Transpiration (General) and Stomata Questions in Gujarati

(B) વનસ્પતિ તેના મૂળ દ્વારા જમીનમાંથી મોટા પ્રમાણમાં પાણીનું શોષણ કરે છે. જોકે,આ શોષાયેલા પાણીનો ખૂબ જ નાનો અંશ ($1\%$ થી ઓછો) પ્રકાશસંશ્લેષણ અને અન્ય ચયાપચયની ક્રિયાઓમાં વપરાય છે. વનસ્પતિ દ્વારા શોષાયેલા પાણીનો મોટા ભાગનો જથ્થો બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયા દ્વારા પાણીની વરાળ સ્વરૂપે વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે,જે મુખ્યત્વે પર્ણોમાં આવેલા વાયુરંધ્રો દ્વારા થાય છે.

(A) $1$. બિંદુઉત્સ્વેદન (Guttation) એ પર્ણની કિનારીઓ કે ટોચ પર આવેલા જલરંધ્રો (hydathodes) દ્વારા પાણીના ટીપાં સ્વરૂપે થતો પાણીનો ત્યાગ છે. આ પ્રક્રિયા પ્રવાહી સ્વરૂપે થાય છે.
$2$. ઉત્સ્વેદન (Transpiration) એ વનસ્પતિ દ્વારા પાણીનો બાષ્પ સ્વરૂપે થતો વ્યય છે,જે મુખ્યત્વે પર્ણરંધ્રો દ્વારા થાય છે.
$3$. તેથી,$P$ એ બિંદુઉત્સ્વેદન છે અને $Q$ એ ઉત્સ્વેદન છે.

(D) આ આકૃતિમાં પર્ણની કિનારીઓ પર પાણીના ટીપાં જોવા મળે છે. આ ઘટનાને બિંદુઉત્સ્વેદન (Guttation) કહેવામાં આવે છે.
બિંદુઉત્સ્વેદન એ પર્ણની કિનારીઓ પર આવેલા વિશિષ્ટ છિદ્રો,જેને જલરંધ્ર (Hydathodes) કહે છે,તેના દ્વારા પાણીના ટીપાં સ્વરૂપે પાણીનો ત્યાગ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે નાના છોડમાં જ્યારે જમીનમાં ભેજનું પ્રમાણ વધારે હોય અને ઉત્સ્વેદનનો દર ઓછો હોય (જેમ કે રાત્રે અથવા વહેલી સવારે) ત્યારે જોવા મળે છે.

(B) ઊંચી વનસ્પતિઓમાં પાણીનું વહન મુખ્યત્વે બાષ્પોત્સર્જન ખેંચાણ (transpiration pull) દ્વારા થાય છે,જે પર્ણોના વાયુરંધ્રોમાંથી પાણીના બાષ્પીભવનને કારણે ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા જલવાહક પેશીમાં ઋણ દબાણ (તણાવ) ઉત્પન્ન કરે છે,જે પાણીના સ્તંભને મૂળથી વનસ્પતિની ટોચ સુધી ઉપરની તરફ ખેંચે છે.
જોકે મૂળદાબ નાની ક્ષુપ વનસ્પતિઓમાં અથવા રાત્રિ દરમિયાન પાણીના વહનમાં ફાળો આપે છે,પરંતુ તે ઊંચા વૃક્ષોની ઊંચાઈ સુધી પાણી પહોંચાડવા માટે અપૂરતું છે.
તેથી,ઊંચી વનસ્પતિઓમાં પાણીના વહન માટે બાષ્પોત્સર્જન એ મુખ્ય પ્રક્રિયા છે.

(C) આ આકૃતિ એક વનસ્પતિ દર્શાવે છે જેમાં પ્રકાંડ/પર્ણોમાંથી પાણી ગુમાવવાની ક્રિયા થાય છે,જે બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયા સૂચવે છે.
બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિ દ્વારા પાણીનું બાષ્પીભવન સ્વરૂપે થતું નુકસાન છે.
આ પ્રક્રિયા જલવાહક પેશીમાં નકારાત્મક દબાણ અથવા તણાવ ઉત્પન્ન કરે છે,જેને બાષ્પોત્સર્જન ખેંચાણ (Transpiration pull) કહેવામાં આવે છે,જે મૂળમાંથી વનસ્પતિના ટોચના ભાગ સુધી પાણીના ઉપર તરફના વહનમાં મદદ કરે છે.

(C) $1$. વનસ્પતિમાં પાણી અસ્થાયી છે કારણ કે મૂળ દ્વારા શોષાયેલ મોટાભાગનું પાણી બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા ગુમાવાય છે અને માત્ર થોડો જ ભાગ ચયાપચયની ક્રિયાઓમાં વપરાય છે.
$2$. બાષ્પોત્સર્જન એટલે વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીનું બાષ્પ સ્વરૂપે બહાર નીકળવાની ક્રિયા.
$3$. પ્રકાશસંશ્લેષણમાં વનસ્પતિ ખૂબ જ ઓછું પાણી (શોષાયેલા કુલ પાણીના $1\%$ કરતા પણ ઓછું) વાપરે છે. તેની સામે,બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા પાણીનો મોટો જથ્થો ગુમાવાય છે. તેથી,પ્રકાશસંશ્લેષણમાં વપરાતા પાણી કરતાં બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા વ્યય થતું પાણી ઓછું હોય છે તે વિધાન ખોટું છે.
$4$. કોબાલ્ટ ક્લોરાઈડ પેપર પાણીની હાજરી ચકાસવા માટે વપરાય છે; તે સૂકું હોય ત્યારે વાદળી હોય છે અને પાણીના સંપર્કમાં આવતા ગુલાબી રંગનું બને છે.

(A) રક્ષકકોષો એ વનસ્પતિના વિશિષ્ટ કોષો છે જે વાયુરંધ્ર (stomata) ને ઘેરીને આવેલા હોય છે.
તેઓ વાયુરંધ્રના ખુલવા અને બંધ થવાની ક્રિયાનું નિયંત્રણ કરે છે,જે બાષ્પોત્સર્જન (વનસ્પતિની સપાટી પરથી પાણીની વરાળનું નુકસાન) ના દરને નિયંત્રિત કરે છે.
તેથી,રક્ષકકોષો સીધી રીતે બાષ્પોત્સર્જનની ક્રિયા સાથે સંકળાયેલા છે.

(C) વાયુરંધ્રોનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોની આશુનતા (turgidity) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષો આશુન બને છે (પાણીના શોષણને કારણે ફૂલે છે),ત્યારે તેમની પાતળી બહારની દીવાલો બહારની તરફ ફૂલે છે અને અંદરની દીવાલોને અર્ધચંદ્રાકાર આકારમાં ધકેલે છે,જેનાથી વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે અને શિથિલ (flaccid) બને છે,ત્યારે તેમનું આશુન દબાણ ઘટે છે,જેના કારણે વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.
તેથી,'રક્ષક કોષો શિથિલ થતા વાયુરંધ્રો ખુલે છે' તે વિધાન અસંગત (ખોટું) છે.

(C) બાષ્પોત્સર્જન બાહ્ય (પર્યાવરણીય) અને આંતરિક (વનસ્પતિજન્ય) બંને પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે.
બાહ્ય પરિબળોમાં સમાવેશ થાય છે:
$I -$ તાપમાન
$II -$ પ્રકાશ
$IV -$ ભેજ
$VIII -$ પવનની ગતિ
આંતરિક પરિબળોમાં સમાવેશ થાય છે:
$III -$ વાયુરંધ્રોની રચના
$V -$ પર્ણરંધ્રોની સંખ્યા અને વિતરણ
$VI -$ ખુલ્લા પર્ણરંધ્રોની ટકાવારી
$VII -$ વનસ્પતિમાં પાણીની સ્થિતિ
તેથી,બાહ્ય અને આંતરિક પરિબળો માટેનો સાચો ક્રમ અનુક્રમે $(I, II, IV, VIII)$ અને $(III, V, VI, VII)$ છે. સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) બાષ્પોત્સર્જન વનસ્પતિમાં અનેક મહત્વપૂર્ણ કાર્યો કરે છે:
$1$. તે મૂળથી વનસ્પતિના ટોચના ભાગ સુધી પાણીના શોષણ અને વહન માટે બાષ્પોત્સર્જન ખેંચાણબળ ઉત્પન્ન કરે છે ($I$ સાચું છે).
$2$. તે પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે પાણી પૂરું પાડે છે ($II$ સાચું છે).
$3$. તે ભૂમિમાંથી ખનીજ તત્ત્વોનું વનસ્પતિના તમામ ભાગો સુધી વહન કરે છે ($III$ સાચું છે).
$4$. તે બાષ્પીભવન દ્વારા પર્ણની સપાટીને $10-15^{\circ} C$ જેટલી ઠંડી રાખે છે ($IV$ સાચું છે).
$5$. તે કોષોને આશૂન્ય (turgid) રાખીને વનસ્પતિનો આકાર અને બંધારણ જાળવી રાખે છે ($V$ સાચું છે).
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો $(I, II, III, IV, V)$ બાષ્પોત્સર્જનના સાચા હેતુઓ છે.

(B) વાયુરંધ્રના ખૂલવા અને બંધ થવાની ક્રિયા મુખ્યત્વે રક્ષક કોષોમાં $K^+$ (પોટેશિયમ) આયનોના પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાની પ્રક્રિયા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે $K^+$ આયનો રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે આસૃતિ દબાણ વધે છે,જેના કારણે આસૃતિ દ્વારા પાણી કોષોમાં પ્રવેશે છે.
આનાથી રક્ષક કોષોનું આશૂનતા દબાણ વધે છે,જે વાયુરંધ્રના ખૂલવા તરફ દોરી જાય છે.
તેનાથી વિપરીત,$K^+$ આયનો બહાર નીકળવાથી પાણીનો વ્યય થાય છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(B) વિધાન $I$ સાચું છે. માપન દર્શાવે છે કે બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા ઉત્પન્ન થતું ખેંચાણ બળ જલવાહક (xylem) કદના પાણીના સ્તંભને $130 \text{ મીટર}$ સુધી ઊંચે લઈ જવા માટે પૂરતું દબાણ પેદા કરી શકે છે.
વિધાન $II$ પણ સાચું છે. બાષ્પોત્સર્જન પર્ણની સપાટી પર ઠંડકની અસર પ્રદાન કરે છે,જે બાષ્પીભવન દ્વારા થતી ઠંડકને કારણે ઘણીવાર તાપમાનમાં $10$ થી $15$ ડિગ્રી સેલ્સિયસનો ઘટાડો કરે છે.

(C) આપેલ વાયુરંધ્ર (stoma) ની આકૃતિમાં,ઘટકો નીચે મુજબ દર્શાવેલ છે:
$A$ એ અધિસ્તરીય કોષ (epidermal cell) દર્શાવે છે.
$B$ એ રક્ષક કોષ (guard cell) દર્શાવે છે.
$C$ એ રક્ષક કોષની અંદરની દીવાલ દર્શાવે છે.
$D$ એ વાયુરંધ્ર છિદ્ર (stomatal pore) દર્શાવે છે.
રક્ષક કોષો એ વિશિષ્ટ કોષો છે જે વાયુરંધ્ર છિદ્રના ખુલવા અને બંધ થવાનું નિયમન કરે છે. રક્ષક કોષોની એક લાક્ષણિકતા એ છે કે તેમની બહારની દીવાલ (છિદ્રથી દૂર) પાતળી હોય છે અને અંદરની દીવાલ (છિદ્રની તરફ) ખૂબ જ જાડી હોય છે. તેથી,ઘટક $B$ એ રક્ષક કોષો દર્શાવે છે.

(D) વાયુરંધ્ર ઉપકરણ એ એક જટિલ રચના છે જે વનસ્પતિઓમાં વાયુ વિનિમયનું નિયમન કરે છે.
તે ત્રણ મુખ્ય ઘટકોનું બનેલું છે:
$1$. વાયુરંધ્ર છિદ્ર: કેન્દ્રિય છિદ્ર જેના દ્વારા વાયુઓનું પ્રસરણ થાય છે.
$2$. રક્ષક કોષો: બે વિશિષ્ટ મૂત્રપિંડ આકારના (દ્વિદળીમાં) અથવા ડમ્બેલ આકારના (એકદળીમાં) કોષો જે છિદ્રને ઘેરે છે અને તેના ખુલવા અને બંધ થવાની ક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે.
$3$. સહાયક કોષો: વિશિષ્ટ અધિસ્તરીય કોષો જે રક્ષક કોષોની આસપાસ આવેલા હોય છે અને આધાર પૂરો પાડે છે.
તેથી,સંપૂર્ણ ઉપકરણમાં આ ત્રણેય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે.

(B) બાષ્પોત્સર્જન એ વનસ્પતિના હવાઈ ભાગોમાંથી પાણીનું વરાળ સ્વરૂપે ગુમાવવાની પ્રક્રિયા છે.
તે મુખ્યત્વે $3$ માર્ગો દ્વારા થાય છે: $1.$ પર્ણરંધ્ર (સ્ટોમેટલ ટ્રાન્સપિરેશન),$2.$ ક્યુટિકલ (ક્યુટિક્યુલર ટ્રાન્સપિરેશન),અને $3.$ વાતછિદ્ર (લેન્ટિક્યુલર ટ્રાન્સપિરેશન).
જલરંધ્ર (hydathode) એ બિંદુત્સર્જન (guttation) ની પ્રક્રિયામાં સામેલ વિશિષ્ટ રચનાઓ છે,જેમાં પાણી પ્રવાહી સ્વરૂપે બહાર આવે છે,વરાળ સ્વરૂપે નહીં.
તેથી,જલરંધ્ર દ્વારા થતા બિંદુત્સર્જનને બાષ્પોત્સર્જનનો પ્રકાર ગણવામાં આવતો નથી.

(C) સહાયક કોષો,જેને ગૌણ કોષો (subsidiary cells) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે વાયુરંધ્રના રક્ષક કોષોની આસપાસ આવેલા વિશિષ્ટ અધિસ્તરીય કોષો છે.
આ કોષો $K^{+}$ આયનોના સંગ્રહસ્થાન તરીકે કાર્ય કરીને વાયુરંધ્રના ખુલવાની અને બંધ થવાની પ્રક્રિયામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
વાયુરંધ્ર ખુલતી વખતે,$K^{+}$ આયનો ગૌણ કોષોમાંથી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,જેનાથી રક્ષક કોષોનું જલક્ષમતા (water potential) ઘટે છે,પરિણામે પાણી અંદર પ્રવેશે છે અને આસુનતા (turgor pressure) વધે છે.

(B) ક્યુટિક્યુલર બાષ્પોત્સર્જન એ ક્યુટિકલ દ્વારા પાણીની વરાળ સ્વરૂપે થતો વ્યય છે.
ક્યુટિકલ એ પર્ણો અને પ્રકાંડના અધિસ્તરીય કોષોની બહારની સપાટી પર આવેલું ક્યુટિનનું મીણ જેવું,જલરોધક પડ છે.
પાણીના અણુઓ આંતરિક પેશીઓમાંથી વાતાવરણમાં આ પડ દ્વારા મુખ્યત્વે પ્રસરણની પ્રક્રિયા દ્વારા ગતિ કરે છે.
તેથી,ક્યુટિક્યુલર બાષ્પોત્સર્જન માટેની સાચી પદ્ધતિ પ્રસરણ છે.

(D) પર્ણની કિનારીઓ અથવા ટોચ પરથી પ્રવાહી સ્વરૂપે પાણીના ટીપાંનો વ્યય થવાની ક્રિયાને બિંદુત્સવેદન (guttation) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા જલરંધ્ર (hydathode) નામના વિશિષ્ટ છિદ્રો દ્વારા થાય છે.
જલરંધ્ર એ કાયમી ધોરણે ખુલ્લા રહેતા છિદ્રો છે જે સામાન્ય રીતે પર્ણના શિરાઓના અંત ભાગમાં જોવા મળે છે.
વાયુરંધ્ર (stomata) થી વિપરીત,જે બાષ્પોત્સર્જન (વરાળ સ્વરૂપે પાણીનો વ્યય) નું નિયમન કરે છે,જલરંધ્ર જલવાહક રસના ઉત્સર્જન માટે જવાબદાર છે.

(D) $5\%$ પાણીનો ઉપયોગ કોષના વિસ્તરણ અને વનસ્પતિની વૃદ્ધિ માટે થાય છે.
બાકીનું $95\%$ પાણી વધારાનું હોય છે,જે બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા વાતાવરણમાં ગુમાવાય છે.

(C) આપેલ આકૃતિમાં,'$A$' ખુલ્લું વાયુરંધ્ર દર્શાવે છે અને '$B$' બંધ વાયુરંધ્ર દર્શાવે છે.
જ્યારે રક્ષક કોષોમાં પાણીનો પ્રવેશ થાય છે ત્યારે તેઓ સ્ફીત બને છે,જેનાથી તેમનું આસૃતિ પોટેન્શિયલ ઘટે છે (વધુ ઋણ બને છે),પરિણામે વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,જ્યારે રક્ષક કોષો પાણી ગુમાવે છે અને શિથિલ બને છે,ત્યારે તેમનું આસૃતિ પોટેન્શિયલ વધે છે,પરિણામે વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.
તેથી,'$A$' (ખુલ્લું) માટે રક્ષક કોષો સ્ફીત છે અને ઓછું આસૃતિ પોટેન્શિયલ ધરાવે છે,અને '$B$' (બંધ) માટે રક્ષક કોષો શિથિલ છે અને વધુ આસૃતિ પોટેન્શિયલ ધરાવે છે.
વિધાન '$A$' સાચું છે કારણ કે '$A$' નું આસૃતિ પોટેન્શિયલ ઓછું છે.
વિધાન '$B$' સાચું છે કારણ કે '$A$' સ્ફીત છે અને '$B$' શિથિલ છે.
વિધાન '$C$' ખોટું છે કારણ કે તે દાવો કરે છે કે '$A$' શિથિલ છે અને '$B$' સ્ફીત છે,જે વાસ્તવિક શારીરિક સ્થિતિથી વિરુદ્ધ છે.
વિધાન '$D$' સાચું છે કારણ કે તે રચનાઓને યોગ્ય રીતે ઓળખે છે.

(A) વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોના આસૃતિદાબ (turgor pressure) દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
$K^+$ આયન પંપ સિદ્ધાંત (સક્રિય પોટેશિયમ વહન સિદ્ધાંત) મુજબ,રક્ષક કોષોમાં $K^+$ આયનોનો સંગ્રહ થવાથી પાણીનું પોટેન્શિયલ ઘટે છે.
આના કારણે આસૃતિ દ્વારા નજીકના સહાયક કોષોમાંથી પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,જેનાથી રક્ષક કોષો સ્ફીત બને છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે.
તેનાથી વિપરીત,$K^+$ આયનો બહાર નીકળવાથી પાણીનો વ્યય થાય છે,જેના પરિણામે રક્ષક કોષો શિથિલ બને છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે.

(A) વર્ણવેલ પ્રક્રિયાને $Guttation$ (બિંદુત્સવેદન) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$Guttation$ એ શાકીય વનસ્પતિઓમાં પર્ણોની કિનારીઓ અથવા ટોચ પરથી પાણીના ટીપાંના સ્વરૂપમાં થતો સ્ત્રાવ છે.
આ પ્રક્રિયા ત્યારે થાય છે જ્યારે બાષ્પોત્સર્જનનો દર ખૂબ ઓછો હોય,સામાન્ય રીતે રાત્રે અથવા વહેલી સવારે,ત્યારે મૂળના ઊંચા દબાણને કારણે થાય છે.
પાણી $Hydathodes$ (જલરંધ્ર) નામના વિશિષ્ટ છિદ્રો દ્વારા બહાર નીકળે છે.

(B) બિંદુક્ષરણ એ પર્ણની કિનારીઓ અથવા ટોચ પરથી પ્રવાહીના ટીપાં સ્વરૂપે પાણી બહાર નીકળવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા જલરંધ્ર (hydathode) તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ છિદ્રો દ્વારા થાય છે.
જલરંધ્ર એ કાયમી ધોરણે ખુલ્લા રહેતા છિદ્રો છે જે સામાન્ય રીતે પર્ણની કિનારીઓ પર જોવા મળે છે.
વાયુરંધ્ર (stomata) થી વિપરીત,જે વાયુ વિનિમય અને બાષ્પોત્સર્જનનું નિયમન કરે છે,જલરંધ્ર ખાસ કરીને ઉચ્ચ મૂળ દબાણ અને ઓછા બાષ્પોત્સર્જનની સ્થિતિમાં જલવાહક રસ (xylem sap) ને મુક્ત કરવામાં સામેલ હોય છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
વાયુરંધ્ર એ પર્ણની સપાટી પર આવેલા નાના છિદ્રો છે.
આ વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ $guard cells$ (રક્ષક કોષો) ની અંદર થતા આશૂનતા દાબ (turgor pressure) ના ફેરફારો દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે $guard cells$ આશૂન બને છે, ત્યારે વાયુરંધ્ર ખુલે છે, અને જ્યારે તે શિથિલ બને છે, ત્યારે વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.
આ કોષો વિશિષ્ટ અધિસ્તરીય કોષો છે જે વાયુરંધ્રના છિદ્રને ઘેરીને આવેલા હોય છે.

(A) વાયુરંધ્રની રચનાના આધારે:
$A$ એ રક્ષક કોષોની આસપાસના વિશિષ્ટ અધિસ્તરીય કોષોને નિર્દેશિત કરે છે,જેને સહાયક કોષો કહેવામાં આવે છે.
$B$ એ રક્ષક કોષોની અંદર રહેલી નાની,ઘેરી,ટપકા જેવી રચનાઓને નિર્દેશિત કરે છે,જે હરિતકણ છે.
$C$ એ કેન્દ્રીય છિદ્ર અથવા મુખને નિર્દેશિત કરે છે,જેને વાયુરંધ્ર (stoma) કહેવામાં આવે છે.
$D$ એ મૂત્રપિંડ આકારના કોષોને નિર્દેશિત કરે છે જે વાયુરંધ્રના ખુલવા અને બંધ થવાનું નિયમન કરે છે,જેને રક્ષક કોષો કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $A = \text{સહાયક કોષો}, B = \text{હરિતકણ}, C = \text{વાયુરંધ્ર}, D = \text{રક્ષક કોષો}$ છે.