সৃজনশীলঃ ‘…’ সরকারি হাজী মুহাম্মদ মহসিন কলেজ ২০২৫ – উদ্ভিদ শারীরতত্ত্ব, জীববিজ্ঞান, জীববিজ্ঞান ১ম পত্র (এইচএসসি)

$C_4$ উদ্ভিদ বেশি উৎপাদনশীল কারণ- $C_4$ উদ্ভিদে একই সাথে হ্যাচ ও স্ল্যাক চক্র এবং ক্যালভিন চক্র উভয়ই পরিচালিত হয়। বান্ডলসিথ কোষে ${\mathrm{CO}}_2$ এর অভাব হয় না, তাই কোনো ফটোরেসপিরেশন হয় না, ফলে কার্বন বিজারণ হার অধিক হওয়ায় $C_4$ উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের হার বেশি এবং উৎপাদন ক্ষমতাও বেশি। এজন্য $C_4$ উদ্ভিদকে উন্নত মনে করা হয়।

উদ্দীপকে উল্লেখিত "P" চক্রটি হলো ক্রেবস চক্র, যা সবাত শ্বসন প্রক্রিয়ার তৃতীয় ধাপ। নিচে ক্রেবস চক্র সম্পর্কে বর্ণনা করা হলো-
যে চক্রপথে অ্যাসিটাইল $\mathrm{Co}-A$, অক্সালো এসিটিক এসিডের সাথে যুক্ত হয়ে ${\mathrm{CO}}_2$ শক্তি অণু $(\mathrm{ATP},{\mathrm{FADH}}_2,{\mathrm{NADH}}^{+}+H^{+})$ উৎপন্ন করে এবং অক্সালো এসিটিক এসিড পুনঃ উৎপাদিত হয়, তাকেই ক্রেবস চক্র বলে। নিচে ক্রেবস চক্রের ধাপগুলো বর্ণনা করা হলো-

১. অ্যাসিটাইল $\mathrm{CO}-A$, ম্যাট্রিক্সে অবস্থানরত চার কার্বন বিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড-এর সাথে যুক্ত হয়ে ৬-কার্বন বিশিষ্ট সাইট্রিক এসিড সৃষ্টি করে এবঙ $\mathrm{CO}-A$ পৃথক হয়ে যায়। সাইট্রেট সিনথেজ এনজাইম বিক্রিয়ায় সহায়তা করে। বিক্রিয়াটি একমুখী। 

২. সাইট্রিক এসিড একোনিটেজ এনজাইমের সহায়তায় আইসোসাইট্রিক এসিডে পরিনত হয়। বিক্রিয়াটি উভমুখী।

৩. আইসোসাইট্রিক এসিড আইসোসাইট্রেট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সহায়তায় ${\mathrm{CO}}_2$  হারিয়ে α-কিটোগ্লুটারিক এসিডে পরিণত হয়। এক্ষেত্রে NAD বিজারিত হয়ে $\mathrm{NADH}+H^{+}$ এ পরিণত হয়। বিক্রিয়াটি একমুখী।

৪. α-কিটোগ্লুটারেট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সহায়তায় α-কিটোগ্লুটারিক এসিড $\mathrm{Co}-A$ এর সাথে যুক্ত হয়ে সাকসিনাইল $\mathrm{Co}-A$ গঠন করে। এ সময় এক অণু ${\mathrm{CO}}_2$ মুক্ত হয় এবং NAD হতে $\mathrm{NADH}+H^{+}$ উৎপন্ন হয়। বিক্রিয়াটি একমুখী।

৫. সাকসিনাইল $\mathrm{Co}-A$ মিনথেটেজ এনজাইমের কার্যকারিতায় সাকসিনাইল $\mathrm{Co}-A$ থেকে $\mathrm{Co}-A$ মুক্ত হয়ে সাকসিনিক এসিডে পরিণত হয়। এ বিক্রিয়ায় এক অণু পানি যুক্ত হয় এবং ADP থেকে ATP সৃষ্টি হয়। বিক্রিয়াটি একমুখী।

৬. সাকসিনেট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের উপস্থিতিতে সাকসিনিক এসিড ${2H}^{+}$ হারিয়ে ফিউমারিক এসিডে পরিণত হয়। এক্ষেত্রে FAD থেকে ${\mathrm{FADH}}_2$ উৎপন্ন হয়। বিক্রিয়াটি উভমুখী।

৭. ফিউমারেজ এনজাইমের সহায়তায় ফিউমারিক এসিড এক অণু পানি গ্রহণ করে ম্যালিক এসিডে পরিণত হয়। বিক্রিয়াটি উভমুখী।

৮. ম্যালেট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের কার্যকারিতায় এবং NAD এর উপস্থিতিতে ম্যালিক এসিড ${2H}^{+}$ হারিয়ে অক্সালো এসিটিক এসিডে রূপান্তরিত হয়। এক্ষেত্রে NAD থেকে $\mathrm{NADH}+H^{+}$ উৎপন্ন হয়। বিক্রিয়াটি উভমুখী।

অক্সালো এসিটিক এসিড পুনরায় অ্যাসিটাইল $\mathrm{Co}-A$ এর সঙ্গে বিক্রিয়া করে সাইট্রিক এসিড সৃষ্টির মাধ্যমে ক্রেবস চক্র চালু রাখে।

উদ্দীপকে উল্লেখিত "P" দ্বারা ক্রেবস চক্রকে বুঝানো হয়েছে এবং "Y" দ্বারা গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন ৩-কার্বন বিশিষ্ট পাইরুভিক এসিডকে বুঝানো হয়েছে। ক্রেবস চক্রটি যে সমস্ত জীবে সংঘটিত হয় না তাদের ক্ষেত্রে "Y" অর্থাৎ পাইরুভিক এসিড অবাত শ্বসন প্রক্রিয়ায় পাইরুভিক এসিডের অসম্পূর্ণ জারণ এর মাধ্যমে জারিত হয়। নিচে তা ব্যাখ্যা করা হলো-

পাইরুভিক এসিডের অসম্পূর্ণ জারণ: অবাত শ্বসনের এ পর্যায়ে পাইরুভিক এড্ডি অসম্পূর্ণরূপে জারিত হয়ে ইথানল (ইথাইল এলকোহল) ও ${\mathrm{CO}}_2$ অথবা শুধু ল্যাকটিক এসিড সৃষ্টি করে।

১. অ্যালকোহলিক ফার্মেন্টেশন তথা ইথানল সৃষ্টি: এটি দুটি ধাপে সম্পন্ন হয়। প্রথম ধাপে, গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ায় সৃষ্ট পাইরুভিক এসিড কার্বোক্সিলেজ এনজাইমের সহায়তায় এক অণু ${\mathrm{CO}}_2$ ত্যাগ, করে অ্যাসিটালডিহাইডে পরিণত হয়। দ্বিতীয় ধাপে, অ্যাসিটালডিহাইড পরে অ্যালকোহল ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সহায়তায় $\mathrm{NADH}+H^{+}$ থেকে দুটি হাইড্রোজেন গ্রহণ করে ইথানলে (ইথাইল অ্যালকোহল) পরিণত হয় এবং NAD মুক্ত হয়ে যায়। 

অবাত শ্বসনের গ্লাইকোলাইসিসে উৎপন্ন $\mathrm{NADH}+H^{+}$ এক্ষেত্রে খরচ হয়ে যায়। কাজেই, অবাত শ্বসনে গ্লাইকোলাইসিসে উৎপন্ন দুটি ATP-ই শক্তির একমাত্র উৎস। 

২. ল্যাকটিক এসিড সৃষ্টি: এক্ষেত্রে ল্যাকটিক ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইমের সহায়তায় পাইরুভিক এসিড, $\mathrm{NADH}+H^{+}$ থেকে দুটি হাইড্রোজেন গ্রহণ করে ল্যাকটিক এসিডে পরিণত হয়।