PPHYS 311 Lecture 29: पुनरीक्षण (Revision I): पादप जल संबंध, खनिज पोषण एवं प्रकाश-संश्लेषण (Lectures 01

AGRO PATH FINDER
PPHYS 311 · Crop Physiology — Final Notes

LECTURE 29 / 32 · PPHYS 311

पुनरीक्षण (Revision I): पादप जल संबंध, खनिज पोषण एवं प्रकाश-संश्लेषण (Lectures 01–15 Master Synthesis)

Revision: Plant Water Relations, Mineral Nutrition and Photosynthesis

High-Yield Master Revision of Lectures 01 to 15: Water Potential & DPD Formulas, Stomatal Movement, WUE, 17 Essential Nutrients, Deficiency Disorders, Ion Transport, Photosystems I & II, Z-Scheme, C3 vs C4 vs CAM & Photorespiration

विषय सूची · Quick Navigation

अधिगम उद्देश्य · Learning Objectives प्रस्तावना · Introduction महत्वपूर्ण परिभाषाएँ · Definitions वर्गीकरण · Classification महत्वपूर्ण सिद्धांत · Principles कार्यिकीय प्रक्रियाएँ · Detailed Topics तुलनात्मक सारणियाँ · Comparison Tables सूत्र एवं गणनाएँ · Calculations माइंड मैप · Mind Map प्रवाह चित्र · Flowchart परीक्षा टिप्स · Exam Tips त्वरित पुनरावृत्ति · Quick Revision MCQs — उत्तर एवं व्याख्या अति लघु उत्तरीय प्रश्न लघु उत्तरीय प्रश्न दीर्घ उत्तरीय प्रश्न परीक्षा वन-लाइनर्स

Original syllabus: Revision: Plant Water Relations, Mineral Nutrition and Photosynthesis (Theory • Lecture 29)

अध्ययन सामग्री: उपयोगकर्ता द्वारा उपलब्ध PPHYS 311 notes पर आधारित। किस्मों एवं तकनीकों के उदाहरणों को उनके स्रोत और क्षेत्रीय संदर्भ में पढ़ें।

अधिगम उद्देश्य · Learning Objectives

इकाई 1 (पादप जल संबंध — Lectures 01–06) के सभी मुख्य सूत्रों ( $Ψ_{w} = Ψ_{s} + Ψ_{p}$ , $DPD = OP - TP$ , WUE), तीन कोशिका अवस्थाओं, लेविट के सक्रिय $K^{+}$ पंप सिद्धांत, 4 एंटी-ट्रांसपिरेंट्स और बिंदुस्राव के परीक्षा बिंदुओं का त्वरित पुनरीक्षण करना।
इकाई 2 (खनिज पोषण — Lectures 07–09) की आर्नोन व स्टाउट की 3 कसौटियों, 17 आवश्यक व 4 लाभदायक तत्वों, नर्न्स्ट समीकरण, पत्ती की स्थिति के आधार पर कमी के लक्षणों (पुरानी बनाम नई बनाम शीर्ष कली) और प्रमुख कार्यिकीय विकारों (Khaira, Whiptail, Marsh spot, Heart rot) को एक साथ समेकित करना।
इकाई 3 (प्रकाश-संश्लेषण — Lectures 10–15) के पर्णहरित *a* व *b*, इमर्सन प्रभाव, क्वांटम आवश्यकता (8) व लब्धि (0.125), PS I (P700) बनाम PS II (P680), $C_{3}$ , $C_{4}$ व CAM चक्र और प्रकाश-श्वसन ( $C_{2}$ चक्र: क्लोरोप्लास्ट $\to$ पेरॉक्सीसोम $\to$ माइटोकॉन्ड्रिया) की मास्टर तुलना करना।

प्रस्तावना · Introduction

यह व्याख्यान (Lecture 29) हमारे पाठ्यक्रम के प्रथम पंद्रह व्याख्यानों (Lectures 01 से 15)—अर्थात् पादप जल संबंध (Plant Water Relations), खनिज पोषण (Mineral Nutrition) और प्रकाश-संश्लेषण (Photosynthesis)—का एक उच्च-स्तरीय, परीक्षा-केंद्रित 'मास्टर सिंथेसिस एवं रैपिड रिवीजन' (Master Synthesis & Rapid Revision) है! सेमेस्टर की मध्यावधि (Mid-term) और अंतिम (Final) परीक्षाओं तथा ICAR-JRF/SRF/Pre-PG में लगभग 50% से अधिक प्रश्न इन्हीं तीन मूलभूत इकाइयों से पूछे जाते हैं। यहाँ सभी सूत्रों, खोजकर्ताओं, तुलनात्मक तालिकाओं और सर्वाधिक पूछे जाने वाले प्रश्नों को एक ही स्थान पर सुव्यवस्थित किया गया है ताकि आप परीक्षा से ठीक पहले मात्र 15 मिनट में तीनों इकाइयों को पूर्णतः दोहरा सकें!

महत्वपूर्ण परिभाषाएँ · Definitions

जल संबंध का स्वर्ण नियम (Golden Rule of Water Movement)

जल का प्रवाह सदैव:
1. उच्च जल विभव ( $Ψ_{w}$ , कम ऋणात्मक) से निम्न जल विभव ( $Ψ_{w}$ , अधिक ऋणात्मक) की ओर होता है (शुद्ध जल का $Ψ_{w} = 0 MPa$ सर्वोच्च है!)।
2. निम्न विसरण दाब न्यूनता (Low DPD) से उच्च विसरण दाब न्यूनता (High DPD) की ओर होता है!

खनिज पोषण का पत्ती-स्थिति निदान नियम (Mobility-Based Deficiency Diagnostic Rule)

1. पुरानी / निचली पत्तियों पर लक्षण = अत्यधिक गतिशील तत्व (N, P, K, Mg, Mo)।
2. मध्यम/नई पत्तियों पर लक्षण = कम गतिशील तत्व (S, Fe, Mn, Cu, Zn)।
3. शीर्षस्थ कलिका की मृत्यु (Terminal bud dies) = पूर्णतः अगतिशील तत्व (Ca एवं B)!

प्रकाश-संश्लेषण का ऊर्जा बजट नियम (Energetic Rule of C3 vs C4)

1 अणु ग्लूकोज ( $6 C O_{2}$ ) के स्थिरीकरण के लिए:
• $C_{3}$ पौधे (गेहूँ, धान) = 18 ATP + 12 NADPH (3 ATP : 2 NADPH प्रति $C O_{2}$ )।
• $C_{4}$ पौधे (मक्का, गन्ना, ज्वार) = 30 ATP + 12 NADPH (5 ATP : 2 NADPH प्रति $C O_{2}$ — क्रैंज शारीरिकी एवं शून्य प्रकाश-श्वसन)!

वर्गीकरण · Classification

1. इकाई 1 (पादप जल संबंध — Lectures 01–06) के सर्वोच्च-उपज परीक्षा तथ्य

1. जनक: विश्व पादप कार्यिकी के जनक = Stephen Hales (1727); भारतीय जनक = Sir J.C. Bose (*Crescograph*); फसल कार्यिकी = L.T. Evans।
2. परासरण एवं जीवद्रव्यकुंचन: अर्धपारगम्य झिल्ली से विलायक का प्रवाह = परासरण (अतिपरासरी घोल में बाह्य-परासरण से जीवद्रव्यकुंचन / Plasmolysis होता है)।
3. जल अवशोषण: 96–98% निष्क्रिय अवशोषण (Passive — वाष्पोत्सर्जन खिंचाव / Dixon & Joly, 1894) बनाम 2–4% सक्रिय अवशोषण (मूल दाब / Root pressure — Manometer)।
4. रंध्र गति: लेविट (Levitt, 1974) का सक्रिय $K^{+} - H^{+}$ विनिमय सिद्धांत (प्रकाश में द्वार कोशिका में $PEPcase \to {Malate}^{2 -} + K^{+} अंदर \to Ψ_{s} ↓ \to रंध्र खुलते हैं$ )।
5. 4 एंटी-ट्रांसपिरेंट्स:
• (i) रंध्र बंद करने वाले = PMA, ABA, Atrazine
• (ii) फिल्म बनाने वाले = MobiLeaf, Hexadecanol, Silicone
• (iii) परावर्तक = Kaolin (5% चीनी मिट्टी), चूना
• (iv) वृद्धि मंदक = Cycocel (CCC)।
6. बिंदुस्राव (Guttation — Burgerstein): मूल दाब के कारण पत्तियों के किनारों पर स्थित जल-रंध्रों (Hydathodes / Epithem) से अशुद्ध तरल जल की बूँदें निकलना!
7. जल उपयोग दक्षता (WUE): $WUE के क्रम में: CAM > C_{4} > C_{3}$ (अनाजों में सर्वाधिक सूखा-सहिष्णु व उच्चतम WUE = बाजरा / Pearl Millet; दलहनों/तिलहनों में उच्चतम क्षेत्रफल WUE)!

2. इकाई 2 (खनिज पोषण — Lectures 07–09) के सर्वोच्च-उपज परीक्षा तथ्य

1. अनिवार्यता की कसौटी (Criteria of Essentiality): Arnon & Stout (1939); कुल 17 आवश्यक तत्व (17वाँ तत्व: Nickel – Ni, Brown et al., 1987, यूरिएज एंजाइम का घटक!)।
2. 4 लाभदायक तत्व (Beneficial Elements): Na ( $C_{4}$ व चुकंदर), Si (धान व गन्ना — ब्लास्ट व लॉजिंग रोधी), Co (*Rhizobium* $N_{2}$ -स्थिरीकरण व Vitamin $B_{12}$ ) एवं Se (*Astragalus*)।
3. आयन परिवहन: Nernst Equation ( $E_{j} = \pm \frac{59.2}{z} \log (C_{o} / C_{i})$ mV); वाहक संकल्पना (Van den Honert, 1937); प्राथमिक पंप = $H^{+}$ -ATPase।
4. हाइड्रोपोनिक्स: Julius von Sachs (1860) एवं W.F. Gericke (1937); मानक पोषक घोल = Hoagland Solution (pH 5.5–6.5; Fe को Fe-EDTA कीलेट के रूप में देते हैं!)।
5. प्रमुख पोषक कमी के विकार (Top 10 Deficiency Disorders):
• धान का खैरा रोग व मक्का की श्वेत कलिका (White bud) = जिंक (Zn)
• फूलगोभी का व्हिपटेल (Whiptail) = मोलिब्डेनम (Mo) (अम्लीय मृदा में)
• मटर का मार्श स्पॉट व जई का ग्रे स्पेक = मैंगनीज (Mn)
• चुकंदर का हार्ट रॉट, फूलगोभी का ब्राउनिंग/होलो स्टेम व टमाटर का फटना = बोरॉन (B)
• टमाटर का ब्लॉसम एंड रॉट (BER) व सेब का बिटर पिट = कैल्शियम (Ca)
• नींबू का डाईबैक / एक्जैंथेमा व अनाज का रिक्लेमेशन रोग = कॉपर (Cu)
• मक्का व सरसों में बैंगनी पत्तियाँ (Anthocyanin) = फॉस्फोरस (P)
• पुरानी पत्तियों का उल्टे 'V' आकार में पीलापन = नाइट्रोजन (N)
• पुरानी पत्तियों के किनारों का झुलसना (Marginal scorching) = पोटैशियम (K)
• चाय का येलो रोग (Tea Yellows) = सल्फर (S)!

महत्वपूर्ण सिद्धांत · Principles

इकाई 3 (प्रकाश-संश्लेषण — Lectures 10–15) का संपूर्ण सार (Master Synthesis of Photosynthesis):
1. वर्णक: क्लोरोफिल *a* ( $C_{55} H_{72} O_{5} N_{4} M g$ , $- C H_{3}$ समूह) बनाम क्लोरोफिल *b* ( $C_{55} H_{70} O_{6} N_{4} M g$ , $- C H O$ समूह); केंद्रीय धातु = ${Mg}^{2 +}$ !
2. ऐतिहासिक मील के पत्थर: Hill Reaction (1937) एवं Ruben & Kamen (1941, $H_{2}^{18} O$ ) ने सिद्ध किया कि प्रकाश-संश्लेषण में निकलने वाली $O_{2}$ जल ( $H_{2} O$ ) के प्रकाश-अपघटन से आती है (जिसके लिए ${Mn}^{2 +}$ व ${Cl}^{-}$ अनिवार्य हैं)!
3. क्वांटम आवश्यकता व लब्धि (Emerson): $1 O_{2}$ निकालने हेतु न्यूनतम 8 फोटॉन लगते हैं, अतः Quantum Yield ( $Φ$ ) = $1 / 8 = 0.125$ (12.5%)! लाल प्रकाश (>680 nm) में तीव्र गिरावट को 'Red Drop' और दोनों तरंगदैर्घ्यों (650 + 700 nm) के साथ देने पर वृद्धि को 'Emerson Enhancement Effect' कहते हैं।
4. प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण (Arnon, 1954):
• अचक्रीय (Z-Scheme — Hill & Bendall, 1960): PS II (P680) + PS I (P700) $⟹$ ATP + NADPH + $O_{2}$ दोनों बनते हैं! (DCMU व Paraquat इसके शाकनाशी अवरोधक हैं)।
• चक्रीय (Cyclic): केवल PS I (P700) (स्ट्रोमा लैमेली में) $⟹$ केवल ATP बनता है (न $O_{2}$ , न NADPH)!
5. प्रकाश-श्वसन ( $C_{2}$ चक्र — Decker; Tolbert): उच्च ताप, उच्च $O_{2}$ व कम $C O_{2}$ पर $C_{3}$ पौधों में RuBisCO ऑक्सीजिनेज बनकर 2-फॉस्फोग्लाइकोलेट (2C) बनाता है जो क्लोरोप्लास्ट $\to$ पेरॉक्सीसोम $\to$ माइटोकॉन्ड्रिया में घूमकर स्थिर कार्बन का 25–40% नष्ट कर देता है (कोई ATP नहीं बनता; माइटोकॉन्ड्रिया में 2 Glycine $\to$ 1 Serine + $C O_{2}$ + $N H_{3}$ निकलती है)!
6. सीमाकारी कारकों का नियम: F.F. Blackman (1905) (वायुमंडलीय $C O_{2} = 0.04 %$ प्रकृति में मुख्य सीमाकारी कारक है)!

कार्यिकीय प्रक्रियाएँ · Detailed Topics

1. इकाई 1, 2 एवं 3 (Lectures 01–15) के सभी संख्यात्मक सूत्रों की मास्टर शीट

1. Master Formula Sheet: Units 1, 2 & 3 (Lectures 01 to 15) (इकाई 1, 2 एवं 3 के सभी संख्यात्मक सूत्रों की मास्टर शीट)

परीक्षा में आने वाले सभी संख्यात्मक प्रश्नों (Numericals) के लिए नीचे दिए गए 8 मास्टर सूत्र याद रखें:
1. विसरण की फिक का नियम (Fick's Law):

J = - D \cdot A \cdot \frac{Δ C}{Δ x}

2. वान्ट हॉफ का परासरण दाब सूत्र:

OP (या π) = i \cdot C \cdot R \cdot T

(जहाँ

1 M

अन-आयनित विलयन का

20^{\circ} C

पर

OP = 24.05 atm

)
3. जल विभव समीकरण (Slatyer & Taylor, 1960):
$

Ψ_{w} = Ψ_{s} + Ψ_{p} + Ψ_{m} (सामान्य कोशिका में: Ψ_{w} = Ψ_{s} + Ψ_{p})

$
4. विसरण दाब न्यूनता समीकरण (Meyer, 1938):
$

DPD (या SP) = OP - TP

$
• पूर्णतः स्फीत कोशिका (Fully Turgid):

TP = OP ⟹ DPD = 0

एवं

Ψ_{w} = 0

!
• श्लथ कोशिका (Flaccid):

TP = 0 ⟹ DPD = OP

एवं

Ψ_{w} = Ψ_{s}

!
• जीवद्रव्यकुंचित कोशिका (Plasmolysed):

TP = - ve ⟹ DPD = OP + | TP |

!
5. जल उपयोग दक्षता (WUE):

Crop WUE = \frac{Grain Yield (Y)}{Evapotranspiration (E T)}

एवं

Field WUE = \frac{Y}{Water Applied (W R)}

6. वाष्पोत्सर्जन अनुपात (Transpiration Ratio – TR):

TR = \frac{Water transpired}{Dry matter produced} = \frac{1}{WUE}

(

C_{3} \approx 500 – 600

;

C_{4} \approx 250 – 350

;

CAM \approx 50 – 100

)
7. नर्न्स्ट समीकरण (Nernst Equation at 25°C):

E_{j} = \pm \frac{59.2}{z} \log_{10} (\frac{C_{o}}{C_{i}}) mV

8. क्वांटम लब्धि (Quantum Yield):

Φ = \frac{1}{Quantum Requirement} = \frac{1}{8} = 0.125 (12.5 %)

मुख्य बिंदु · Key Points

आधुनिक चिह्न परिपाटी: $Ψ_{w} = - DPD$ , $Ψ_{s} = - OP$ , और $Ψ_{p} = + TP$ ।
इकाई रूपांतरण: $1 MPa = 10 bar \approx 9.87 atm$ ।
फसल की क्रांतिक सिंचाई अवस्थाएँ: गेहूँ = CRI (21 DAS); मक्का = Tasseling & Silking; चना = Pre-flowering & Pod development।

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

यह सूत्र शीट पादप जल संबंध और खनिज पोषण के हर संख्यात्मक प्रश्न को सेकंडों में हल करने की कुंजी है।

2. C3, C4 एवं CAM पथों तथा प्रकाश-श्वसन का त्वरित पुनरीक्षण

2. Master Comparison: C3, C4 and CAM Pathways & Photorespiration (C3, C4 एवं CAM चक्रों का त्वरित पुनरीक्षण)

प्रकाश-संश्लेषण के तीनों पथों की मुख्य परीक्षा विशेषताएँ:
• $C_{3}$ पथ (Calvin-Benson Cycle — *Chlorella* शैवाल में $^{14} C$ से खोज): प्रथम उत्पाद 3-PGA (3C);

C O_{2}

ग्राही RuBP (5C); एंजाइम RuBisCO; कोई क्रैंज शारीरिकी नहीं; उच्च प्रकाश-श्वसन;

C O_{2}

क्षतिपूर्ति बिंदु 40–60 ppm; उदाहरण: गेहूँ, धान, जौ, चना, मटर, सरसों, आलू, कपास, सोयाबीन।
• $C_{4}$ पथ (Hatch & Slack, 1966 — गन्ने में खोज): प्रथम उत्पाद OAA (4C); पर्णमध्योतक (Mesophyll) में प्रथम ग्राही PEP (3C) व एंजाइम PEPcase (क्लोरोप्लास्ट अग्रानल)

\to

पूलाच्छद (Bundle sheath) में RuBisCO (क्लोरोप्लास्ट ग्रानल-रहित) = क्रैंज शारीरिकी (Kranz anatomy — स्थानिक पृथक्करण); शून्य प्रकाश-श्वसन;

C O_{2}

क्षतिपूर्ति बिंदु 0–10 ppm; उच्चतम उत्पादकता; उदाहरण: मक्का, गन्ना, ज्वार, बाजरा, चौलाई (*Amaranthus*), मोथा (*Cyperus*)।
• CAM पथ (Crassulacean Acid Metabolism): सामयिक पृथक्करण (Temporal separation); रंध्र रात में खुलते हैं (Scotoactive stomata) और दिन में बंद रहते हैं; रात में PEPcase द्वारा मैलिक अम्ल रिक्तिका में जमा होता है (रात्रि अम्लीकरण; RQ = 0) और दिन में RuBisCO द्वारा शर्करा बनती है; सर्वोच्च जल उपयोग दक्षता (Highest WUE); उदाहरण: अनानास (Pineapple), नागफनी (*Opuntia*), अगेव (*Agave*), *Bryophyllum*, एलोवेरा, वनीला!

मुख्य बिंदु · Key Points

पृथ्वी पर सर्वाधिक प्रचुर प्रोटीन = RuBisCO (16 उप-इकाइयाँ: 8L + 8S)।
$C_{4}$ में स्थानिक पृथक्करण (Mesophyll बनाम Bundle sheath) होता है, जबकि CAM में सामयिक पृथक्करण (रात बनाम दिन) होता है।
Paraquat (PS I अवरोधक) और DCMU / Atrazine (PS II अवरोधक) प्रकाश-संश्लेषण को रोककर खरपतवार नष्ट करते हैं।

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

गर्म और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में $C_{4}$ फसलें (गन्ना, मक्का, ज्वार, बाजरा) $C_{3}$ फसलों की तुलना में दोगुना शुष्क पदार्थ और दोगुनी जल उपयोग दक्षता देती हैं।

3. प्रथम 15 व्याख्यानों के 10 सर्वोच्च परीक्षा प्रश्नोत्तर (Rapid-Fire Exam Capsules)

3. High-Yield Rapid Fire Q&A for Mid-Term & Final Exams (Lectures 01–15) (प्रथम 15 व्याख्यानों के सबसे महत्वपूर्ण परीक्षा बिंदु)

1. मृदा नमी तनाव मापने वाला यंत्र: टेंशियोमीटर (Tensiometer — 0 से -0.85 bar तक); पर्ण जल विभव मापने वाला यंत्र: शोलैंडर प्रेशर चैम्बर (Scholander Pressure Bomb); वाष्पोत्सर्जन दर मापने वाला यंत्र: पोटोमीटर (Potometer); रंध्र छिद्र मापने वाला यंत्र: पोरोमीटर (Porometer)।
2. स्थायी म्लानि बिंदु (Permanent Wilting Point – PWP; Briggs & Shantz, 1912 — सूरजमुखी सूचक पौधा): $- 1.5 MPa$ ( $- 15 bar$ ); और क्षेत्र क्षमता (Field Capacity – FC): $- 0.01 से - 0.033 MPa$ ( $- 1 / 3 bar$ )!
3. दलहनों में राइजोबियम द्वारा जैविक नत्रजन स्थिरीकरण (BNF): एंजाइम Nitrogenase का मुख्य घटक Mo-Fe प्रोटीन है, और लेगहीमोग्लोबिन (

O_{2}

अपमार्जक) के लिए Fe व Co आवश्यक हैं!
4. क्लोरोफिल के पोरफाइरिन वलय में कौन से तत्व होते हैं?: केंद्र में मैग्नीशियम ( $e x t {M g}^{2 +}$ ) और चारों पिरोल वलयों में 4 नाइट्रोजन (N) परमाणु (जबकि संश्लेषण के लिए Fe उत्प्रेरक है)!
5. प्रकाश-संश्लेषी रूप से सक्रिय विकिरण (PAR): 400 से 700 nm (सर्वाधिक प्रकाश-संश्लेषण लाल > नीले प्रकाश में और न्यूनतम हरे प्रकाश में होता है)!

मुख्य बिंदु · Key Points

Field Capacity = $- 0.033 MPa$ ( $- 1 / 3 bar$ ) | Permanent Wilting Point = $- 1.5 MPa$ ( $- 15 bar$ )।
उपलब्ध मृदा जल (Available Soil Water) = FC से PWP के बीच का केशिका जल (Capillary water)।
PAR तरंगदैर्घ्य परास = 400–700 nm (मापन यंत्र: Quantum Sensor, इकाई: $μ mol photons m^{- 2} s^{- 1}$ ).

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

यह त्वरित प्रश्नोत्तर संकलन कृषि अधिकारी (AO/AFO) और JRF परीक्षा में सीधे पूछे जाने वाले वस्तुनिष्ठ प्रश्नों को कवर करता है।

तुलनात्मक सारणियाँ · Comparison Tables

तालिका 29.1: पादप कार्यिकी के प्रमुख मापन यंत्रों एवं सूचक पौधों की मास्टर रिवीजन तालिका (Lectures 01–15)

मापी जाने वाली कार्यिकीय प्रक्रिया / पैरामीटर	मानक वैज्ञानिक यंत्र / सूचक पौधा (Instrument / Indicator Plant)	मुख्य परीक्षा तथ्य / सीमा
1. पौधे की सूक्ष्म वृद्धि का आवर्धित मापन	क्रेस्कोग्राफ (Crescograph — Sir J.C. Bose)	वृद्धि को 10,000 से 1,00,000 गुना आवर्धित करता है।
2. वाष्पोत्सर्जन की दर ( जल अवशोषण द्वारा)	गैनोंग / फार्मर का पोटोमीटर (Potometer)	सीधे वाष्पोत्सर्जन नहीं, बल्कि वाष्पोत्सर्जन द्वारा प्रेरित जल अवशोषण मापता है।
3. रंध्रों के खुलने का आकार / रंध्रीय चालकता	पोरोमीटर (Porometer) एवं कोबाल्ट क्लोराइड ( $e x t {C o C l}_{2}$ ) पेपर	सूखा ${CoCl}_{2}$ पेपर नीला होता है और नमी मिलने पर गुलाबी (Pink) हो जाता है!
4. मूल दाब (Root Pressure)	मैनोमीटर (Manometer)	कटे हुए तने से रस स्राव (Exudation) का दाब मापता है (1–2 atm)।
5. पर्ण जल विभव ( $Ψ_{w}$ )	शोलैंडर प्रेशर चैम्बर (Pressure Bomb) एवं साइक्रोमीटर	जाइलम में तनाव के बराबर बाह्य गैस दाब लगाकर मापता है।
6. मृदा नमी तनाव (Soil Matric Potential)	टेंशियोमीटर (Tensiometer / Irrometer)	बलुई मृदा में सर्वोत्तम; केवल $- 0.85 bar$ तक कार्य करता है।
7. स्थायी म्लानि बिंदु (PWP = -15 bar) का सूचक पौधा	*सूरजमुखी (Sunflower — Helianthus annuus)*	ब्रिग्स एवं शांत्ज़ (1912) द्वारा प्रयुक्त मानक सूचक पौधा।
8. सोडियम (Na) व बोरॉन (B) कमी का सूचक पौधा	चुकंदर (Sugarbeet) एवं सूरजमुखी (B हेतु)	फूलगोभी नाइट्रोजन (N), कैल्शियम (Ca) व मोलिब्डेनम (Mo — Whiptail) का सूचक है।

सूत्र एवं गणनाएँ · Calculations

1. जल विभव एवं प्रकाश-संश्लेषण ऊर्जा बजट का संयुक्त पुनरीक्षण उदाहरण

Ψw = Ψs + Ψp | C4 Energy per Glucose = 30 ATP + 12 NADPH | C3 Energy per Glucose = 18 ATP + 12 NADPH

उदाहरण 1: यदि कोशिका A ( $Ψ_{s} = - 14 bar, Ψ_{p} = 6 bar$ ) और कोशिका B ( $Ψ_{s} = - 18 bar, Ψ_{p} = 6 bar$ ) पास-पास हैं, तो जल किधर जाएगा?
• $Ψ_{w} (A) = - 14 + 6 = - 8 bar$ तथा $Ψ_{w} (B) = - 18 + 6 = - 12 bar$ ।
• चूँकि $- 8 bar > - 12 bar$ , अतः जल कोशिका A से कोशिका B में जाएगा!
उदाहरण 2: मक्का ( $C_{4}$ ) के पौधे में सुक्रोज (12 कार्बन = 2 ग्लूकोज समतुल्य) के 1 अणु के संश्लेषण में कुल कितने ATP और NADPH लगेंगे?
• 1 ग्लूकोज ( $6 C O_{2}$ ) में = $30 ATP + 12 NADPH$ ; अतः 1 सुक्रोज ( $12 C O_{2}$ ) में = $60 ATP + 24 NADPH$ !

माइंड मैप · Mind Map

[Lecture 29: मास्टर पुनरीक्षण I — पादप जल संबंध, खनिज पोषण एवं प्रकाश-संश्लेषण (Lectures 01–15)]
  ├── 1. पादप जल संबंध (Lectures 01–06)
  │     ├── Ψw = Ψs + Ψp (शुद्ध जल का Ψw = 0 MPa सर्वोच्च!) एवं DPD = OP - TP (प्रवाह: Low DPD ──► High DPD)
  │     ├── जल अवशोषण: Dixon & Joly (1894) का संसंजन-तनाव सिद्धांत (96–98% निष्क्रिय अवशोषण) | FC = -0.033 MPa, PWP = -1.5 MPa
  │     └── रंध्र गति: Levitt (1974) सक्रिय K+ पंप | बिंदुस्राव (Hydathodes + मूल दाब) | WUE: CAM > C4 > C3
  ├── 2. खनिज पोषण (Lectures 07–09)
  │     ├── Arnon & Stout (1939): 17 आवश्यक तत्व (17वाँ = Ni, Urease का घटक) + 4 लाभदायक (Na, Si, Co, Se)
  │     ├── गतिशीलता: पुरानी पत्तियाँ (N, P, K, Mg, Mo) | नई पत्तियाँ (S, Fe, Mn, Cu, Zn) | शीर्ष कली मृत्यु (Ca, B)
  │     └── विकार: Khaira (Zn), Whiptail (Mo), Marsh Spot (Mn), Heart Rot (B), Blossom End Rot (Ca), Dieback (Cu)
  └── 3. प्रकाश-संश्लेषण (Lectures 10–15)
        ├── वर्णक: Chl a (-CH3) बनाम Chl b (-CHO); केंद्र में Mg2+ | जल अपघटन (PS II, Mn2+ व Cl-)
        ├── Quantum Requirement = 8 photons/O2; Quantum Yield = 0.125 (12.5%) | Z-Scheme (ATP + NADPH + O2) बनाम Cyclic (केवल ATP)
        └── C3 (18 ATP) बनाम C4 (30 ATP, Kranz anatomy, PEPcase) बनाम CAM (रात्रि रंध्र खुलना) | C2 चक्र (Chloroplast→Peroxisome→Mitochondria)

प्रवाह चित्र · Flowchart

[पत्ती की आयु/स्थिति के आधार पर 14 खनिज पोषक तत्वों की कमी का त्वरित निदान चार्ट (Master Diagnostic Key)]
                        【पौधे में पोषक तत्व की कमी के लक्षण कहाँ दिख रहे हैं?】
                                               │
        ┌──────────────────────────────────────┼──────────────────────────────────────┐
        ▼                                      ▼                                      ▼
【1. पुरानी / निचली पत्तियों पर】        【2. नई / ऊपरी पत्तियों पर】           【3. शीर्ष कलिका मर जाती है!】
  (अत्यधिक गतिशील तत्व)                  (कम गतिशील तत्व)                       (पूर्णतः अगतिशील तत्व)
  • N: सामान्य पीलापन ('V' आकार)       • Fe: नसें हरी, बीच का भाग पीला       • Ca: युवा पत्तियाँ हुक जैसी मुड़ी,
  • P: बैंगनी रंग (Anthocyanin)        • Mn: जालीदार हरिमाहीनता + धब्बे          टमाटर में Blossom End Rot
  • K: किनारों का झुलसना (Scorching)   • Zn: छोटी पत्ती, धान का खैरा रोग     • B: तना खोखला, चुकंदर का Heart Rot,
  • Mg: अंतराशिरीय पीलापन             • S: संपूर्ण नई पत्ती समान रूप से पीली      परागण व शर्करा परिवहन रुकना!
  • Mo: फूलगोभी का Whiptail           • Cu: नींबू में Dieback / गोंद निकलना

परीक्षा टिप्स · Exam Tips

परीक्षा से ठीक पहले याद रखने योग्य 5 सुनहरे मिलान:
1. जल का प्रकाश-अपघटन (Photolysis of water) = PS II + ${Mn}^{2 +}$ + ${Cl}^{-}$
2. राइजोबियम नाइट्रोजिनेज एंजाइम = Mo + Fe
3. नाइट्रेट रिडक्टेज (Nitrate Reductase) = Mo
4. कार्बोनिक एनहाइड्रेज एवं ऑक्सिन (IAA) संश्लेषण = ${Zn}^{2 +}$
5. यूरिएज (Urease) एंजाइम = निकल ( $e x t {N i}^{2 +}$ )!
$C_{3}, C_{4}$ और CAM में प्रति अणु ग्लूकोज बनने में कितने ATP और NADPH लगते हैं?
• $C_{3}$ = 18 ATP + 12 NADPH
• $C_{4}$ = 30 ATP + 12 NADPH
• CAM = 39 ATP + 12 NADPH!
कोबाल्ट क्लोराइड ( $e x t {C o C l}_{2}$ ) पेपर विधि में सूखा पेपर किस रंग का होता है और पत्ती से वाष्पोत्सर्जन की नमी मिलने पर किस रंग में बदल जाता है? उत्तर: नीले (Blue) से गुलाबी (Pink) में!

त्वरित पुनरावृत्ति · Quick Revision

शुद्ध जल का जल विभव (Ψw) वायुमंडलीय दाब पर शून्य (0 MPa) होता है जो अधिकतम संभव मान है।
पूर्णतः स्फीत कोशिका का DPD = 0 और श्लथ कोशिका का DPD = OP होता है।
फेनिल मर्क्यूरिक एसीटेट (PMA) और ABA रंध्रों को बंद करने वाले एंटी-ट्रांसपिरेंट्स हैं, जबकि कओलिन (Kaolin) प्रकाश परावर्तक है।
क्लोरोफिल a में C-3 पर मिथाइल (-CH3) समूह और क्लोरोफिल b में एल्डिहाइड (-CHO) समूह होता है।
प्रकाश-श्वसन (C2 चक्र) तीन कोशिकांगों—क्लोरोप्लास्ट, पेरॉक्सीसोम और माइटोकॉन्ड्रिया—के सहयोग से पूर्ण होता है।

MCQs — उत्तर एवं व्याख्या

1. एक पूर्णतः स्फीत पादप कोशिका (Fully Turgid Cell) के लिए जल विभव (Ψw) और विसरण दाब न्यूनता (DPD) का मान क्या होता है?

(A) DPD = OP एवं Ψw = Ψs
(B) DPD = 0 (शून्य) एवं Ψw = 0 (क्योंकि TP = OP और Ψp = |Ψs| हो जाता है!)
(C) DPD = अनंत
(D) TP = 0

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — पूर्ण स्फीत अवस्था में स्फीति दाब (TP) परासरण दाब (OP) के बराबर हो जाता है, अतः DPD = OP – TP = 0 और Ψw = 0।

2. पौधों में 17वाँ और सबसे अंत में जोड़ा गया आवश्यक सूक्ष्म पोषक तत्व कौन सा है जो 'यूरिएज' (Urease) एंजाइम का अनिवार्य घटक है?

(A) मोलिब्डेनम (Mo)
(B) निकल (Nickel – Ni, Brown et al., 1987)
(C) कोबाल्ट (Co)
(D) सिलिकॉन (Si)

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — ब्राउन एवं साथियों (1987) ने निकल (Ni) को 17वाँ आवश्यक तत्व सिद्ध किया जो यूरिया को तोड़ने वाले यूरिएज एंजाइम का धातु घटक है।

3. निम्नलिखित में से किस कार्यिकीय विकार और पोषक तत्व की कमी का जोड़ा 'गलत' सुमेलित है?

(A) धान का खैरा रोग (Khaira disease of rice) — जिंक (Zn) की कमी
(B) फूलगोभी का व्हिपटेल (Whiptail of cauliflower) — मोलिब्डेनम (Mo) की कमी
(C) मटर का मार्श स्पॉट (Marsh spot of pea) — कैल्शियम (Ca) की कमी (गलत; यह मैंगनीज Mn की कमी से होता है!)
(D) चुकंदर का हार्ट रॉट (Heart rot of sugarbeet) — बोरॉन (B) की कमी

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (C) — मटर का मार्श स्पॉट मैंगनीज (Mn) की कमी से होता है, जबकि कैल्शियम (Ca) की कमी से टमाटर में ब्लॉसम एंड रॉट (BER) और सेब में बिटर पिट होता है।

4. प्रकाश-संश्लेषण में 'अचक्रीय प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण' (Non-cyclic Photophosphorylation / Z-Scheme) के दौरान किन उत्पादों का निर्माण होता है?

(A) केवल ATP का
(B) ATP + NADPH + H+ एवं आणविक ऑक्सीजन (O2) तीनों का
(C) केवल शर्करा का
(D) केवल CO2 का

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — अचक्रीय पथ में PS II और PS I दोनों भाग लेते हैं जिससे जल का अपघटन होकर O2 निकलती है तथा ATP और NADPH दोनों बनते हैं।

5. प्रकाश-संश्लेषण में 1 अणु ऑक्सीजन (O2) मुक्त करने या 1 अणु CO2 के अपचयन के लिए 'क्वांटम आवश्यकता' (Quantum Requirement) और 'क्वांटम लब्धि' (Quantum Yield) क्रमशः कितनी होती है?

(A) क्वांटम आवश्यकता = 4 फोटॉन एवं क्वांटम लब्धि = 0.25
(B) क्वांटम आवश्यकता = 8 फोटॉन एवं क्वांटम लब्धि = 0.125 (12.5%)
(C) क्वांटम आवश्यकता = 1 फोटॉन एवं क्वांटम लब्धि = 1.0
(D) क्वांटम आवश्यकता = 18 फोटॉन

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — इमर्सन एवं आर्नोन के अनुसार प्रति O2 अणु 8 क्वांटा प्रकाश लगता है, अतः क्वांटम लब्धि = 1/8 = 0.125 (12.5%) होती है।

6. C4 पौधों (मक्का, गन्ना, ज्वार) में प्रथम CO2 ग्राही (Primary CO2 Acceptor) और प्रथम स्थायी उत्पाद क्या होते हैं?

(A) ग्राही: RuBP (5C) एवं उत्पाद: 3-PGA (3C)
(B) ग्राही: फॉस्फोइनोल पाइरुवेट (PEP — 3C, पर्णमध्योतक में) एवं प्रथम उत्पाद: ऑक्जेलोएसिटिक अम्ल (OAA — 4C)
(C) ग्राही: मैलिक अम्ल एवं उत्पाद: ग्लूकोज
(D) ग्राही: ग्लाइकोलेट एवं उत्पाद: सेरीन

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — C4 पौधों की पर्णमध्योतक कोशिका में PEP (3C) PEPcase एंजाइम की सहायता से HCO3- ग्रहण कर 4-कार्बन वाला OAA बनाता है।

7. प्रकाश-श्वसन (Photorespiration / C2 Cycle) की प्रक्रिया पौधे की कोशिका के किन तीन कोशिकांगों में क्रमबद्ध रूप से संपन्न होती है?

(A) राइबोसोम, गॉल्जीकाय एवं रिक्तिका
(B) क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast) → पेरॉक्सीसोम (Peroxisome) → माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
(C) केवल केंद्रक और कोशिकाद्रव्य
(D) केवल माइटोकॉन्ड्रिया

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — क्लोरोप्लास्ट में ग्लाइकोलेट बनता है, पेरॉक्सीसोम में ग्लाइसीन बनता है और माइटोकॉन्ड्रिया में 2 ग्लाइसीन से 1 सेरीन + CO2 + NH3 निकलती है।

8. निम्नलिखित में से कौन सा रसायन 'पर्ण-छत्र पर मोमी परत बनाने वाला' (Film-forming) एंटी-ट्रांसपिरेंट नहीं है, बल्कि 'रंध्र बंद करने वाला' (Stomatal closing) एंटी-ट्रांसपिरेंट है?

(A) मोबीलीफ (MobiLeaf)
(B) फेनिल मर्क्यूरिक एसीटेट (PMA — Phenyl Mercuric Acetate) एवं ABA
(C) हेक्साडेकेनॉल (Hexadecanol)
(D) सिलिकॉन तेल (Silicone oil)

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — PMA, ABA और कम सांद्रता पर एट्राजीन रंध्र बंद करने वाले (Stomatal closing) एंटी-ट्रांसपिरेंट हैं; जबकि मोबीलीफ, हेक्साडेकेनॉल और सिलिकॉन फिल्म बनाने वाले हैं।

9. मृदा में वह नमी स्तर जिस पर गुरुत्वाकर्षण जल बाहर निकलने के बाद केशिका छिद्रों में अधिकतम उपलब्ध जल बचा रहता है (-0.01 से -0.033 MPa या -1/3 bar), क्या कहलाता है?

(A) स्थायी म्लानि बिंदु (PWP = -15 bar)
(B) क्षेत्र क्षमता (Field Capacity – FC)
(C) आर्द्रताग्राही गुणांक (-31 bar)
(D) संतृप्ति बिंदु (0 bar)

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — सिंचाई या वर्षा के 2–3 दिन बाद जब गुरुत्वीय जल रिस जाता है, तब मृदा क्षेत्र क्षमता (-0.033 MPa) पर होती है जो पौधों के लिए आदर्श है।

10. जल उपयोग दक्षता (Water Use Efficiency – WUE) का विभिन्न प्रकाश-संश्लेषी पादप समूहों में सही घटता हुआ क्रम क्या है?

(A) C3 > C4 > CAM
(B) CAM > C4 > C3 (CAM पौधों की WUE सर्वाधिक और C3 की सबसे कम होती है!)
(C) C4 > CAM > C3
(D) तीनों की बराबर होती है

उत्तर एवं व्याख्या देखें

सही उत्तर: (B) — CAM पौधे रात में रंध्र खोलते हैं जिससे उनकी WUE सर्वोच्च (10–20 g/kg) होती है, उसके बाद C4 (3–5 g/kg) और सबसे कम C3 (1–2 g/kg) की होती है।

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

1. परासरण दाब (OP), स्फीति दाब (TP) और विसरण दाब न्यूनता (DPD) के बीच संबंध सूत्र लिखिए।

DPD = OP – TP (और आधुनिक रूप में: Ψw = Ψs + Ψp)।

2. पौधों में शर्करा (सुक्रोज) के फ्लोएम स्थानांतरण और परागकणों के अंकुरण के लिए कौन सा सूक्ष्म पोषक तत्व अनिवार्य है?

बोरॉन (Boron – B)।

3. प्रकाश तंत्र I (PS I) और प्रकाश तंत्र II (PS II) के अभिक्रिया केंद्र पर्णहरित-a अणुओं के अवशोषण शीर्ष क्या हैं?

PS I का अभिक्रिया केंद्र = P700 (700 nm) और PS II का अभिक्रिया केंद्र = P680 (680 nm)।

4. C4 पौधों की पत्तियों में पाई जाने वाली विशेष 'पुष्पमाला' जैसी शारीरिकी को क्या कहते हैं?

क्रैंज शारीरिकी (Kranz Anatomy)।

5. गेहूँ की फसल में सिंचाई के लिए सबसे क्रांतिक कार्यिकीय अवस्था (Critical physiological stage) कौन सी है?

शिखर जड़ बनने की अवस्था (CRI — Crown Root Initiation stage, बुवाई के 21 दिन बाद)।

लघु उत्तरीय प्रश्न

1. जल विभव (Water Potential) और विसरण दाब न्यूनता (DPD) की तुलना करते हुए पूर्णतः स्फीत, श्लथ और जीवद्रव्यकुंचित कोशिकाओं की स्थिति लिखिए।

जल विभव (Ψw = Ψs + Ψp) में शुद्ध जल का मान 0 और विलयन का ऋणात्मक होता है, जबकि DPD (= OP – TP) धनात्मक दाब में व्यक्त होता है (Ψw = -DPD)। 1. पूर्णतः स्फीत कोशिका: TP = OP, अतः DPD = 0 एवं Ψw = 0। 2. श्लथ कोशिका (Flaccid): TP = 0, अतः DPD = OP एवं Ψw = Ψs। 3. जीवद्रव्यकुंचित कोशिका (Plasmolysed): TP ऋणात्मक (-ve) होता है, अतः DPD = OP + |TP| (अधिकतम जल की माँग)।

2. पौधे की पुरानी पत्तियों, नई पत्तियों और शीर्ष कलिका पर दिखने वाले पोषक कमी के लक्षणों का कारण और संबंधित तत्वों के नाम लिखिए।

यह तत्व की फ्लोएम गतिशीलता (Phloem mobility) पर निर्भर करता है: 1. पुरानी पत्तियों पर लक्षण: N, P, K, Mg और Mo अत्यधिक गतिशील हैं, अतः कमी होने पर ये पुरानी पत्तियों से निकलकर नई पत्तियों में चले जाते हैं। 2. नई पत्तियों पर लक्षण: Fe, Mn, Zn, Cu और S कम गतिशील हैं, अतः कमी नई पत्तियों पर दिखती है। 3. शीर्ष कलिका पर लक्षण: Ca और B पूर्णतः अगतिशील हैं, अतः इनकी कमी से प्ररोह व जड़ की शीर्षस्थ कलिका ही मर जाती है।

3. अचक्रीय (Non-cyclic) और चक्रीय (Cyclic) प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण में 4 मुख्य अंतर लिखिए।

1. अचक्रीय में PS II (P680) और PS I (P700) दोनों भाग लेते हैं, जबकि चक्रीय में केवल PS I (P700) भाग लेता है। 2. अचक्रीय में इलेक्ट्रॉन वापस अपने केंद्र पर नहीं लौटता, जबकि चक्रीय में इलेक्ट्रॉन P700 से निकलकर वापस P700 पर लौट आता है। 3. अचक्रीय में जल का प्रकाश-अपघटन और O2 का उत्सर्जन होता है, चक्रीय में नहीं। 4. अचक्रीय में ATP और NADPH दोनों बनते हैं, जबकि चक्रीय में केवल ATP बनता है।

4. C3, C4 और CAM पौधों में मुख्य कार्यिकीय अंतर संक्षेप में स्पष्ट कीजिए।

1. C3 पौधे (गेहूँ, धान): प्रथम उत्पाद 3-PGA (3C); केवल RuBisCO एंजाइम; क्रैंज शारीरिकी अनुपस्थित; उच्च प्रकाश-श्वसन; ऊर्जा लागत 18 ATP/ग्लूकोज; कम WUE। 2. C4 पौधे (मक्का, गन्ना, ज्वार): प्रथम उत्पाद OAA (4C); PEPcase + RuBisCO (क्रैंज शारीरिकी द्वारा स्थानिक पृथक्करण); प्रकाश-श्वसन अनुपस्थित; ऊर्जा लागत 30 ATP/ग्लूकोज; उच्च उत्पादकता व WUE। 3. CAM पौधे (अनानास, नागफनी): रात में रंध्र खुलना (सामयिक पृथक्करण); सर्वोच्च WUE।

5. एंटी-ट्रांसपिरेंट्स (Antitranspirants) क्या हैं? इनके चारों प्रकारों के नाम व उदाहरण लिखिए।

वाष्पोत्सर्जन द्वारा होने वाली जल हानि को कम करने के लिए पत्तियों पर छिड़के जाने वाले रसायनों को एंटी-ट्रांसपिरेंट्स कहते हैं। प्रकार: 1. रंध्र बंद करने वाले (Stomatal closing): PMA (फेनिल मर्क्यूरिक एसीटेट), ABA और कम सांद्रता पर एट्राजीन। 2. परत बनाने वाले (Film-forming): मोबीलीफ (MobiLeaf), हेक्साडेकेनॉल, सिलिकॉन व मोम। 3. परावर्तक प्रकार (Reflectant): कओलिन (5% Kaolin / चीनी मिट्टी) और चूना। 4. वृद्धि मंदक (Growth retardants): साइकोसेल (CCC)।

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

1. पादप जल संबंध के मूल सिद्धांतों—जल विभव एवं इसके घटक, सक्रिय व निष्क्रिय जल अवशोषण, रंध्र गति की आधुनिक K+ पंप क्रियाविधि और जल उपयोग दक्षता (WUE)—का समेकित पुनरीक्षण प्रस्तुत कीजिए।

जल विभव समीकरण (Ψw = Ψs + Ψp), डिक्सन व जोली का वाष्पोत्सर्जन खिंचाव सिद्धांत, लेविट (1974) का सक्रिय K+ आयन विनिमय मॉडल और WUE बढ़ाने के शस्य उपायों का सूत्र व आरेख सहित सविस्तर वर्णन करें।

2. आवश्यक पादप पोषक तत्वों की आर्नोन एवं स्टाउट की कसौटियों, 17 तत्वों के कार्यिकीय कार्यों और प्रमुख कृषि फसलों में सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी से होने वाले कार्यिकीय विकारों (Deficiency disorders) का वर्णन कीजिए।

अनिवार्यता की 3 कसौटियाँ, 17 आवश्यक व 4 लाभदायक तत्वों का वर्गीकरण, गतिशीलता चार्ट और Zn (खैरा), Mo (व्हिपटेल), Mn (मार्श स्पॉट), B (हार्ट रॉट/ब्राउनिंग), Ca (BER) व Fe/Cu की कमी के लक्षणों व सुधार का वर्णन करें।

3. प्रकाश-संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया (Z-Scheme) और अंधकार अभिक्रिया के तीनों पथों (C3, C4 एवं CAM) तथा प्रकाश-श्वसन (C2 चक्र) की तुलनात्मक विवेचना कीजिए।

Z-स्कीम का इलेक्ट्रॉन पथ, C3, C4 व CAM चक्रों की चरणबद्ध क्रियाविधि, ऊर्जा बजट (18 बनाम 30 बनाम 39 ATP) और प्रकाश-श्वसन के तीनों कोशिकांगों की भूमिका का तुलनात्मक तालिका सहित वर्णन करें।

परीक्षा वन-लाइनर्स

पोटोमीटर वाष्पोत्सर्जन की दर को सीधे न मापकर वाष्पोत्सर्जन के कारण पौधे द्वारा अवशोषित जल की दर मापता है।
बिंदुस्राव (Guttation) केवल सुबह के समय उच्च मूल दाब और कम वाष्पोत्सर्जन पर जल-रंध्रों (Hydathodes) से होता है।
राइजोबियम की जड़ ग्रंथियों में गुलाबी रंग का 'लेगहीमोग्लोबिन' ऑक्सीजन अपमार्जक (Oxygen scavenger) के रूप में नाइट्रोजिनेज की रक्षा करता है।
पर्णहरित के अवशोषण स्पेक्ट्रम में नीले प्रकाश के क्षेत्र में आने वाले सबसे ऊँचे शिखर को 'सोरेट बैंड' (Soret band) कहते हैं।
C4 पौधों में क्रैंज शारीरिकी के कारण पूलाच्छद (Bundle sheath) में CO2 की सांद्रता उच्च बनी रहती है जिससे प्रकाश-श्वसन शून्य हो जाता है।

आधार: उपयोगकर्ता द्वारा उपलब्ध PPHYS 311 Smart Notes।

अधिगम उद्देश्य · Learning Objectives

प्रस्तावना · Introduction

महत्वपूर्ण परिभाषाएँ · Definitions

जल संबंध का स्वर्ण नियम (Golden Rule of Water Movement)

खनिज पोषण का पत्ती-स्थिति निदान नियम (Mobility-Based Deficiency Diagnostic Rule)

प्रकाश-संश्लेषण का ऊर्जा बजट नियम (Energetic Rule of C3 vs C4)

वर्गीकरण · Classification

1. इकाई 1 (पादप जल संबंध — Lectures 01–06) के सर्वोच्च-उपज परीक्षा तथ्य

2. इकाई 2 (खनिज पोषण — Lectures 07–09) के सर्वोच्च-उपज परीक्षा तथ्य

महत्वपूर्ण सिद्धांत · Principles

कार्यिकीय प्रक्रियाएँ · Detailed Topics

1. Master Formula Sheet: Units 1, 2 & 3 (Lectures 01 to 15) (इकाई 1, 2 एवं 3 के सभी संख्यात्मक सूत्रों की मास्टर शीट)

मुख्य बिंदु · Key Points

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

2. Master Comparison: C3, C4 and CAM Pathways & Photorespiration (C3, C4 एवं CAM चक्रों का त्वरित पुनरीक्षण)

मुख्य बिंदु · Key Points

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

3. High-Yield Rapid Fire Q&A for Mid-Term & Final Exams (Lectures 01–15) (प्रथम 15 व्याख्यानों के सबसे महत्वपूर्ण परीक्षा बिंदु)

मुख्य बिंदु · Key Points

कृषीय महत्व · Agricultural Importance

तुलनात्मक सारणियाँ · Comparison Tables

तालिका 29.1: पादप कार्यिकी के प्रमुख मापन यंत्रों एवं सूचक पौधों की मास्टर रिवीजन तालिका (Lectures 01–15)

सूत्र एवं गणनाएँ · Calculations

1. जल विभव एवं प्रकाश-संश्लेषण ऊर्जा बजट का संयुक्त पुनरीक्षण उदाहरण

माइंड मैप · Mind Map

प्रवाह चित्र · Flowchart

परीक्षा टिप्स · Exam Tips

त्वरित पुनरावृत्ति · Quick Revision

MCQs — उत्तर एवं व्याख्या

1. एक पूर्णतः स्फीत पादप कोशिका (Fully Turgid Cell) के लिए जल विभव (Ψw) और विसरण दाब न्यूनता (DPD) का मान क्या होता है?

3. निम्नलिखित में से किस कार्यिकीय विकार और पोषक तत्व की कमी का जोड़ा 'गलत' सुमेलित है?

4. प्रकाश-संश्लेषण में 'अचक्रीय प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण' (Non-cyclic Photophosphorylation / Z-Scheme) के दौरान किन उत्पादों का निर्माण होता है?

6. C4 पौधों (मक्का, गन्ना, ज्वार) में प्रथम CO2 ग्राही (Primary CO2 Acceptor) और प्रथम स्थायी उत्पाद क्या होते हैं?

7. प्रकाश-श्वसन (Photorespiration / C2 Cycle) की प्रक्रिया पौधे की कोशिका के किन तीन कोशिकांगों में क्रमबद्ध रूप से संपन्न होती है?

10. जल उपयोग दक्षता (Water Use Efficiency – WUE) का विभिन्न प्रकाश-संश्लेषी पादप समूहों में सही घटता हुआ क्रम क्या है?

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

1. परासरण दाब (OP), स्फीति दाब (TP) और विसरण दाब न्यूनता (DPD) के बीच संबंध सूत्र लिखिए।

3. प्रकाश तंत्र I (PS I) और प्रकाश तंत्र II (PS II) के अभिक्रिया केंद्र पर्णहरित-a अणुओं के अवशोषण शीर्ष क्या हैं?

4. C4 पौधों की पत्तियों में पाई जाने वाली विशेष 'पुष्पमाला' जैसी शारीरिकी को क्या कहते हैं?

5. गेहूँ की फसल में सिंचाई के लिए सबसे क्रांतिक कार्यिकीय अवस्था (Critical physiological stage) कौन सी है?

लघु उत्तरीय प्रश्न

3. अचक्रीय (Non-cyclic) और चक्रीय (Cyclic) प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण में 4 मुख्य अंतर लिखिए।

4. C3, C4 और CAM पौधों में मुख्य कार्यिकीय अंतर संक्षेप में स्पष्ट कीजिए।

5. एंटी-ट्रांसपिरेंट्स (Antitranspirants) क्या हैं? इनके चारों प्रकारों के नाम व उदाहरण लिखिए।

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

परीक्षा वन-लाइनर्स

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