल तब सक्रिय होता है जब $F_1$ पक्ष (मैट्रिक्स) की तुलना में $F_0$ पक्ष (इंटरमेम्ब्रेन स्पेस) पर प्रोटॉन की सांद्रता अधिक होती है।
$F_0$ चैनल के माध्यम से प्रोटॉन का प्रवाह $F_1$ कण को $ATP$ सिंथेज़ के रूप में कार्य करने के लिए प्रेरित करता है,और प्रोटॉन प्रवणता से प्राप्त ऊर्जा $ADP$ के फास्फोराइलेशन द्वारा $ATP$ का उत्पादन करती है।

(C) केमियोस्मोटिक परिकल्पना माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में $ATP$ संश्लेषण की व्याख्या करती है।
इस परिकल्पना के अनुसार,$ATP$ संश्लेषण झिल्ली के पार प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) के विकास से जुड़ा होता है।
कॉम्प्लेक्स $V$ ($ATP$ सिंथेज़) वह एंजाइम है जो $ATP$ संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है।
यह दो प्रमुख घटकों से बना होता है: $F_1$ और $F_0$।
$F_1$ एक परिधीय झिल्ली प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जिसमें $ATP$ संश्लेषण के लिए साइट होती है,जबकि $F_0$ एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो एक चैनल बनाता है जिसके माध्यम से प्रोटॉन झिल्ली को पार करते हैं।

(D) माइटोकॉन्ड्रियल इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ में,साइटोक्रोम $C$ एक छोटा प्रोटीन है जो आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की बाहरी सतह से जुड़ा होता है।
यह एक मोबाइल इलेक्ट्रॉन कैरियर के रूप में कार्य करता है जो कॉम्प्लेक्स $III$ (साइटोक्रोम $bc_1$ कॉम्प्लेक्स) और कॉम्प्लेक्स $IV$ (साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज कॉम्प्लेक्स) के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है।
अन्य साइटोक्रोम जैसे $a$ और $a_3$ कॉम्प्लेक्स के अभिन्न अंग हैं और मोबाइल कैरियर नहीं हैं।

(B) इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,कॉम्प्लेक्स इस प्रकार व्यवस्थित होते हैं:
- कॉम्प्लेक्स $I$: $NADH$ डिहाइड्रोजनेज।
- कॉम्प्लेक्स $II$: $Succinate$ डिहाइड्रोजनेज।
- कॉम्प्लेक्स $III$: $Cytochrome \, bc_1$ कॉम्प्लेक्स।
- कॉम्प्लेक्स $IV$: $Cytochrome \, c$ ऑक्सीडेज।
- कॉम्प्लेक्स $V$: $ATP$ सिंथेज।
अतः,कॉम्प्लेक्स $III$ $Cytochrome \, bc_1$ कॉम्प्लेक्स है।

(B) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के लिए विभिन्न कॉम्प्लेक्स शामिल होते हैं।
कॉम्प्लेक्स $I$ $NADH$ डिहाइड्रोजनेज है।
कॉम्प्लेक्स $II$ सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज है।
कॉम्प्लेक्स $III$ साइटोक्रोम $bc_1$ कॉम्प्लेक्स है।
कॉम्प्लेक्स $IV$ साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज है।
अतः,साइटोक्रोम $bc_1$ कॉम्प्लेक्स,कॉम्प्लेक्स $III$ के अनुरूप है।

(B) अभिकथन $(A)$ गलत है क्योंकि प्रोटॉन इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से मैट्रिक्स में $F_0$ चैनल के माध्यम से स्थानांतरित होते हैं,जो $ATP$ के संश्लेषण के लिए $F_1$ हेडपीस को संचालित करता है। प्रोटॉन का प्रवाह $F_0$ के माध्यम से होता है।
कारण $(R)$ गलत है क्योंकि $NADH$ (या $NADPH_2$) का ऑक्सीकरण माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली में स्थित कॉम्प्लेक्स-$I$ ($NADH$ डिहाइड्रोजनेज) पर होता है,न कि $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम के $F_1$ कण में। $F_1$ विशेष रूप से $ADP$ के $ATP$ में फॉस्फोराइलेशन के लिए जिम्मेदार है।

(B) इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ में,कॉम्प्लेक्स $II$ को सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज के रूप में जाना जाता है।
यह कॉम्प्लेक्स सक्सिनेट का फ्यूमरेट में ऑक्सीकरण करता है और $FADH_2$ के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को यूबिक्विनोन (ubiquinone) में स्थानांतरित करता है।
दिए गए विकल्पों में सुधार करते हुए,कॉम्प्लेक्स $II$ की सही पहचान सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज है।

(C) $Kreb's$ चक्र (जिसे साइट्रिक एसिड चक्र भी कहा जाता है) माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है।
इसी प्रकार,इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर स्थित होता है।
इस झिल्ली में ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के लिए आवश्यक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स ($I$ से $IV$) और $ATP$ सिंथेज़ मौजूद होते हैं।
इसलिए,$ETS$ अभिक्रियाओं के लिए सही स्थान माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली है।

(C) ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन वह प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ के माध्यम से अपचयित को-एंजाइमों ($NADH$ और $FADH_2$) के ऑक्सीकरण के दौरान मुक्त ऊर्जा का उपयोग करके $ATP$ का संश्लेषण किया जाता है।
चूंकि यह प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित $ETS$ के माध्यम से होती है,इसलिए इसे आमतौर पर इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ या इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट चेन $(ETC)$ के रूप में जाना जाता है।

(B) $F_0-F_1$ कण,जिसे $ATP$ सिंथेज़ के रूप में भी जाना जाता है,ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन के दौरान $ATP$ के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है।
केमियोस्मोटिक परिकल्पना के अनुसार,$F_0$ चैनल के माध्यम से इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में प्रोटॉन $(H^+)$ की गति $F_1$ सबयूनिट में संरचनात्मक परिवर्तन लाती है।
यह स्थापित है कि $F_0-F_1$ कॉम्प्लेक्स के माध्यम से $2$ प्रोटॉन $(H^+)$ के गुजरने से $ADP$ और अकार्बनिक फास्फेट $(Pi)$ से $1$ $ATP$ अणु का संश्लेषण होता है।

(A) $ATPase$ एंजाइम कॉम्प्लेक्स दो मुख्य घटकों से बना होता है: $F_0$ और $F_1$।
$F_0$ भाग एक अभिन्न झिल्ली प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो एक चैनल बनाता है जिसके माध्यम से प्रोटॉन माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली को पार करते हैं।
$F_1$ हेडपीस एक परिधीय झिल्ली प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली के मैट्रिक्स की ओर स्थित होता है।
$F_1$ में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक साइट होती है।
चूंकि कथन $A$ और $R$ दोनों $ATPase$ कॉम्प्लेक्स की संरचना और कार्य का सटीक वर्णन करते हैं,इसलिए दोनों सही हैं।

(B) वायवीय श्वसन के दौरान,$1$ पाइरुविक एसिड अणु निम्नलिखित चरणों से गुजरता है:
$1$. लिंक प्रतिक्रिया: $1$ $NADH$ उत्पन्न होता है।
$2$. क्रेब्स चक्र: $4$ $NADH$,$1$ $FADH_2$ और $1$ $GTP$ $(ATP)$ उत्पन्न होते हैं।
प्रति पाइरुविक एसिड कुल: $5$ $NADH$ और $1$ $FADH_2$।
$3$ पाइरुविक एसिड अणुओं के लिए: $15$ $NADH$ और $3$ $FADH_2$।
ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन में इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट सिस्टम $(ETS)$ शामिल है जहाँ $1$ $NADH$ से $2.5$ $ATP$ और $1$ $FADH_2$ से $1.5$ $ATP$ प्राप्त होते हैं।
$NADH$ से कुल $ATP = 15 \times 2.5 = 37.5$।
$FADH_2$ से कुल $ATP = 3 \times 1.5 = 4.5$।
ऑक्सीडेटिव फास्फोराइलेशन द्वारा कुल $ATP = 37.5 + 4.5 = 42$।

(A) माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली $(ETS)$ में,इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के लिए विभिन्न कॉम्प्लेक्स शामिल होते हैं।
कॉम्प्लेक्स $I$ $NADH$ डिहाइड्रोजनेज है,जो $NADH + H^+$ से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है।
कॉम्प्लेक्स $II$ सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज है (जो $FADH_2$ का उपयोग करता है)।
कॉम्प्लेक्स $III$ साइटोक्रोम $bc_1$ कॉम्प्लेक्स है।
कॉम्प्लेक्स $IV$ साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज है,जिसमें साइटोक्रोम $a$ और $a_3$ तथा दो कॉपर केंद्र होते हैं।
अतः,कॉम्प्लेक्स $I$ $NADH$ डिहाइड्रोजनेज है और कॉम्प्लेक्स $IV$ साइटोक्रोम $c$ ऑक्सीडेज है।