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Table of Contents

Respiration

This is a common process which we all do every second. In simple language 'we can say that the Exchange of gases is known as Respiration'. Humans & animals release carbon dioxide and the aerial part of the plant release oxygen and absorb the carbon dioxide released by human and other organisms. On the other hand, oxygen will be absorbed by animals and humans.

√ This is a continuously occurring process.

√ It's a Reduction process and much more than gas exchange.

√ Respiration is a special type of combustion.

यह एक सामान्य प्रक्रिया है जो हम सभी हर सेकंड करते हैं। सरल भाषा में हम कह सकते हैं कि गैसों के आदान-प्रदान को श्वसन कहते हैं। मनुष्य और जानवर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। पौधे का हवाई हिस्सा ऑक्सीजन छोड़ता है और मानव और अन्य जीवों द्वारा छोड़े गए कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है। दूसरी ओर ऑक्सीजन मनुष्यों और जानवरों द्वारा अवशोषित की जाती है।

√ यह लगातार होने वाली प्रक्रिया है।

√ यह एक अपचयन प्रक्रिया है और गैस विनिमय से कहीं अधिक है।

√ श्वसन एक विशेष प्रकार का दहन है।

Definition

Respiration is the process taking place in all living cells in which energy is released by the breakdown of food.

Respiration is the process of gaseous exchange where usually oxygen absorb from the atmosphere and carbon dioxide is released by the respiratory organ of animals and plants in the atmosphere.

श्वसन सभी जीवित कोशिकाओं में होने वाली प्रक्रिया है जिसमें भोजन के टूटने से ऊर्जा निकलती है।
या
श्वसन गैसीय विनिमय की प्रक्रिया है जहां सामान्यत: ऑक्सीजन वायुमंडल से अवशोषित होती है और कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में जंतुओं के श्वसन अंग द्वारा छोड़ी जाती है।

Types of Respiration

This classification is based on the need for oxygen.

Aerobic -

In this type of respiration, oxygen is required for the oxidation of an organic substance.

(C6H12O6) + 6(O2) →6(CO2) + 6 (H2O) + 673k Cal(ATP)

Anaerobic = Fermentation

In this type of respiration, oxygen is not required for the oxidation of organic substances.

C6H12O6→C2H5OH +2CO2

यह वर्गीकरण ऑक्सीजन की आवश्यकता पर आधारित है।
वायवीय -
इस प्रकार के श्वसन में कार्बनिक पदार्थ के ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
(C6H12O6) + 6(O2) →6(CO2) + 6 (H2O) + 673k Cal(ATP)
अवायवीय -
इस प्रकार की श्वसन में कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है।

C6H12O6→C2H5OH +2CO2

Difference between Aerobic & Anaerobic Respiration

Mechanism of Respiration

Respiration starts with glucose. In aerobic and anaerobic respiration the initial reaction is common I.e. Glycolysis or EMP pathway (Embden Meyerhoff-Parnas Pathway).

This process (glycolysis) is not affected by the absence or presence of oxygen.

The final product of this reaction is Pyruvic acid. And the fate of pyruvic acid is different depending upon the absence or presence of oxygen.

A) Glycolysis

B) Kreb's cycles

C) Oxidation phosphorylation –

C.1)Electron Transport System

C.2) Chemiosmiosis

D) Hexose Monophosphate Pathway

(I). If oxygen present than
Pyruvic acid —> water + 2CO₂ +24 ATP And this reaction is called the T.C.A cycle or Krebs's cycle.

(II). If oxygen absent

Pyruvic acid —> Alcohol + CO₂ And this reaction is called Anaerobic respiration.

And this reaction is called Anaerobic respiration.

(III) Electron Transport system

(V) Hexose Monophosphate Pathway

श्वसन की शुरुआत ग्लूकोज से होती है। एरोबिक और एनारोबिक श्वसन में प्रारंभिक प्रतिक्रिया आम है यानी ग्लाइकोलाइसिस या ईएमपी पाथवे (एम्बडेन मेयरहॉफ-परनास पाथवे)।

यह प्रक्रिया (ग्लाइकोलिसिस) ऑक्सीजन की अनुपस्थिति या उपस्थिति से प्रभावित नहीं होती है।

इस प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद पाइरुविक अम्ल है। और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति या उपस्थिति के आधार पर पाइरुविक अम्ल का भाग्य भिन्न होता है।

(I) अगर ऑक्सीजन मौजूद है

पाइरुविक अम्ल —> जल + 2CO₂ +24 ATP

और इस अभिक्रिया को T.C.A चक्र या क्रेब्स चक्र कहते हैं।

(II)अगर ऑक्सीजन अनुपस्थित है

पाइरुविक अम्ल -> अल्कोहल + CO2

और इस प्रतिक्रिया को अवायवीय श्वसन कहते हैं।

(III) इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली

(IV) ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण

(V) हेक्सोज मोनोफॉस्फेट पाथवे

Factors Affecting Respiration

The factors are divided into two parts. I.e. External or Internal factors.

External Factors

1. Temperature -

Since the reaction of respiration is under the control of enzymes and the enzyme are sensitive to temperature.

There is a direct effect of temperature on respiration.

For plant

Optimum temperature - 30°C

Minimum temperature - 0°C

Maximum temperature - 45°C

2. Oxygen

It's one of the reactants in the normal reaction of higher plants.

Its presence or absence determines the kind of respiration and the type of product of the reaction.

3. Carbon dioxide

A higher concentration of Co2 in the atmosphere is affected respiration efficiency. And also inhibit the germination of seed.

4. Water

The storage of water may increase the rate of respiration and with low content of water, there are reverse conditions. But the slight change in the water content does not affect the respiration rate.

5. Injury

If a plant is injured by any organism, the sugar content of the plant suddenly increased because the conversion of starch to sugar is increased due to the increase in the rate of respiration.

6. Chemicals

Certain chemicals like carbon monoxide, cyanides, chloroform etc. Reduce the rate of respiration.

7. Mechanical effect

Some mechanical practices (like Rubbing or bending) are increases the rate of respiration.

Internal factor

Protoplasmic factors

It seems that young cells respired more rapidly than old cells due to having more active protoplasm. The rate of respiration is also affected by the rate of respiratory enzymes present in protoplasm.

Concentrations of respiratory material

If other factors are not limiting, the respiration rate increases with the increase. In the respiration substrate.

कारकों को दो भागों में बांटा गया है। अर्थात। बाहरी या आंतरिक कारक।

बाह्य कारक

1. तापमान -

चूंकि श्वसन की प्रतिक्रिया एंजाइमों के नियंत्रण में होती है और एंजाइम तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं।

श्वसन पर तापमान का सीधा प्रभाव पड़ता है।

पौधे के लिए

इष्टतम तापमान - 30 डिग्री सेल्सियस

न्यूनतम तापमान - 0 डिग्री सेल्सियस

अधिकतम तापमान - 45 डिग्री सेल्सियस

2. ऑक्सीजन

यह उच्च पौधों की सामान्य प्रतिक्रिया में अभिकारकों में से एक है।

इसकी उपस्थिति या अनुपस्थिति श्वसन के प्रकार और प्रतिक्रिया के उत्पाद के प्रकार को निर्धारित करती है।

3. कार्बन डाइऑक्साइड

वातावरण में CO2 की उच्च सांद्रता श्वसन क्षमता को प्रभावित करती है। और बीज के अंकुरण को भी रोकता है।

4. पानी

पानी के भंडारण से श्वसन की दर में वृद्धि हो सकती है और पानी की कम मात्रा के साथ विपरीत स्थितियाँ होती हैं। लेकिन पानी की मात्रा में मामूली बदलाव श्वसन दर को प्रभावित नहीं करता है।

5. चोट

यदि कोई पौधा किसी जीव द्वारा घायल हो जाता है, तो पौधे की शर्करा की मात्रा अचानक बढ़ जाती है क्योंकि श्वसन की दर में वृद्धि के कारण स्टार्च का चीनी में रूपांतरण बढ़ जाता है।

6. रसायन

कुछ रसायन जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड, साइनाइड, क्लोरोफॉर्म आदि श्वसन की दर को कम करते हैं।

7. यांत्रिक प्रभाव

कुछ यांत्रिक क्रियाएं (जैसे रगड़ना या झुकना) श्वसन की दर को बढ़ा देती हैं।

आंतरिक कारक

प्रोटोप्लाज्मिक कारक

ऐसा लगता है कि अधिक सक्रिय प्रोटोप्लाज्म होने के कारण युवा कोशिकाएं पुरानी कोशिकाओं की तुलना में अधिक तेजी से सांस लेती हैं। श्वसन की दर प्रोटोप्लाज्म में मौजूद श्वसन एंजाइमों की दर से भी प्रभावित होती है।

श्वसन सामग्री की सांद्रता

यदि अन्य कारक सीमित नहीं हैं, तो वृद्धि के साथ श्वसन दर बढ़ जाती है। श्वसन सब्सट्रेट में।

Energy released during respiration:

On the basis of stage of Respiration

A) Glycolysis – 2 ATP

B) Krebs cycles – 2 ATP

C) Electron Transport System – 34 ATP

Total 38 ATP

On the basis of site

A). Outside of mitochondria – 2 ATP

B). Inside of mitochondria – 36 ATP (ETC & K.C)

Total 38 ATP

On the basis of phosphorylation

A). Oxidative phosphorylation – 34 ATP

B). Substrate/Trans phosphorylation (i.e. direct oxidation of substrate ) – 4 ATP

On the basis of reaction

Reaction formula of respiration

1. Output:

A) No. of CO₂ molecules through link – 2

Total molecules released during respiration – 6CO2

B) No. Of H2O molecule through ETS – (1×10)+(1×2)= 12 H2O

10 means 10 molecules of NADH₂

2 means 2 molecules of FADH₂

C). No. of net ATP produced – 38 ATP

2. Input :

A) Glucose :

B) Oxygen:

3. Formula:

After balancing the above inputs & outputs .