Transpiration (General) and Stomata Questions in Hindi

(C) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से,मुख्य रूप से रंध्रों (stomata) के माध्यम से पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
अत्यधिक जल हानि को कम करने के लिए,पौधों में विभिन्न अनुकूलन विकसित हुए हैं।
ऐसा ही एक अनुकूलन पत्तियों और तनों की सतह पर एक मोमी,जल-विकर्षक परत की उपस्थिति है जिसे क्यूटिकल कहा जाता है।
क्यूटिकल मुख्य रूप से $Cutin$ नामक एक वसायुक्त पदार्थ से बना होता है।
यह परत एक अवरोध के रूप में कार्य करती है और गैर-रंध्रीय जल हानि को रोककर वाष्पोत्सर्जन की दर को काफी कम कर देती है।

(A) शुरुआत में,तापमान और हवा की गति में वृद्धि पत्ती की सतह से पानी के वाष्पीकरण को बढ़ाकर वाष्पोत्सर्जन की दर को बढ़ाती है।
हालाँकि,यदि तापमान अत्यधिक उच्च हो जाता है,तो यह अत्यधिक जल हानि को रोकने के लिए रंध्रों (stomata) के बंद होने (मिड-डे क्लोजर) का कारण बनता है।
इसी तरह,अत्यधिक तेज हवा की गति यांत्रिक तनाव के कारण या जल विभव प्रवणता को कम करके रंध्रों को बंद कर सकती है,जो अंततः वाष्पोत्सर्जन की प्रक्रिया को धीमा कर देती है।
इसलिए,शुरुआती वृद्धि और उसके बाद कमी का सही कारण रंध्रों का बंद होना है।

(D) प्रकाश रंध्रों (stomata) को खोलकर वाष्पोत्सर्जन की दर को सीधे प्रभावित करता है।
प्रकाश की अनुपस्थिति में या जब प्रकाश की तीव्रता कम हो जाती है,तो रंध्र बंद हो जाते हैं।
चूंकि वाष्पोत्सर्जन का अधिकांश भाग रंध्रों के माध्यम से होता है,इसलिए रंध्रों के बंद होने से वाष्पोत्सर्जन की दर काफी कम हो जाती है या रुक जाती है।
अतः,प्रकाश की तीव्रता में कमी वाष्पोत्सर्जन की दर को कम कर देती है।

(A) वाष्पोत्सर्जन पौधों से जलवाष्प के रूप में पानी के नुकसान की प्रक्रिया है। वाष्पोत्सर्जन की दर वातावरण की सापेक्ष आर्द्रता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
$(a)$ जब वातावरण में आर्द्रता बहुत अधिक होती है,तो पत्ती के आंतरिक भाग और बाहरी हवा के बीच जल विभव प्रवणता कम हो जाती है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर काफी धीमी हो जाती है।
$(b)$ उच्च पवन गति आमतौर पर पत्ती के चारों ओर की आर्द्र हवा की परत को हटाकर वाष्पोत्सर्जन की दर को बढ़ाती है।
$(c)$ कोशिका में पानी की अधिकता आमतौर पर उच्च वाष्पोत्सर्जन दर को बढ़ावा देती है।
$(d)$ शुष्क पर्यावरणीय स्थितियाँ जल विभव प्रवणता को बढ़ाती हैं,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है।
इसलिए,जब आर्द्रता अधिक होती है तो वाष्पोत्सर्जन सबसे कम होता है।

(A) फिनाइल मरक्यूरिक एसीटेट $(PMA)$ एक प्रसिद्ध एंटीट्रांसपिरेंट (वाष्पोत्सर्जनरोधी) है।
यह पौधों में रंध्रों (stomata) को आंशिक रूप से बंद करके कार्य करता है।
रंध्रों के छिद्र को कम करके,यह प्रकाश संश्लेषण या श्वसन जैसी अन्य शारीरिक प्रक्रियाओं को गंभीर रूप से प्रभावित किए बिना वाष्पोत्सर्जन की दर को काफी कम कर देता है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(D) वाष्पोत्सर्जन की दर मुख्य रूप से पत्ती के आंतरिक वातावरण (रंध्र के नीचे की गुहा) और बाहरी वातावरण के बीच वाष्प दाब के अंतर द्वारा निर्धारित होती है। इस अंतर को वाष्प दाब प्रवणता $(VPG)$ के रूप में जाना जाता है।
भले ही रंध्र पूरी तरह से खुले हों,यदि बाहरी हवा की सापेक्ष आर्द्रता $100\%$ है,तो वाष्प दाब प्रवणता शून्य हो जाती है और वाष्पोत्सर्जन नहीं होता है। इस प्रकार,वाष्प दाब प्रवणता वाष्पोत्सर्जन के लिए सीधा प्रेरक बल है।

(A) वाष्पोत्सर्जन-रोधी वे रासायनिक पदार्थ हैं जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए बिना पौधों में वाष्पोत्सर्जन की दर को कम करते हैं।
$Phenyl$ $mercuric$ $acetate$ $(PMA)$ एक प्रसिद्ध रसायन है जो रंध्रों (stomata) को बंद करके वाष्पोत्सर्जन-रोधी के रूप में कार्य करता है।
खुले रंध्रों की संख्या को कम करके,यह पौधे को पानी बचाने में मदद करता है,विशेष रूप से सूखे या जल तनाव की अवधि के दौरान।

(D) वे रासायनिक पदार्थ जो प्रकाश संश्लेषण और श्वसन के लिए आवश्यक गैसीय विनिमय को प्रभावित किए बिना,पत्तियों में जल वाष्प के प्रसार के प्रति प्रतिरोध बढ़ाकर वाष्पोत्सर्जन की दर को कम करते हैं,उन्हें एंटी-ट्रांसपिरेंट कहा जाता है। इन पदार्थों का उपयोग किसी भी प्रकार के पौधे पर किया जा सकता है,जिसमें फल वाले पौधे,सब्जी वाले पौधे और विभिन्न फसलें शामिल हैं,ताकि सूखे या पानी की कमी के दौरान पानी का संरक्षण किया जा सके। इसलिए,एंटी-ट्रांसपिरेंट का उपयोग उपरोक्त सभी प्रकार के पौधों में वाष्पोत्सर्जन को नियंत्रित कर सकता है।

(B) जब मृदा में उपलब्ध जल अपर्याप्त होता है,तो वाष्पोत्सर्जन की दर घट जाती है।
आंतरिक जल की कमी की स्थिति में,पादप की द्वार कोशिकाओं (guard cells) में स्फीति (turgor) कम हो जाती है,जिससे रंध्र (stomata) आंशिक या पूर्ण रूप से बंद हो जाते हैं।
इस बंद होने के कारण पत्तियों से जल वाष्प की हानि काफी कम हो जाती है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की कुल दर घट जाती है।

(C) रंध्र प्रकाश की प्रतिक्रिया में खुलते हैं।
प्रकाश की अन्य तरंग दैर्ध्य की तुलना में रंध्रों को खोलने में नीला प्रकाश अधिक प्रभावी होता है।
यह घटना $1958$ में मौराविएफ (Mouravieff) द्वारा प्रदर्शित की गई थी।

(B) वाष्पोत्सर्जन की दर तापमान के सीधे समानुपाती होती है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,जल के अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है,जिससे पत्ती की सतह से वायुमंडल में जल का वाष्पीकरण तेजी से होता है।
इसलिए,तापमान में वृद्धि होने से वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है।

(D) वाष्पोत्सर्जन का क्रिया स्पेक्ट्रम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की उस सीमा को संदर्भित करता है जिसमें वाष्पोत्सर्जन की दर अधिकतम होती है।
प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में वाष्पोत्सर्जन की दर सबसे अधिक होती है।
इसका मुख्य कारण यह है कि रंध्रों (stomata) का खुलना,जो वाष्पोत्सर्जन को सुगम बनाता है,नीले प्रकाश द्वारा सबसे प्रभावी ढंग से प्रेरित होता है,और ये तरंग दैर्ध्य पत्ती की सतह को गर्म करने में भी योगदान देती हैं,जिससे वाष्पीकरण की दर बढ़ जाती है।

(C) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से जलवाष्प के रूप में पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
वाष्पोत्सर्जन की दर को बढ़ाने वाले कारकों में उच्च तापमान,कम आर्द्रता,तेज हवा की गति और उच्च प्रकाश तीव्रता शामिल हैं।
उच्च तापमान पर्णमध्योतक (mesophyll) कोशिकाओं से अंतरकोशिकीय स्थानों में पानी के वाष्पीकरण की दर को बढ़ाता है और पत्ती तथा वातावरण के बीच विसरण प्रवणता (diffusion gradient) को भी बढ़ाता है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से,उच्च तापमान वह प्राथमिक कारक है जो सीधे तौर पर वाष्पोत्सर्जन की दर को बढ़ाता है।

(B) वाष्पोत्सर्जन की दर प्रकाश,तापमान,आर्द्रता और हवा की गति जैसे कई पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होती है।
$1$. पौधे को अंधेरे में रखने से रंध्र (stomata) बंद हो जाते हैं,जिससे वाष्पोत्सर्जन कम हो जाता है।
$2$. पौधे को ठंडे कमरे में रखने से तापमान कम हो जाता है,जिससे वाष्पीकरण की दर कम हो जाती है और इस प्रकार वाष्पोत्सर्जन भी कम हो जाता है।
$3$. बारिश के दौरान पौधे को बाहर रखने से आर्द्रता बढ़ जाती है,जो पत्ती और वातावरण के बीच जल विभव प्रवणता (water potential gradient) को कम कर देती है,जिससे वाष्पोत्सर्जन कम हो जाता है।
$4$. पौधे को इलेक्ट्रिक पंखे की हवा में रखने से पत्तियों के चारों ओर हवा की गति बढ़ जाती है। यह पत्ती की सतह के चारों ओर की आर्द्र हवा की परत (boundary layer) को हटा देता है,जिससे जल विभव प्रवणता बढ़ जाती है और वाष्पोत्सर्जन की दर काफी बढ़ जाती है।
अतः,विकल्प $B$ सही उत्तर है।

(C) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से पानी के नुकसान की प्रक्रिया है,जो मुख्य रूप से रंध्रों (stomata) के माध्यम से होती है।
रंध्र पत्तियों की बाह्यत्वचा पर पाए जाने वाले सूक्ष्म छिद्र होते हैं,और उनका खुलना और बंद होना द्वार कोशिकाओं (guard cells) नामक विशेष कोशिकाओं द्वारा नियंत्रित होता है।
चूंकि अधिकांश वाष्पोत्सर्जन रंध्रों के माध्यम से होता है,इसलिए कोई भी कारक जो द्वार कोशिकाओं के कार्य में हस्तक्षेप करता है,वह सीधे वाष्पोत्सर्जन की दर को प्रभावित करेगा।
इसलिए,द्वार कोशिकाओं में हस्तक्षेप करना वाष्पोत्सर्जन प्रक्रिया को प्रभावित करने का एक सीधा तरीका है।

(B) वाष्पोत्सर्जन को नियंत्रित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक रंध्रों (stomata) का खुलना और बंद होना है।
रंध्रों की गति मुख्य रूप से प्रकाश की तीव्रता द्वारा नियंत्रित होती है।
दिन के दौरान,प्रकाश रंध्रों को खुलने के लिए प्रेरित करता है ताकि प्रकाश संश्लेषण के लिए गैसों का आदान-प्रदान हो सके,जो साथ ही जल वाष्प को बाहर निकलने की अनुमति देता है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर नियंत्रित होती है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से प्रकाश को सबसे महत्वपूर्ण कारक माना जाता है।

(A) जब वायुमंडल की सापेक्ष आर्द्रता $100\%$ होती है,तो पत्ती के आंतरिक भाग और वायुमंडल के बीच जल विभव प्रवणता शून्य हो जाती है।
वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से जलवाष्प के रूप में पानी की हानि है,जो पत्ती और आसपास की हवा के बीच वाष्प दबाव की कमी पर निर्भर करता है।
$100\%$ सापेक्ष आर्द्रता पर,हवा जलवाष्प से संतृप्त होती है,जिसका अर्थ है कि पानी की हानि के लिए कोई प्रेरक बल नहीं होता है।
हालाँकि,रंध्र आमतौर पर दिन के दौरान गैसों के आदान-प्रदान (प्रकाश संश्लेषण के लिए $CO_2$ का अवशोषण) की सुविधा के लिए खुले रहते हैं,भले ही संतृप्त वातावरण के कारण वाष्पोत्सर्जन नगण्य हो या न हो रहा हो।

(B) रंध्रीय वाष्पोत्सर्जन मुख्य रूप से रंध्रों के खुलने और बंद होने द्वारा नियंत्रित होता है।
$CO_2$ की सांद्रता में वृद्धि रंध्रों को बंद होने के लिए प्रेरित करती है।
जब $CO_2$ का स्तर उच्च होता है,तो रक्षक कोशिकाएं अपनी स्फीति (turgidity) खो देती हैं,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं और वाष्पोत्सर्जन की दर में भारी गिरावट आती है।
अतः,उच्च $CO_2$ सांद्रता रंध्रीय वाष्पोत्सर्जन को रोकने वाला एक प्रमुख कारक है।

(C) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से जलवाष्प के रूप में पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
तापमान और हवा की गति वाष्पोत्सर्जन की दर के सीधे समानुपाती होते हैं।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,पानी के अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ती है,जिससे वाष्पीकरण तेज हो जाता है।
इसी तरह,हवा पत्ती की सतह के आसपास की नम हवा को हटा देती है,जिससे जलवाष्प का सांद्रता प्रवणता (concentration gradient) बना रहता है,जो वाष्पोत्सर्जन की दर को बढ़ाता है।
इसके विपरीत,सापेक्ष आर्द्रता वाष्पोत्सर्जन के व्युत्क्रमानुपाती होती है क्योंकि उच्च आर्द्रता पत्ती के आंतरिक भाग और वातावरण के बीच सांद्रता प्रवणता को कम कर देती है।

(B) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से,मुख्य रूप से रंध्रों (stomata) के माध्यम से पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
गर्मी के महीनों के दौरान,वाष्पोत्सर्जन की दर प्रकाश की तीव्रता,तापमान और आर्द्रता से प्रभावित होती है।
$1 AM$ (रात के समय),प्रकाश की तीव्रता शून्य होती है और तापमान अपने सबसे निचले स्तर पर होता है।
अधिकांश पौधे रात के दौरान पानी के अत्यधिक नुकसान को रोकने के लिए अपने रंध्रों को बंद कर लेते हैं,जिसके परिणामस्वरूप इस समय वाष्पोत्सर्जन की दर सबसे कम होती है।

(D) तीव्र प्रकाश में आमतौर पर वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है। हालाँकि,यदि कोई पौधा बहुत तीव्र प्रकाश में वाष्पोत्सर्जन की दर में कमी प्रदर्शित करता है,तो यह अत्यधिक जल हानि और मुरझाने से बचने के लिए एक सुरक्षात्मक तंत्र है।
यह घटना रंध्रों (stomata) के आंशिक रूप से बंद होने के कारण होती है,जो पत्ती के अंदर से वायुमंडल में जल वाष्प के निकलने के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र को कम कर देती है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(D) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से,मुख्य रूप से रंध्रों (stomata) के माध्यम से पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
रात के दौरान,अधिकांश पौधे पानी के नुकसान को रोकने के लिए अपने रंध्रों को बंद कर लेते हैं,क्योंकि उस समय प्रकाश संश्लेषण नहीं हो रहा होता है।
चूंकि रंध्र बंद होते हैं,इसलिए वाष्पोत्सर्जन की दर पहले से ही न्यूनतम या नगण्य होती है।
इसलिए,दिन की तुलना में जब रंध्र खुले होते हैं,रात के दौरान आर्द्रता या तापमान जैसे बाहरी पर्यावरणीय कारकों में परिवर्तन का वाष्पोत्सर्जन दर पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

(D) वाष्पोत्सर्जन की दर आसपास की हवा की सापेक्ष आर्द्रता के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
जब वायुमंडल में आर्द्रता बढ़ती है,तो हवा जल वाष्प से संतृप्त हो जाती है,जो पत्ती के आंतरिक भाग और वायुमंडल के बीच विसरण प्रवणता (diffusion gradient) को कम कर देती है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर कम हो जाती है।
इसके विपरीत,जब आर्द्रता कम होती है (अर्थात,हवा शुष्क हो जाती है),तो पत्ती और वायुमंडल के बीच जल वाष्प की सांद्रता का अंतर बढ़ जाता है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर में वृद्धि होती है।

(B) वाष्पोत्सर्जन पौधों के वायवीय भागों से जलवाष्प के रूप में पानी के नुकसान की प्रक्रिया है।
$(b)$ तापमान सीधे वाष्पोत्सर्जन की दर को प्रभावित करता है।
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है,पानी के अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है,जिससे पत्ती की सतह से वाष्पीकरण तेजी से होता है।
इसके अतिरिक्त,उच्च तापमान पत्ती के आसपास की हवा की सापेक्ष आर्द्रता को कम कर देता है,जिससे पत्ती और वातावरण के बीच जल विभव (water potential) का अंतर बढ़ जाता है,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर तेज हो जाती है।

(C) आवृतबीजी पौधों में रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से द्वार कोशिकाओं (guard cells) के स्फीति दाब (turgor pressure) में होने वाले परिवर्तनों द्वारा नियंत्रित होता है।
जब पानी के प्रवेश के कारण द्वार कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं,तो रंध्र खुल जाते हैं।
इसके विपरीत,जब द्वार कोशिकाएं पानी खो देती हैं और श्लथ (flaccid) हो जाती हैं,तो रंध्र बंद हो जाते हैं।

(B) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से रक्षक कोशिकाओं के स्फीति दाब (Turgor pressure) द्वारा नियंत्रित होता है।
जब रक्षक कोशिकाएं प्रकाश के संपर्क में आती हैं,तो वे सक्रिय रूप से पोटेशियम आयनों $(K^+)$ को संचित करती हैं,जिससे उनका जल विभव (Water potential) कम हो जाता है।
इसके कारण परासरण (Osmosis) द्वारा पानी रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है,जिससे उनकी स्फीति बढ़ जाती है।
रक्षक कोशिकाओं की दीवारों में सेल्युलोज सूक्ष्म तंतुओं की विशिष्ट व्यवस्था के कारण,यह बढ़ा हुआ स्फीति दाब रक्षक कोशिकाओं को बाहर की ओर मोड़ने के लिए प्रेरित करता है,जिससे रंध्र छिद्र खुल जाता है।

(B) वाष्पोत्सर्जन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे के वायवीय भागों से पानी जलवाष्प के रूप में बाहर निकलता है।
यह प्रक्रिया मुख्य रूप से रंध्रों (stomata) के खुलने और बंद होने से नियंत्रित होती है।
रंध्र का छिद्र रक्षक कोशिकाओं (guard cells) में होने वाले स्फीति दाब (turgor pressure) के परिवर्तनों द्वारा नियंत्रित होता है।
जब रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं,तो रंध्र खुल जाते हैं,जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है।
जब रक्षक कोशिकाएं पानी खो देती हैं और श्लथ (flaccid) हो जाती हैं,तो रंध्र बंद हो जाते हैं,जिससे वाष्पोत्सर्जन कम हो जाता है।

(B) लेविट $(1974)$ ने रंध्रों के खुलने और बंद होने की क्रियाविधि को समझाने के लिए '$K^+$ पंप सिद्धांत' या 'सक्रिय $K^+$ परिवहन सिद्धांत' प्रस्तावित किया था।
इस सिद्धांत के अनुसार,रक्षक कोशिकाओं में $K^+$ आयनों का संचय जल विभव (water potential) में कमी के लिए जिम्मेदार होता है,जिससे पानी रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है,जिससे वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं और रंध्र खुल जाते हैं।
इसके विपरीत,$K^+$ आयनों के बाहर निकलने से पानी की हानि होती है,जिससे रक्षक कोशिकाएं श्लथ (flaccid) हो जाती हैं और रंध्र बंद हो जाते हैं।

(D) रंध्रों का खुलना और बंद होना रक्षक कोशिकाओं में $K^+$ आयनों के प्रवेश और बाहर निकलने की प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित होता है।
जब रक्षक कोशिकाओं में $K^+$ आयनों का संचय होता है,तो परासरणी दाब बढ़ जाता है,जिससे पानी परासरण द्वारा कोशिकाओं में प्रवेश करता है।
इससे रक्षक कोशिकाओं का स्फीति दाब (turgor pressure) बढ़ जाता है,जिसके परिणामस्वरूप रंध्र खुल जाते हैं।
इसके विपरीत,जब $K^+$ आयन रक्षक कोशिकाओं से बाहर निकलते हैं,तो पानी भी बाहर निकल जाता है,जिससे स्फीति दाब कम हो जाता है और रंध्र बंद हो जाते हैं।
इसलिए,सही उत्तर $Potassium$ $(K^+)$ है।

(B) $Sayre$ $(1926)$ द्वारा प्रस्तावित स्टार्च-शर्करा अंतर-रूपांतरण सिद्धांत के अनुसार,रंध्रों का खुलना और बंद होना स्टार्च और घुलनशील शर्करा के अंतर-रूपांतरण द्वारा नियंत्रित होता है।
दिन के दौरान,प्रकाश संश्लेषण में $CO_2$ की खपत के कारण रक्षक कोशिकाओं (guard cells) का $pH$ बढ़ जाता है।
यह उच्च $pH$ स्टार्च को कार्बनिक अम्लों (जैसे मैलिक एसिड) और ग्लूकोज-$1$-फॉस्फेट में बदलने के लिए प्रेरित करता है।
इससे रक्षक कोशिकाओं की परासरणी सांद्रता बढ़ जाती है,जिससे अंतःपरासरण (endosmosis) द्वारा पानी अंदर आता है,जिससे रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं और रंध्र खुल जाते हैं।
अतः,स्टार्च का कार्बनिक अम्ल में परिवर्तन रंध्रों के खुलने के लिए आवश्यक है।

(A) रंध्रों (stomata) के खुलने और बंद होने के लिए आधुनिक और सबसे अधिक स्वीकृत सिद्धांत लेविट द्वारा प्रस्तावित $K^+$ (पोटेशियम आयन) पंप सिद्धांत है।
इस सिद्धांत के अनुसार,रक्षक कोशिकाओं में $K^+$ आयनों के संचय से जल विभव (water potential) कम हो जाता है,जिससे परासरण (osmosis) द्वारा पानी कोशिकाओं में प्रवेश करता है।
इसके परिणामस्वरूप स्फीति दाब (turgor pressure) बढ़ जाता है,जिससे रक्षक कोशिकाएं फूल जाती हैं और रंध्र का छिद्र खुल जाता है।
इसके विपरीत,$K^+$ आयनों के बाहर निकलने से पानी की हानि होती है,स्फीति दाब कम हो जाता है और रंध्र बंद हो जाते हैं।

(A) दिन के समय रंध्र इसलिए खुलते हैं क्योंकि रक्षक कोशिकाएं प्रकाश संश्लेषण करती हैं,जिससे शर्करा या कार्बनिक अम्ल जैसे परासरणीय रूप से सक्रिय पदार्थ उत्पन्न होते हैं।
इन विलेय पदार्थों के संचय से रक्षक कोशिकाओं के भीतर परासरणीय दबाव (osmotic pressure) बढ़ जाता है।
परिणामस्वरूप,अंतःपरासरण (endosmosis) द्वारा आसपास की कोशिकाओं से पानी रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है,जिससे स्फीति दबाव (turgor pressure) बढ़ जाता है।
यह बढ़ा हुआ स्फीति दबाव रक्षक कोशिकाओं को फूलने और मुड़ने के लिए प्रेरित करता है,जिससे रंध्र छिद्र खुल जाता है।

(C) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से रक्षक कोशिकाओं (guard cells) के स्फीति दाब (turgor pressure) द्वारा नियंत्रित होता है। जब पानी के अणु परासरण (osmosis) के माध्यम से रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं,तो रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं। रक्षक कोशिकाओं की आंतरिक दीवारें मोटी और बाहरी दीवारें पतली होने के कारण,स्फीत रक्षक कोशिकाएं बाहर की ओर फूल जाती हैं,जिससे रंध्र का छिद्र अधिक चौड़ा हो जाता है। इसलिए,रक्षक कोशिकाओं में पानी का प्रवेश रंध्रों के खुलने का सीधा कारण है।

(A) जब रक्षक कोशिकाओं का परासरणी दाब (osmotic pressure) आसपास की सहायक कोशिकाओं की तुलना में अधिक हो जाता है,तो अंतःपरासरण (endosmosis) के माध्यम से पानी रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है।
पानी का यह प्रवेश रक्षक कोशिकाओं के भीतर स्फीति दाब (turgor pressure) को बढ़ाता है,जिससे वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं।
रक्षक कोशिकाओं की भित्ति में सेल्युलोज माइक्रोफाइब्रिल्स के विशिष्ट विन्यास के कारण,यह स्फीति रंध्र के खुलने का कारण बनती है।

(C) $Korper-Kappe$ सिद्धांत रंध्रों के खुलने की प्रक्रिया से संबंधित नहीं है।
यह सिद्धांत पौधों में जड़ और प्ररोह के शीर्षस्थ विभज्योतक (apical meristems) के संगठन से संबंधित है।
इसके विपरीत,$Sachs$ का सिद्धांत (स्टार्च-शर्करा अंतर-रूपांतरण),$K^+$ परिवहन सिद्धांत (पोटेशियम आयनों का सक्रिय परिवहन),और $Lewitt$ का सिद्धांत (pH-आधारित स्टार्च-शर्करा रूपांतरण) रंध्रों के खुलने और बंद होने की क्रियाविधि को समझाने वाले स्थापित सिद्धांत हैं।

(C) द्वार कोशिकाओं (guard cells) में जल की स्थिति में परिवर्तन के कारण रंध्रों की गति को हाइड्रोएक्टिव गति के रूप में जाना जाता है।
जब द्वार कोशिकाएं जल खो देती हैं,तो वे श्लथ (flaccid) हो जाती हैं,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं।
इसके विपरीत,जब द्वार कोशिकाएं जल का अवशोषण करती हैं,तो वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं,जिससे रंध्र खुल जाते हैं।
यह प्रक्रिया सीधे तौर पर द्वार कोशिकाओं के भीतर जल विभव (water potential) और स्फीति दाब (turgor pressure) पर निर्भर करती है।

(D) प्रोटॉन परिवहन सिद्धांत (जिसे सक्रिय $K^+$ परिवहन सिद्धांत भी कहा जाता है) के अनुसार,रंध्रों का खुलना और बंद होना पोटेशियम आयनों $(K^+)$ की गति द्वारा नियंत्रित होता है।
दिन के दौरान,प्रोटॉन $(H^+)$ को रक्षक कोशिकाओं (guard cells) से बाहर पंप किया जाता है,जिससे एक विद्युत रासायनिक प्रवणता (electrochemical gradient) बनती है।
यह प्रवणता आसपास की सहायक कोशिकाओं से रक्षक कोशिकाओं में $K^+$ आयनों के सक्रिय अवशोषण को सुगम बनाती है।
$K^+$ आयनों का संचय रक्षक कोशिकाओं के अंदर जल विभव (water potential) को कम कर देता है,जिससे परासरण (osmosis) द्वारा पानी अंदर प्रवेश करता है,जिससे रक्षक कोशिकाएं फूल जाती हैं और रंध्र छिद्र खुल जाता है।

(C) दिन के दौरान,$pH$ में वृद्धि के कारण स्टार्च शर्करा में परिवर्तित हो जाता है।
यह परिवर्तन कोशिका रस की सांद्रता में वृद्धि का कारण बनता है।
परिणामस्वरूप,रक्षक कोशिकाओं में पानी का अंतःपरासरण (endosmosis) होता है,जिससे उनकी स्फीति बढ़ती है और रंध्र खुल जाते हैं।

(C) रंध्रों की गति रक्षक कोशिकाओं के परासरणी दाब द्वारा नियंत्रित होती है।
रात के दौरान या जल तनाव की स्थिति में,रक्षक कोशिकाओं का $pH$ कम हो जाता है।
यह अम्लीय वातावरण घुलनशील शर्करा को अघुलनशील स्टार्च में बदलने के लिए प्रेरित करता है।
चूंकि स्टार्च अघुलनशील होता है,यह परासरणी विभव में योगदान नहीं देता है,जिससे पानी परासरण द्वारा रक्षक कोशिकाओं से बाहर निकल जाता है।
स्फीति दाब (turgor pressure) में इस कमी के कारण रक्षक कोशिकाएं ढीली हो जाती हैं,जिसके परिणामस्वरूप रंध्र बंद हो जाते हैं।

(B) लेविट ने रंध्रों की गति के लिए $pH$ सिद्धांत प्रस्तावित किया था। इस सिद्धांत के अनुसार,रंध्रों का खुलना और बंद होना रक्षक कोशिकाओं के $pH$ में होने वाले परिवर्तनों द्वारा नियंत्रित होता है। दिन के दौरान,प्रकाश संश्लेषण $CO_2$ की सांद्रता को कम करता है,जिससे $pH$ में वृद्धि (क्षारीय स्थिति) होती है। यह उच्च $pH$ स्टार्च को घुलनशील शर्करा में बदलने के लिए प्रेरित करता है,जिससे रक्षक कोशिकाओं का जल विभव कम हो जाता है। परिणामस्वरूप,परासरण द्वारा पानी कोशिकाओं में प्रवेश करता है और रंध्र खुल जाते हैं। इसके विपरीत,रात में $CO_2$ जमा हो जाता है,जिससे $pH$ कम हो जाता है (अम्लीय स्थिति),जो शर्करा को वापस स्टार्च में बदलने के लिए प्रेरित करता है,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं।

(C) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से रक्षक कोशिकाओं (guard cells) के स्फीति दाब (turgor pressure) द्वारा नियंत्रित होता है। पोटेशियम आयन $(K^+)$ पंप सिद्धांत के अनुसार,दिन के दौरान,$K^+$ आयन आसपास की सहायक कोशिकाओं से रक्षक कोशिकाओं में सक्रिय रूप से स्थानांतरित होते हैं। विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए,ये $K^+$ आयन मैलेट आयनों के साथ मिलकर $K^+$-मैलेट बनाते हैं। $K^+$-मैलेट का यह संचय रक्षक कोशिकाओं के अंदर परासरणी सांद्रता (ऑस्मोलिट) को बढ़ाता है,जिससे जल का अंतःपरासरण (endosmosis) होता है। जैसे ही जल अंदर प्रवेश करता है,रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं,जिससे रंध्र खुल जाते हैं। इसके विपरीत,रात में यह प्रक्रिया उलट जाती है,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं।

(C) शाम के समय,पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया रुक जाती है। पत्ती के अंदर कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ जाती है,जिसके परिणामस्वरूप $pH$ में कमी आती है। ग्लूकोज का फॉस्फोराइलेशन होकर ग्लूकोज $6$-फॉस्फेट बनता है,जो बाद में ग्लूकोज $1$-फॉस्फेट में परिवर्तित हो जाता है,जिससे स्टार्च का संश्लेषण होता है।
स्टार्च अघुलनशील होता है और कोई परासरणी विभव (osmotic potential) उत्पन्न नहीं करता है। परिणामस्वरूप,रक्षक कोशिकाएं परासरण द्वारा पास की बाह्यत्वचीय कोशिकाओं में पानी खो देती हैं।
इसके परिणामस्वरूप,रक्षक कोशिकाओं का स्फीति दाब (turgor pressure) कम हो जाता है,जिससे रंध्र छिद्र बंद हो जाता है।

(A) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से द्वार कोशिकाओं (guard cells) के भीतर स्फीति दाब (turgor pressure) में होने वाले परिवर्तनों द्वारा नियंत्रित होता है।
जब द्वार कोशिकाएं पानी को अवशोषित करती हैं,तो वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं और उनकी कोशिका भित्ति की असमान मोटाई के कारण उनका विशिष्ट आकार उन्हें बाहर की ओर मुड़ने के लिए प्रेरित करता है,जिससे रंध्र छिद्र खुल जाता है।
इसलिए,द्वार कोशिकाओं का आकार रंध्रों के खुलने की क्रियाविधि में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।

(B) रंध्रों का खुलना मुख्य रूप से द्वार कोशिकाओं (guard cells) के स्फीति दाब (turgor pressure) में वृद्धि के कारण होता है। जब पानी $Endosmosis$ (अंतःपरासरण) की प्रक्रिया द्वारा द्वार कोशिकाओं में प्रवेश करता है,तो वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं। द्वार कोशिकाओं की मोटी आंतरिक भित्ति और पतली बाहरी भित्ति के कारण,स्फीत द्वार कोशिकाएं बाहर की ओर फूल जाती हैं,जिससे रंध्र छिद्र खुल जाता है।

(D) रंध्रों का खुलना और बंद होना रक्षक कोशिकाओं के स्फीति दाब (turgor pressure) द्वारा नियंत्रित होता है।
जब जल परासरण द्वारा रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है,तो वे स्फीत (turgid) हो जाती हैं।
रक्षक कोशिकाओं की मोटी आंतरिक दीवारों और पतली बाहरी दीवारों के कारण,स्फीति के कारण कोशिकाएं बाहर की ओर फूल जाती हैं,जिससे रंध्र का छिद्र खुल जाता है।
इसके विपरीत,जब रक्षक कोशिकाएं जल खो देती हैं और शिथिल (flaccid) हो जाती हैं,तो छिद्र बंद हो जाता है।

(C) स्टीवर्ड का सिद्धांत (जिसे स्टार्च-शर्करा अंतर-रूपांतरण सिद्धांत के रूप में भी जाना जाता है) यह प्रस्तावित करता है कि रंध्रों का खुलना और बंद होना रक्षक कोशिकाओं में स्टार्च और घुलनशील शर्करा के अंतर-रूपांतरण द्वारा नियंत्रित होता है।
इस सिद्धांत के अनुसार,प्रक्रिया में निम्नलिखित एंजाइमी चरण शामिल हैं:
$1$. प्रकाश में,रक्षक कोशिकाओं का $pH$ बढ़ जाता है,जो $Phosphorylase$ एंजाइम को सक्रिय करता है। यह एंजाइम स्टार्च को ग्लूकोज$-1-$फॉस्फेट में परिवर्तित करता है।
$2$. इसके बाद $Phosphoglucomutase$ ग्लूकोज$-1-$फॉस्फेट को ग्लूकोज$-6-$फॉस्फेट में परिवर्तित करता है।
$3$. $Phosphatase$ ग्लूकोज$-6-$फॉस्फेट को ग्लूकोज में परिवर्तित करता है,जिससे परासरणी दबाव बढ़ता है,जिसके परिणामस्वरूप पानी का प्रवेश होता है और रंध्र खुल जाते हैं।
$4$. अंधेरे में,$pH$ कम हो जाता है,और $Hexokinase$ (अन्य एंजाइमों के साथ) ग्लूकोज को वापस स्टार्च में बदलने में मदद करता है,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं।
इसलिए,ये सभी एंजाइम इस सिद्धांत के आवश्यक घटक माने जाते हैं।

(B) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से प्रकाश की तीव्रता द्वारा नियंत्रित होता है।
दिन के दौरान,प्रकाश रक्षक कोशिकाओं (guard cells) में $K^+$ आयनों के संचय को प्रेरित करता है,जिससे जल विभव (water potential) कम हो जाता है,जिसके कारण परासरण (osmosis) द्वारा पानी कोशिकाओं में प्रवेश करता है।
यह रक्षक कोशिकाओं के स्फीति दाब (turgor pressure) को बढ़ाता है,जिससे रंध्र छिद्र खुल जाते हैं।
इसलिए,प्रकाश रंध्रों की क्रियाविधि को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय कारक है।

(A) रंध्रों का खुलना और बंद होना मुख्य रूप से रक्षक कोशिकाओं (guard cells) में पोटेशियम आयनों $(K^+)$ के प्रवेश और बाहर निकलने की प्रक्रिया द्वारा नियंत्रित होता है।
जब $K^+$ आयन रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं,तो परासरणी दाब (osmotic pressure) बढ़ जाता है,जिससे परासरण द्वारा पानी कोशिकाओं के अंदर चला जाता है।
इससे रक्षक कोशिकाएं स्फीत (turgid) हो जाती हैं,जिसके कारण रंध्र छिद्र खुल जाते हैं।
इसके विपरीत,$K^+$ आयनों के बाहर निकलने से स्फीत दाब कम हो जाता है,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं।