MPSC 2025 पूर्व परीक्षा पेपर-१ · प्रश्न 57 / 100

बरोबर उत्तर पर्याय (2) — पोटॅशियम. प्रत्येक रंध्राच्या दोन्ही बाजूंना असलेल्या संरक्षक पेशींच्या (गार्ड सेल) परस्पर स्फीतीवर (टर्गर प्रेशर) रंध्र उघडणे व मिटणे अवलंबून असते, आणि ही स्फीती प्रामुख्याने पोटॅशियम आयनांच्या (K⁺) संरक्षक पेशींत आत-बाहेर होणाऱ्या हालचालीने नियंत्रित होते. प्रकाश, कमी अंतर्गत कार्बन डायऑक्साइड किंवा इतर अनुकूल संकेत जाणवल्यावर, संरक्षक-पेशी पटलातील प्रोटॉन (H⁺) पंप सक्रियपणे हायड्रोजन आयन बाहेर टाकतात, आणि यातून निर्माण होणाऱ्या विद्युतरासायनिक प्रवणतेमुळे विशिष्ट K⁺ वाहिन्यांमधून पोटॅशियम आयन संरक्षक पेशींत आत ओढले जातात. या पोटॅशियम-अंतर्वाहामुळे संरक्षक पेशींचे अंतर्गत जल-विभव कमी होतो, त्यामुळे पाणी परासरणाने आतच येते, संरक्षक पेशी फुगून स्फीत होतात, आणि त्यांच्या भिंती असमान जाडीच्या असल्याने (रंध्राकडील बाजू जाड) हे फुगणे दोन्ही संरक्षक पेशींना एकमेकांपासून बाकदारपणे दूर खेचते व रंध्राचे छिद्र उघडते. उलट प्रक्रिया — पोटॅशियम व पाणी पुन्हा पेशींबाहेर जाणे — पेशींना पिचकवते व छिद्र बंद करते, आणि जलताणाखाली नेमके हेच घडते, जेव्हा अॅबसिसिक अॅसिड हे संप्रेरक पाणी वाचवण्यासाठी पोटॅशियमचा बहिर्वाह घडवते.

• (1)मॅग्नेशियम — वनस्पतीत मॅग्नेशियमची सर्वांत सुपरिचित भूमिका म्हणजे क्लोरोफिल रेणूचा मध्यवर्ती अणू असणे, त्यामुळे ते प्रकाशसंश्लेषणासाठी व पानांच्या हिरव्या रंगासाठी आवश्यक असते, आणि त्याच्या कमतरतेमुळे शिरांदरम्यान पिवळेपणा (क्लोरोसिस) येतो. संरक्षक-पेशी स्फीती व रंध्र-उघडणे थेट चालवणारा आयन म्हणून त्याची कोणतीही स्थापित भूमिका नाही; ती भूमिका विशेषतः पोटॅशियमची आहे.
• (3)लोखंड — वनस्पतींना लोखंड प्रामुख्याने क्लोरोफिल-संश्लेषण व इलेक्ट्रॉन-वहन प्रक्रिया (प्रकाशसंश्लेषण व श्वसन) यांत सामील असणाऱ्या विकरांचे सहघटक म्हणून लागते, आणि त्याच्या कमतरतेमुळेही कोवळ्या पानांत क्लोरोसिस होते. संरक्षक पेशी फुगून रंध्र उघडण्यासाठी जमा करत असलेला आयन ते नाही.
• (4)जस्त — जस्त हे एक सूक्ष्म-पोषक आहे, अनेक वनस्पती-विकरांचे सहघटक म्हणून लागते, ज्यात ऑक्सिन (वृद्धी-संप्रेरक) संश्लेषणात सामील असणाऱ्या विकरांचाही समावेश आहे, आणि त्याच्या कमतरतेमुळे वाढ खुंटणे व लहान, विकृत पाने यांसारखी लक्षणे दिसतात. रंध्र उघडणे व मिटणे चालवणाऱ्या स्फीती-दाब बदलांत त्याची कोणतीही स्थापित भूमिका नाही; ती यंत्रणा विशेषतः पोटॅशियम आयनांच्या हालचालीशी जोडलेली आहे.

पानाच्या बाह्यत्वचेवरील प्रत्येक रंध्रीय छिद्राच्या दोन्ही बाजूंना दोन संरक्षक पेशी असतात, ज्यांची सापेक्ष स्फीती छिद्र उघडे आहे की बंद हे ठरवते. संरक्षक पेशींची पेशी-भिंत सामान्य पेशींहून वेगळी असते — रंध्राकडील बाजू जाड व बाहेरची बाजू पातळ; पेशी स्फीत (पाण्याने फुगलेल्या) झाल्या की या असमान जाडीमुळे त्या बाकदार होऊन एकमेकांपासून दूर सरकतात, ज्यामुळे छिद्र उघडते, तर स्फीती हरवल्यावर त्या पुन्हा शिथिल होऊन एकत्र येतात व छिद्र बंद होते. या स्फीती-बदलाचा परासरणीय चालक म्हणजे रंध्र उघडण्यासाठी संरक्षक पेशींत होणारी नियंत्रित, सक्रिय पोटॅशियम आयनांची (सोबत क्लोराईड वा मॅलेटसारखे प्रति-आयन, व परासरणाने आत येणारे पाणी) हालचाल, आणि रंध्र बंद करण्यासाठी परत बाहेर होणारी हालचाल — ही प्रक्रिया प्रकाश, CO2 सांद्रता व जलताणाखाली अॅबसिसिक अॅसिडसारख्या संप्रेरक-संकेतांद्वारे नियंत्रित होते.

एमपीएससीचे वनस्पतिशास्त्र प्रश्न रंध्र-हालचालीसारख्या दैनंदिन वनस्पती-शरीरक्रिया प्रक्रियांमागील आयनिक व संप्रेरक-यंत्रणा वारंवार तपासतात, केवळ रंध्र उघडतात व बंद होतात हे शरीरशास्त्रीय तथ्य नव्हे. येथे बक्षीस मिळणारी सवय म्हणजे संरक्षक-पेशी स्फीती-बदलासाठी विशेषतः पोटॅशियम (कोणताही सर्वसाधारण खनिज-पोषक नव्हे) हा आयन जबाबदार आहे हे नेमके माहीत असणे, कारण या प्रश्नात अनेक खनिज घटक एकत्र दिले आहेत, ज्यांतील प्रत्येकाची वनस्पती-पोषणात इतर, असंबंधित भूमिका असल्याने ते जाणीवपूर्वक भ्रामक पर्याय म्हणून वापरले जातात.

• रंध्र उघडणे हे संरक्षक पेशींत पोटॅशियम आयनांच्या (K⁺) अंतर्वाहामुळे चालते, ज्यामुळे त्यांचा जल-विभव कमी होतो व पाणी परासरणाने आत ओढले जाऊन स्फीती वाढते.
• संरक्षक-पेशी भिंत असमान जाडीची असते (रंध्राकडील बाजू जाड), त्यामुळे स्फीतीजन्य फुगणे त्यांना बाकदार करून दूर सारते व रंध्राचे छिद्र उघडते.
• संरक्षक-पेशी पटलातील प्रोटॉन (H⁺) पंप ती विद्युतरासायनिक प्रवणता निर्माण करतात जी रंध्र उघडताना पोटॅशियमचा अंतर्वाह चालवते.
• अॅबसिसिक अॅसिड (ABA) हे संप्रेरक जलताणाखाली संरक्षक पेशींतून पोटॅशियम-बहिर्वाह घडवते, त्यामुळे पाणी वाचवण्यासाठी रंध्र बंद होते.

• पोटॅशियमची संरक्षक-पेशी स्फीतीतील भूमिका मॅग्नेशियमच्या क्लोरोफिल-रचनेतील भूमिकेशी किंवा लोखंडाच्या प्रकाशसंश्लेषी इलेक्ट्रॉन-वहनातील भूमिकेशी गल्लत करणे — अनेक खनिजे एकत्र चाचणीला दिली जातात कारण प्रत्येकाची स्वतंत्र, विशिष्ट भौतिकक्रियात्मक भूमिका असते
• रंध्र उघडणे हे प्रकाशाला निव्वळ निष्क्रिय/यांत्रिक प्रतिसाद आहे असे गृहीत धरणे, ती सक्रियपणे नियंत्रित आयन-वहन प्रक्रिया असताना
• रंध्र बंद होणे (पोटॅशियम-बहिर्वाह) हे रंध्र उघडण्याइतकेच सक्रियपणे नियंत्रित आहे हे विसरणे, विशेषतः जलताणाखाली अॅबसिसिक अॅसिड-संकेताद्वारे

एमपीएससीचा जीवशास्त्र विभाग वारंवार एखादी नामांकित वनस्पती-शरीरक्रिया प्रक्रिया कोणत्या विशिष्ट खनिज-आयन वा संप्रेरकाने चालते असे विचारतो, आणि यासाठी रासायनिक वा कार्यात्मकदृष्ट्या समान-भासणारे अनेक वनस्पती-सूक्ष्मपोषक भ्रामक पर्याय म्हणून वापरून सर्वसाधारण नव्हे तर नेमकी आठवण तपासली जाते.

या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  जलताणाच्या परिस्थितीत संरक्षक पेशींतून पोटॅशियमचा बहिर्वाह घडवून रंध्र बंद करणारे संप्रेरक कोणते ?

  • (a)ऑक्सिन
  • (b)जिबरेलिन
  • (c)अॅबसिसिक अॅसिड
  • (d)सायटोकायनिन

  उत्तर(c) अॅबसिसिक अॅसिड — हे संरक्षक पेशींना पोटॅशियम आयन (व पाणी) बाहेर सोडण्याचे संकेत देते, त्यामुळे पेशी पिचकतात व दुष्काळाच्या परिस्थितीत पाणी वाचवण्यासाठी रंध्राचे छिद्र बंद होते.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष विचारलेला प्रश्न नाही

  स्फीत झालेल्या संरक्षक पेशी मुख्यत्वे कोणत्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यामुळे बाकदार होऊन रंध्राचे छिद्र उघडू शकतात ?

  • (a)त्यांच्या पेशी-भिंती सर्व बाजूंनी सारख्याच पातळ असतात
  • (b)त्यांच्या पेशी-भिंती रंध्राकडील बाजूला जाड व बाहेरच्या बाजूला पातळ असतात
  • (c)त्यांना पेशी-भिंतच नसते
  • (d)त्यांच्यात हरितलवके नसतात

  उत्तर(b) त्यांच्या पेशी-भिंती रंध्राकडील बाजूला जाड व बाहेरच्या बाजूला पातळ असतात — या असमान जाडीमुळे स्फीत संरक्षक पेशी बाकदार होते व केवळ समान रीत्या फुगण्याऐवजी रंध्राचे छिद्र उघडते.