Transpiration (General) and Stomata Questions in Gujarati

(C) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી,મુખ્યત્વે પર્ણરંધ્રો દ્વારા પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
વધારે પડતું પાણી ગુમાવવાનું ઘટાડવા માટે,વનસ્પતિઓમાં વિવિધ અનુકૂલનો વિકસ્યા છે.
આવું જ એક અનુકૂલન પર્ણો અને પ્રકાંડની સપાટી પર મીણ જેવું,જલવિરોધી સ્તર છે જેને ક્યુટિકલ કહેવામાં આવે છે.
ક્યુટિકલ મુખ્યત્વે $Cutin$ નામના ફેટી પદાર્થનું બનેલું હોય છે.
આ સ્તર એક અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે અને પર્ણરંધ્ર સિવાયના પાણીના વ્યયને અટકાવીને બાષ્પોત્સર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

(A) શરૂઆતમાં,તાપમાન અને પવનની ગતિમાં વધારો થવાથી પર્ણની સપાટી પરથી પાણીનું બાષ્પીભવન વધે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે.
જો કે,જો તાપમાન ખૂબ વધારે થઈ જાય,તો તે વધુ પડતા પાણીના વ્યયને રોકવા માટે પર્ણરંધ્ર (stomata) બંધ થવા તરફ દોરી જાય છે (જેને મધ્ય-દિવસીય બંધ થવાની પ્રક્રિયા કહેવાય છે).
તે જ રીતે,અત્યંત વધુ પવનની ગતિ યાંત્રિક તણાવને કારણે અથવા પાણીના પોટેન્શિયલના તફાવતને ઘટાડીને પર્ણરંધ્રને બંધ કરી શકે છે,જે અંતે બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયાને ધીમી પાડે છે.
તેથી,શરૂઆતમાં વધારો અને ત્યારબાદ ઘટાડો થવાનું સાચું કારણ પર્ણરંધ્રનું બંધ થવું છે.

(D) પ્રકાશ પર્ણરંધ્રોને ખોલીને બાષ્પોત્સર્જનના દરને સીધી અસર કરે છે.
પ્રકાશની ગેરહાજરીમાં અથવા જ્યારે પ્રકાશની તીવ્રતામાં ઘટાડો થાય છે,ત્યારે પર્ણરંધ્રો બંધ થઈ જાય છે.
બાષ્પોત્સર્જનનો મોટો ભાગ પર્ણરંધ્રો દ્વારા થતો હોવાથી,પર્ણરંધ્રો બંધ થવાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે અથવા અટકી જાય છે.
તેથી,પ્રકાશની તીવ્રતામાં ઘટાડો થવાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર ઘટે છે.

(A) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિમાંથી પાણીનું વરાળ સ્વરૂપે ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે. બાષ્પોત્સર્જનનો દર વાતાવરણની સાપેક્ષ આદ્રતા (ભેજ) ના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
$(a)$ જ્યારે વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હોય,ત્યારે પર્ણની અંદરના ભાગ અને બહારની હવા વચ્ચેનો જલક્ષમતાનો તફાવત ઘટી જાય છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે.
$(b)$ પવનની વધુ ગતિ સામાન્ય રીતે પર્ણની આસપાસના ભેજવાળા હવાના સ્તરને દૂર કરીને બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધારે છે.
$(c)$ કોષમાં પાણીનું વધારાનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે બાષ્પોત્સર્જનના ઊંચા દરને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$(d)$ સૂકી પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ જલક્ષમતાના તફાવતને વધારે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે.
તેથી,જ્યારે ભેજનું પ્રમાણ વધારે હોય ત્યારે બાષ્પોત્સર્જન સૌથી ઓછું હોય છે.

(A) ફિનાઈલ મર્ક્યુરિક એસીટેટ $(PMA)$ એ એક જાણીતું એન્ટિટ્રાન્સપિરન્ટ (બાષ્પોત્સર્જનરોધક) છે.
તે વનસ્પતિઓમાં વાયુરંધ્રો (stomata) ને આંશિક રીતે બંધ કરીને કાર્ય કરે છે.
વાયુરંધ્રોના છિદ્રને ઘટાડીને,તે પ્રકાશસંશ્લેષણ કે શ્વસન જેવી અન્ય શારીરિક પ્રક્રિયાઓને ગંભીર રીતે અસર કર્યા વિના બાષ્પોત્સર્જનના દરને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) બાષ્પોત્સર્જનનો દર મુખ્યત્વે પર્ણના આંતરિક વાતાવરણ (વાયુરંધ્ર નીચેની ગુહા) અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચેના બાષ્પ દબાણના તફાવત દ્વારા નક્કી થાય છે. આ તફાવતને બાષ્પ દબાણ ઢાળ $(VPG)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જો વાયુરંધ્રો સંપૂર્ણપણે ખુલ્લા હોય,તો પણ જો બાહ્ય હવાની સાપેક્ષ આદ્રતા $100\%$ હોય,તો બાષ્પ દબાણ ઢાળ શૂન્ય થઈ જાય છે અને બાષ્પોત્સર્જન થતું નથી. આમ,બાષ્પ દબાણ ઢાળ એ બાષ્પોત્સર્જન માટેનું સીધું પ્રેરક બળ છે.

(A) બાષ્પોત્સર્જન-રોધક એવા રાસાયણિક પદાર્થો છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને નોંધપાત્ર રીતે અસર કર્યા વિના વનસ્પતિઓમાં બાષ્પોત્સર્જનનો દર ઘટાડે છે.
$Phenyl$ $mercuric$ $acetate$ $(PMA)$ એ એક જાણીતું રસાયણ છે જે વાયુરંધ્ર (stomata) ને બંધ કરીને બાષ્પોત્સર્જન-રોધક તરીકે કાર્ય કરે છે.
ખુલ્લા વાયુરંધ્રોની સંખ્યા ઘટાડીને,તે વનસ્પતિને પાણી બચાવવામાં મદદ કરે છે,ખાસ કરીને દુષ્કાળ અથવા પાણીના તણાવના સમયગાળા દરમિયાન.

(D) જે રાસાયણિક પદાર્થો પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસન માટે જરૂરી વાયુ વિનિમયને અસર કર્યા વિના,પર્ણોમાં પાણીની વરાળના પ્રસરણ સામે અવરોધ વધારીને બાષ્પોત્સર્જનનો દર ઘટાડે છે,તેને એન્ટિ-ટ્રાન્સપિરન્ટ્સ કહેવામાં આવે છે. આ પદાર્થોનો ઉપયોગ કોઈપણ પ્રકારની વનસ્પતિ પર કરી શકાય છે,જેમાં ફળ આપતી વનસ્પતિઓ,શાકભાજીના છોડ અને વિવિધ પાકનો સમાવેશ થાય છે,જેથી દુષ્કાળ કે પાણીની અછત દરમિયાન પાણીનું સંરક્ષણ કરી શકાય. તેથી,એન્ટિ-ટ્રાન્સપિરન્ટ્સનો ઉપયોગ ઉપર જણાવેલ તમામ પ્રકારની વનસ્પતિઓમાં બાષ્પોત્સર્જનને અટકાવી શકે છે.

(B) જ્યારે જમીનમાં ઉપલબ્ધ પાણી અપૂરતું હોય,ત્યારે બાષ્પોત્સર્જનનો દર ઘટે છે.
આંતરિક પાણીની અછતની સ્થિતિમાં,વનસ્પતિના રક્ષક કોષોમાં આસુનતા (turgor) ઘટે છે,જેના કારણે વાયુરંધ્રો આંશિક અથવા સંપૂર્ણ રીતે બંધ થઈ જાય છે.
આ બંધ થવાને કારણે પર્ણોમાંથી પાણીની વરાળનું નુકસાન નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો એકંદર દર ઘટે છે.

(C) વાયુરંધ્ર પ્રકાશના પ્રતિભાવમાં ખુલે છે.
અન્ય તરંગલંબાઇના પ્રકાશની તુલનામાં વાયુરંધ્ર ખોલવા માટે વાદળી પ્રકાશ વધુ અસરકારક છે.
આ ઘટના $1958$ માં મૌરાવીએફ (Mouravieff) દ્વારા દર્શાવવામાં આવી હતી.

(B) બાષ્પોત્સર્જનનો દર તાપમાનના સમપ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ પાણીના અણુઓની ગતિજ ઉર્જા વધે છે,જેના પરિણામે પર્ણની સપાટી પરથી વાતાવરણમાં પાણીનું બાષ્પીભવન ઝડપથી થાય છે.
તેથી,તાપમાનમાં વધારો થવાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે.

(D) બાષ્પોત્સર્જનનો ક્રિયા વર્ણપટ એ પ્રકાશની તરંગલંબાઇનો તે વિસ્તાર છે જેમાં બાષ્પોત્સર્જનનો દર મહત્તમ હોય છે.
પ્રાયોગિક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે દ્રશ્ય પ્રકાશના વર્ણપટમાં વાદળી અને લાલ રંગના વિસ્તારમાં બાષ્પોત્સર્જનનો દર સૌથી વધુ હોય છે.
આનું મુખ્ય કારણ એ છે કે વાયુરંધ્ર (stomata) ખુલવાની પ્રક્રિયા,જે બાષ્પોત્સર્જનને સરળ બનાવે છે,તે વાદળી પ્રકાશ દ્વારા સૌથી અસરકારક રીતે ઉત્તેજિત થાય છે,અને આ તરંગલંબાઇ પર્ણની સપાટીને ગરમ કરવામાં પણ મદદ કરે છે,જેનાથી બાષ્પીભવનનો દર વધે છે.

(C) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીની વરાળ સ્વરૂપે પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધારતા પરિબળોમાં ઊંચું તાપમાન,ઓછો ભેજ,પવનની વધુ ગતિ અને પ્રકાશની વધુ તીવ્રતાનો સમાવેશ થાય છે.
ઊંચું તાપમાન પર્ણના મધ્યપર્ણ કોષોમાંથી આંતરકોષીય અવકાશમાં પાણીના બાષ્પીભવનનો દર વધારે છે અને પર્ણ તથા વાતાવરણ વચ્ચે પ્રસરણ ઢાળમાં પણ વધારો કરે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઊંચું તાપમાન એ મુખ્ય પરિબળ છે જે સીધી રીતે બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધારે છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જનનો દર પ્રકાશ,તાપમાન,ભેજ અને પવનની ગતિ જેવા અનેક પર્યાવરણીય પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$1$. છોડને અંધારામાં રાખવાથી વાયુરંધ્રો (stomata) બંધ થઈ જાય છે,જે બાષ્પોત્સર્જન ઘટાડે છે.
$2$. છોડને ઠંડા રૂમમાં રાખવાથી તાપમાન ઘટે છે,જે બાષ્પીભવનનો દર ઘટાડે છે અને પરિણામે બાષ્પોત્સર્જન પણ ઘટે છે.
$3$. વરસાદ દરમિયાન છોડને બહાર રાખવાથી વાતાવરણમાં ભેજનું પ્રમાણ વધે છે,જે પાંદડા અને વાતાવરણ વચ્ચેના જલક્ષમતાના ઢાળને ઘટાડે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જન ઘટે છે.
$4$. છોડને ઇલેક્ટ્રિક પંખાના પવનમાં રાખવાથી પાંદડાની આસપાસ પવનની ગતિ વધે છે. આ પાંદડાની સપાટીની આસપાસના ભેજવાળા હવાના સ્તર (boundary layer) ને દૂર કરે છે,જેનાથી જલક્ષમતાનો ઢાળ વધે છે અને બાષ્પોત્સર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચો જવાબ છે.

(C) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે,જે મુખ્યત્વે વાયુરંધ્રો દ્વારા થાય છે.
વાયુરંધ્રો એ પર્ણના અધિસ્તર પર જોવા મળતા સૂક્ષ્મ છિદ્રો છે,અને તેમનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષો તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ કોષો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
બાષ્પોત્સર્જનનો મોટો ભાગ વાયુરંધ્રો દ્વારા થતો હોવાથી,રક્ષક કોષોના કાર્યમાં દખલ કરતું કોઈપણ પરિબળ બાષ્પોત્સર્જનના દરને સીધી અસર કરશે.
તેથી,રક્ષક કોષોમાં દખલગીરી કરવી એ બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયાને પ્રભાવિત કરવાની સીધી રીત છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જનના નિયમન માટે સૌથી મહત્વનું પરિબળ વાયુરંધ્ર (stomata) નું ખુલવું અને બંધ થવું છે.
વાયુરંધ્રની હિલચાલ મુખ્યત્વે પ્રકાશની તીવ્રતા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પ્રકાશ વાયુરંધ્રને ખોલવા માટે પ્રેરિત કરે છે જેથી પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે વાયુઓનું વિનિમય થઈ શકે,જેની સાથે પાણીની વરાળ પણ બહાર નીકળે છે,આમ તે બાષ્પોત્સર્જનના દરનું નિયમન કરે છે.
તેથી,આપેલા વિકલ્પોમાંથી પ્રકાશને સૌથી મહત્વનું પરિબળ માનવામાં આવે છે.

(A) જ્યારે વાતાવરણની સાપેક્ષ આદ્રતા $100\%$ હોય,ત્યારે પર્ણની અંદરના ભાગ અને વાતાવરણ વચ્ચેનો જલક્ષમતાનો તફાવત શૂન્ય થઈ જાય છે.
બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીની વરાળ સ્વરૂપે થતો વ્યય છે,જે પર્ણ અને આસપાસની હવા વચ્ચેના બાષ્પ દબાણના તફાવત પર આધાર રાખે છે.
$100\%$ સાપેક્ષ આદ્રતા પર,હવા પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત હોય છે,જેનો અર્થ છે કે પાણીના વ્યય માટે કોઈ પ્રેરક બળ હોતું નથી.
જોકે,વાયુરંધ્રો સામાન્ય રીતે દિવસ દરમિયાન વાયુઓના વિનિમય (પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે $CO_2$ ગ્રહણ) માટે ખુલ્લા રહે છે,ભલે સંતૃપ્ત વાતાવરણને કારણે બાષ્પોત્સર્જન નહિવત હોય અથવા થતું ન હોય.

(B) પર્ણરંધ્રીય બાષ્પોત્સર્જન મુખ્યત્વે પર્ણરંધ્રોના ખુલવા અને બંધ થવા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
$CO_2$ ની સાંદ્રતામાં વધારો પર્ણરંધ્રોને બંધ થવા માટે પ્રેરે છે.
જ્યારે $CO_2$ નું સ્તર ઊંચું હોય છે,ત્યારે રક્ષક કોષો તેમની આસૃતિદાબ (turgidity) ગુમાવે છે,જેના પરિણામે પર્ણરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે અને બાષ્પોત્સર્જનના દરમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.
તેથી,ઊંચી $CO_2$ સાંદ્રતા એ પર્ણરંધ્રીય બાષ્પોત્સર્જનને અવરોધતું મુખ્ય પરિબળ છે.

(C) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીની વરાળ સ્વરૂપે પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
તાપમાન અને પવનની ગતિ બાષ્પોત્સર્જનના દર સાથે સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.
જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ પાણીના અણુઓની ગતિજ ઉર્જા વધે છે,જેનાથી બાષ્પીભવન ઝડપી બને છે.
તે જ રીતે,પવન પાંદડાની સપાટીની આસપાસની ભેજવાળી હવાને દૂર કરે છે,જે પાણીની વરાળના સાંદ્રતા ઢાળને જાળવી રાખે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે.
તેનાથી વિપરીત,સાપેક્ષ ભેજ એ બાષ્પોત્સર્જન સાથે વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે કારણ કે ઉચ્ચ ભેજ પાંદડાની અંદરના ભાગ અને વાતાવરણ વચ્ચેના સાંદ્રતા ઢાળને ઘટાડે છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી,મુખ્યત્વે પર્ણરંધ્રો દ્વારા પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
ઉનાળાના મહિનાઓ દરમિયાન,બાષ્પોત્સર્જનનો દર પ્રકાશની તીવ્રતા,તાપમાન અને ભેજ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
$1 AM$ (રાત્રિના સમયે),પ્રકાશની તીવ્રતા શૂન્ય હોય છે અને તાપમાન તેના સૌથી નીચા સ્તરે હોય છે.
મોટાભાગની વનસ્પતિઓ રાત્રિ દરમિયાન પાણીનો વધુ પડતો વ્યય અટકાવવા માટે તેમના પર્ણરંધ્રો બંધ કરી દે છે,જેના પરિણામે આ સમયે બાષ્પોત્સર્જનનો દર સૌથી ઓછો હોય છે.

(D) તીવ્ર પ્રકાશમાં સામાન્ય રીતે બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે. જો કે,જો કોઈ છોડ ખૂબ જ તીવ્ર પ્રકાશમાં બાષ્પોત્સર્જનના દરમાં ઘટાડો દર્શાવે છે,તો તે અતિશય પાણીના વ્યય અને કરમાઈ જવાથી બચવા માટેની એક રક્ષણાત્મક પ્રક્રિયા છે.
આ ઘટના વાયુરંધ્ર (stomata) ના આંશિક બંધ થવાને કારણે થાય છે,જે પર્ણની અંદરથી વાતાવરણમાં પાણીની વરાળ બહાર નીકળવા માટે ઉપલબ્ધ સપાટીના ક્ષેત્રફળને ઘટાડે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી,મુખ્યત્વે પર્ણરંધ્રો દ્વારા પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
રાત્રિ દરમિયાન,મોટાભાગની વનસ્પતિઓ પાણીનો વ્યય અટકાવવા માટે તેમના પર્ણરંધ્રો બંધ કરી દે છે,કારણ કે ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા થતી નથી.
પર્ણરંધ્રો બંધ હોવાથી,બાષ્પોત્સર્જનનો દર પહેલેથી જ ન્યૂનતમ અથવા નહિવત હોય છે.
તેથી,દિવસ દરમિયાન જ્યારે પર્ણરંધ્રો ખુલ્લા હોય છે તેની સરખામણીમાં,રાત્રિ દરમિયાન ભેજ કે તાપમાન જેવા બાહ્ય પર્યાવરણીય પરિબળોમાં થતા ફેરફારોની બાષ્પોત્સર્જન દર પર ખૂબ જ ઓછી અસર થાય છે.

(D) બાષ્પોત્સર્જનનો દર આસપાસની હવામાં રહેલા સાપેક્ષ ભેજ સાથે વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જ્યારે વાતાવરણમાં ભેજ વધે છે,ત્યારે હવા પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત થઈ જાય છે,જે પર્ણની અંદરના ભાગ અને વાતાવરણ વચ્ચેના પ્રસરણ ઢાળને ઘટાડે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર ઘટે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે ભેજ ઘટે છે (એટલે કે,હવા સૂકી બને છે),ત્યારે પર્ણ અને વાતાવરણ વચ્ચે પાણીની વરાળના સાંદ્રતાનો તફાવત વધે છે,જે બાષ્પોત્સર્જનના દરમાં વધારો કરે છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીની વરાળ સ્વરૂપે પાણી ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
$(b)$ તાપમાન બાષ્પોત્સર્જનના દરને સીધી અસર કરે છે.
જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ પાણીના અણુઓની ગતિજ ઉર્જા વધે છે,જેના પરિણામે પર્ણની સપાટી પરથી બાષ્પીભવન ઝડપથી થાય છે.
વધુમાં,ઊંચું તાપમાન પર્ણની આસપાસની હવામાં ભેજનું પ્રમાણ ઘટાડે છે,જે પર્ણ અને વાતાવરણ વચ્ચે પાણીના પોટેન્શિયલનો તફાવત વધારે છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જનનો દર વધે છે.

(C) આવૃત બીજધારી વનસ્પતિઓમાં વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોમાં થતા આસૃતિદાબ (turgor pressure) ના ફેરફારો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે પાણીના પ્રવેશને કારણે રક્ષક કોષો આસુન (turgid) બને છે,ત્યારે વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે અને શિથિલ (flaccid) બને છે,ત્યારે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(B) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોના આસુનતા દાબ (Turgor pressure) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેઓ સક્રિય રીતે પોટેશિયમ આયનો $(K^+)$ નું શોષણ કરે છે,જેનાથી તેમનું જલક્ષમતા (Water potential) ઘટે છે.
આના પરિણામે આસૃતિ (Osmosis) દ્વારા પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,જેનાથી તેમની આસુનતામાં વધારો થાય છે.
રક્ષક કોષોની દીવાલમાં સેલ્યુલોઝના સૂક્ષ્મ તંતુઓની વિશિષ્ટ ગોઠવણીને કારણે,આ વધેલું આસુનતા દાબ રક્ષક કોષોને બહારની તરફ વળવા માટે પ્રેરે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર ખુલે છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીનું બાષ્પ સ્વરૂપે ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે વાયુરંધ્રના ખુલવા અને બંધ થવાની ક્રિયા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
વાયુરંધ્રનું છિદ્ર રક્ષક કોષોમાં થતા આસૃતિદાબ (turgor pressure) ના ફેરફારો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો આશૂન (turgid) બને છે,ત્યારે વાયુરંધ્ર ખુલે છે,જે બાષ્પોત્સર્જનને પ્રોત્સાહન આપે છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે અને શિથિલ (flaccid) બને છે,ત્યારે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે,જેનાથી બાષ્પોત્સર્જન ઘટે છે.

(B) લેવિટે $(1974)$ વાયુરંધ્ર ખુલવા અને બંધ થવાની ક્રિયાવિધિ સમજાવવા માટે '$K^+$ પંપ સિદ્ધાંત' અથવા 'સક્રિય $K^+$ વહનનો સિદ્ધાંત' રજૂ કર્યો હતો.
આ સિદ્ધાંત મુજબ,રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોનો સંગ્રહ થવાથી પાણીનું પોટેન્શિયલ ઘટે છે,જેના પરિણામે પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે,જેથી તે આશૂન્ય બને છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,$K^+$ આયનો બહાર નીકળવાથી પાણીનો વ્યય થાય છે,જેના કારણે રક્ષક કોષો શિથિલ બને છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.

(D) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાની પ્રક્રિયા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોનો સંગ્રહ થાય છે,ત્યારે આસૃતિ દબાણ વધે છે,જેના કારણે પાણી આસૃતિ દ્વારા કોષોમાં પ્રવેશે છે.
આનાથી રક્ષક કોષોનું આશૂનતા દબાણ વધે છે,જેના પરિણામે વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે $K^+$ આયનો રક્ષક કોષોમાંથી બહાર નીકળે છે,ત્યારે પાણી પણ બહાર નીકળે છે,જેનાથી આશૂનતા દબાણ ઘટે છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.
તેથી,સાચો જવાબ $Potassium$ $(K^+)$ છે.

(B) $Sayre$ $(1926)$ દ્વારા પ્રસ્તાવિત સ્ટાર્ચ-શર્કરા આંતરરૂપાંતરણ સિદ્ધાંત મુજબ,વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ સ્ટાર્ચ અને દ્રાવ્ય શર્કરાના આંતરરૂપાંતરણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પ્રકાશસંશ્લેષણમાં $CO_2$ ના વપરાશને કારણે રક્ષક કોષોની $pH$ વધે છે.
આ ઊંચી $pH$ સ્ટાર્ચનું કાર્બનિક એસિડ (જેમ કે મેલિક એસિડ) અને ગ્લુકોઝ-$1$-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર પ્રેરે છે.
આનાથી રક્ષક કોષોની આસૃતિ સાંદ્રતા વધે છે,જેના પરિણામે પાણીનો અંતઃઆસૃતિ દ્વારા પ્રવેશ થાય છે,જે રક્ષક કોષોને સ્ફીત બનાવે છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેથી,સ્ટાર્ચનું કાર્બનિક એસિડમાં રૂપાંતર વાયુરંધ્ર ખુલવા માટે આવશ્યક છે.

(A) વાયુરંધ્રના ખુલવા અને બંધ થવા માટેનો આધુનિક અને સૌથી વધુ સ્વીકૃત સિદ્ધાંત લેવિટ દ્વારા આપવામાં આવેલ $K^+$ (પોટેશિયમ આયન) પંપ સિદ્ધાંત છે.
આ સિદ્ધાંત મુજબ,રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોનો સંગ્રહ થવાથી પાણીનું પોટેન્શિયલ ઘટે છે,જેના કારણે આસૃતિ દ્વારા પાણી કોષોમાં પ્રવેશે છે.
આના પરિણામે આશૂનતા દબાણ (turgor pressure) વધે છે,જે રક્ષક કોષોને ફૂલાવે છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,$K^+$ આયનોનો નિકાલ થવાથી પાણી બહાર નીકળી જાય છે,આશૂનતા દબાણ ઘટે છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(A) દિવસ દરમિયાન વાયુરંધ્ર ખુલે છે કારણ કે રક્ષક કોષો પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા કરે છે,જેનાથી શર્કરા કે કાર્બનિક એસિડ જેવા અભિસરણ રીતે સક્રિય પદાર્થો ઉત્પન્ન થાય છે.
આ દ્રાવ્ય પદાર્થોના સંચયને કારણે રક્ષક કોષોમાં અભિસરણ દબાણ (osmotic pressure) વધે છે.
પરિણામે,અંતઃઅભિસરણ (endosmosis) દ્વારા આસપાસના કોષોમાંથી પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,જેનાથી આસુનતા દબાણ (turgor pressure) વધે છે.
આ વધેલું આસુનતા દબાણ રક્ષક કોષોને ફૂલવા અને વળવા માટે પ્રેરે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર ખુલે છે.

(C) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોના આસૃતિ દાબ (turgor pressure) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. જ્યારે પાણીના અણુઓ આસૃતિની પ્રક્રિયા દ્વારા રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે,ત્યારે રક્ષક કોષો સ્ફીત (turgid) બને છે. રક્ષક કોષોની અંદરની દીવાલ જાડી અને બહારની દીવાલ પાતળી હોવાને કારણે,સ્ફીત રક્ષક કોષો બહારની તરફ ફૂલે છે,જેનાથી વાયુરંધ્રનું છિદ્ર વધુ પહોળું ખુલે છે. તેથી,રક્ષક કોષોમાં પાણીનો પ્રવેશ એ વાયુરંધ્ર ખુલવાનું સીધું કારણ છે.

(A) જ્યારે રક્ષક કોષોનું આસૃતિ દબાણ (osmotic pressure) નજીકના સહાયક કોષો કરતા વધારે થાય છે,ત્યારે અંતઃઆસૃતિ (endosmosis) દ્વારા પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે.
પાણીના આ પ્રવેશને કારણે રક્ષક કોષોમાં આસૃતિ દબાણ વધે છે,જેનાથી તે સ્ફીત (turgid) બને છે.
રક્ષક કોષોની દીવાલમાં સેલ્યુલોઝ માઇક્રોફિબ્રિલ્સની વિશિષ્ટ ગોઠવણીને કારણે,આ સ્ફીતતા વાયુરંધ્રને ખોલવા તરફ દોરી જાય છે.

(C) $Korper-Kappe$ સિદ્ધાંત વાયુરંધ્ર ખુલવાની પ્રક્રિયા સાથે સંબંધિત નથી.
આ સિદ્ધાંત વનસ્પતિઓમાં મૂળ અને પ્રરોહના અગ્રસ્થ વર્ધનશીલ પેશીઓના આયોજન સાથે સંબંધિત છે.
તેની સામે,$Sachs$ નો સિદ્ધાંત (સ્ટાર્ચ-શર્કરા આંતરરૂપાંતરણ),$K^+$ વહન સિદ્ધાંત (પોટેશિયમ આયનોનું સક્રિય વહન),અને $Lewitt$ નો સિદ્ધાંત (pH આધારિત સ્ટાર્ચ-શર્કરા રૂપાંતરણ) એ વાયુરંધ્ર ખુલવા અને બંધ થવાની ક્રિયાવિધિ સમજાવતા સ્થાપિત સિદ્ધાંતો છે.

(C) રક્ષક કોષોમાં પાણીની સ્થિતિમાં થતા ફેરફારોને કારણે વાયુરંધ્રની ગતિને હાઇડ્રોએક્ટિવ ગતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે,ત્યારે તેઓ શિથિલ બને છે,જેના પરિણામે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે રક્ષક કોષો પાણીનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તેઓ આશૂન (turgid) બને છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
આ પ્રક્રિયા સીધી રીતે રક્ષક કોષોની અંદરના જલ ક્ષમતા (water potential) અને આશૂન દાબ (turgor pressure) પર આધારિત છે.

(D) પ્રોટોન ટ્રાન્સપોર્ટ થિયરી (જેને સક્રિય $K^+$ ટ્રાન્સપોર્ટ થિયરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) મુજબ,વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું પોટેશિયમ આયનો $(K^+)$ ના વહન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પ્રોટોન $(H^+)$ રક્ષક કોષોની બહાર પંપ કરવામાં આવે છે,જે એક વિદ્યુત રાસાયણિક ઢાળ (electrochemical gradient) બનાવે છે.
આ ઢાળ આસપાસના સહાયક કોષોમાંથી રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોના સક્રિય શોષણને સરળ બનાવે છે.
$K^+$ આયનોનો સંગ્રહ રક્ષક કોષોની અંદર પાણીનું દબાણ (water potential) ઘટાડે છે,જેના કારણે આસૃતિ (osmosis) દ્વારા પાણી અંદર પ્રવેશે છે,જે રક્ષક કોષોને ફૂલાવે છે અને વાયુરંધ્રને ખોલે છે.

(C) દિવસ દરમિયાન,$pH$ માં વધારો થવાને કારણે સ્ટાર્ચનું શર્કરામાં રૂપાંતર થાય છે.
આ રૂપાંતરણને પરિણામે કોષરસની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે.
પરિણામે,રક્ષક કોષોમાં પાણીનું અંતઃઆસૃતિ (endosmosis) થાય છે,જેનાથી તેમની આસુનતા વધે છે અને વાયુરંધ્રો ખુલે છે.

(C) વાયુરંધ્રની ગતિવિધિ રક્ષક કોષોના આસૃતિ દબાણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
રાત્રિ દરમિયાન અથવા પાણીના તણાવની સ્થિતિમાં,રક્ષક કોષોનો $pH$ ઘટે છે.
આ એસિડિક વાતાવરણ દ્રાવ્ય શર્કરાનું અદ્રાવ્ય સ્ટાર્ચમાં રૂપાંતર કરવા માટે પ્રોત્સાહન આપે છે.
સ્ટાર્ચ અદ્રાવ્ય હોવાથી,તે આસૃતિ પોટેન્શિયલમાં ફાળો આપતું નથી,જેના કારણે પાણી આસૃતિ દ્વારા રક્ષક કોષોમાંથી બહાર નીકળી જાય છે.
આ આસુનતા દબાણ (turgor pressure) ગુમાવવાને કારણે રક્ષક કોષો ઢીલા પડે છે,પરિણામે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(B) લેવિટે વાયુરંધ્રની ગતિવિધિ માટે $pH$ સિદ્ધાંત પ્રસ્તાવિત કર્યો હતો. આ સિદ્ધાંત મુજબ,વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોના $pH$ માં થતા ફેરફારો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. દિવસ દરમિયાન,પ્રકાશસંશ્લેષણ $CO_2$ ની સાંદ્રતા ઘટાડે છે,જેનાથી $pH$ માં વધારો (આલ્કલાઇન સ્થિતિ) થાય છે. આ ઉચ્ચ $pH$ સ્ટાર્ચનું દ્રાવ્ય શર્કરામાં રૂપાંતર કરવા માટે પ્રોત્સાહન આપે છે,જે રક્ષક કોષોના જલક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે. પરિણામે,આસૃતિ દ્વારા પાણી કોષોમાં પ્રવેશે છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે. તેનાથી વિપરીત,રાત્રે $CO_2$ એકઠો થાય છે,જે $pH$ ઘટાડે છે (એસિડિક સ્થિતિ),જે શર્કરાનું ફરીથી સ્ટાર્ચમાં રૂપાંતર પ્રેરે છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.

(C) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોના આશૃતિદાબ (turgor pressure) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. પોટેશિયમ આયન $(K^+)$ પંપ સિદ્ધાંત મુજબ,દિવસ દરમિયાન,$K^+$ આયનો આસપાસના સહાયક કોષોમાંથી રક્ષક કોષોમાં સક્રિય વહન પામે છે. વિદ્યુત તટસ્થતા જાળવવા માટે,આ $K^+$ આયનો મેલેટ આયનો સાથે જોડાય છે,જે $K^+$-મેલેટ બનાવે છે. $K^+$-મેલેટનો આ સંગ્રહ રક્ષક કોષોની અંદર આશૃતિ સાંદ્રતા (ઓસ્મોલાઇટ) વધારે છે,જેના પરિણામે પાણીનો અંતઃઆશૃતિ (endosmosis) દ્વારા પ્રવેશ થાય છે. જેમ પાણી અંદર પ્રવેશે છે,તેમ રક્ષક કોષો સ્ફીત (turgid) બને છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર ખુલે છે. તેનાથી વિપરીત,રાત્રે આ પ્રક્રિયા ઉલટી થાય છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.

(C) સાંજના સમયે,પર્ણમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા અટકી જાય છે. પર્ણની અંદર કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ વધે છે,જેના પરિણામે $pH$ માં ઘટાડો થાય છે. ગ્લુકોઝનું ફોસ્ફોરાયલેશન થઈને ગ્લુકોઝ $6$-ફોસ્ફેટ બને છે,જે ત્યારબાદ ગ્લુકોઝ $1$-ફોસ્ફેટમાં ફેરવાય છે અને તેમાંથી સ્ટાર્ચનું સંશ્લેષણ થાય છે.
સ્ટાર્ચ અદ્રાવ્ય છે અને તે કોઈ આસૃતિ પોટેન્શિયલ (osmotic potential) ઉત્પન્ન કરતું નથી. પરિણામે,રક્ષક કોષો આસૃતિ દ્વારા નજીકના અધિસ્તરીય કોષોમાં પાણી ગુમાવે છે.
આના પરિણામે,રક્ષક કોષોનું આસુનતા દબાણ (turgor pressure) ઘટે છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(A) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોમાં થતા આસૃતિદાબ (turgor pressure) ના ફેરફારો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો પાણીનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તેઓ આસુન (turgid) બને છે અને તેમની કોષદીવાલની અસમાન જાડાઈને કારણે તેમનો વિશિષ્ટ આકાર તેમને બહારની તરફ ફૂલવા માટે પ્રેરે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેથી,રક્ષક કોષોનો આકાર એ વાયુરંધ્ર ખુલવાની ક્રિયાવિધિમાં સૌથી મહત્વનું પરિબળ છે.

(B) વાયુરંધ્રનું ખુલવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોના આસૃતિદાબ (turgor pressure) માં થતા વધારાને કારણે થાય છે. જ્યારે પાણી $Endosmosis$ (અંતઃઆસૃતિ) ની પ્રક્રિયા દ્વારા રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે,ત્યારે તેઓ સ્ફીત (turgid) બને છે. રક્ષક કોષોની જાડી અંદરની દીવાલ અને પાતળી બહારની દીવાલને કારણે,સ્ફીત રક્ષક કોષો બહારની તરફ ફૂલે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર ખુલે છે.

(D) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોના આસૃતિદાબ (turgor pressure) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે પાણી આસૃતિ દ્વારા રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તેઓ સ્ફીત (turgid) બને છે.
રક્ષક કોષોની જાડી અંદરની દીવાલો અને પાતળી બહારની દીવાલોને કારણે,સ્ફીતતાને લીધે કોષો બહારની તરફ ફૂલે છે,જેનાથી વાયુરંધ્રનું છિદ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે અને ઢીલા (flaccid) બને છે,ત્યારે છિદ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(C) સ્ટુઅર્ડની થિયરી (જેને સ્ટાર્ચ-શર્કરા આંતરરૂપાંતરણ થિયરી તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) સૂચવે છે કે વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોમાં સ્ટાર્ચ અને દ્રાવ્ય શર્કરાના આંતરરૂપાંતરણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
આ થિયરી મુજબ,પ્રક્રિયામાં નીચેના ઉત્સેચકીય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. પ્રકાશમાં,રક્ષક કોષોની $pH$ વધે છે,જે $Phosphorylase$ ઉત્સેચકને સક્રિય કરે છે. આ ઉત્સેચક સ્ટાર્ચનું ગ્લુકોઝ$-1-$ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર કરે છે.
$2$. ત્યારબાદ $Phosphoglucomutase$ ગ્લુકોઝ$-1-$ફોસ્ફેટનું ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતર કરે છે.
$3$. $Phosphatase$ ગ્લુકોઝ$-6-$ફોસ્ફેટનું ગ્લુકોઝમાં રૂપાંતર કરે છે,જેનાથી અભિસરણ દબાણ વધે છે,પરિણામે પાણીનો પ્રવેશ થાય છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
$4$. અંધારામાં,$pH$ ઘટે છે,અને $Hexokinase$ (અન્ય ઉત્સેચકો સાથે) ગ્લુકોઝનું ફરીથી સ્ટાર્ચમાં રૂપાંતર કરવામાં મદદ કરે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.
તેથી,આ તમામ ઉત્સેચકો આ થિયરીના આવશ્યક ઘટકો ગણવામાં આવે છે.

(B) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે પ્રકાશની તીવ્રતા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
દિવસ દરમિયાન,પ્રકાશ રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોના સંચયને ઉત્તેજિત કરે છે,જે પાણીના પોટેન્શિયલને ઘટાડે છે,જેના કારણે આસૃતિ (osmosis) દ્વારા પાણી કોષોમાં પ્રવેશે છે.
આનાથી રક્ષક કોષોનું આશૂનતા દબાણ (turgor pressure) વધે છે,જે વાયુરંધ્રના છિદ્રને ખોલે છે.
તેથી,પ્રકાશ એ વાયુરંધ્રની ક્રિયાવિધિને અસર કરતું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પર્યાવરણીય પરિબળ છે.

(A) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોમાં પોટેશિયમ આયનો $(K^+)$ ના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાની પ્રક્રિયા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે $K^+$ આયનો રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે આસૃતિ દબાણ વધે છે,જેના કારણે પાણી આસૃતિ દ્વારા કોષોમાં દાખલ થાય છે.
આનાથી રક્ષક કોષો સ્ફીત (turgid) બને છે,જેના પરિણામે વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે $K^+$ આયનો બહાર નીકળે છે,ત્યારે સ્ફીત દબાણ ઘટે છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.