पादप शरीर क्रिया विज्ञान (Plant Physiology) : NEET Biology Notes

पादप शरीर क्रिया विज्ञान में पौधों में होने वाली प्रमुख जीवन-प्रक्रियाओं का अध्ययन किया जाता है। इस इकाई में मुख्यतः प्रकाश संश्लेषण, श्वसन तथा पादप वृद्धि एवं विकास का अध्ययन किया जाता है।

1. प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis)

1.1 प्रकाश संश्लेषण क्या है?

प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके CO₂ और H₂O से कार्बोहाइड्रेट का निर्माण करते हैं।
इसमें प्रकाश ऊर्जा → रासायनिक ऊर्जा में बदलती है।
यह पौधों में स्वपोषी पोषण (Autotrophic Nutrition) का प्रमुख माध्यम है।
ऑक्सीजन मुख्यतः जल के प्रकाश-अपघटन (Photolysis) से मुक्त होती है।

1.2 सामान्य समीकरण

6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

प्रकाश और क्लोरोफिल आवश्यक हैं।
सरल रूप में:

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

NEET Fact: प्रकाश संश्लेषण में मुक्त होने वाली O₂ का स्रोत H₂O है, CO₂ नहीं।

2. स्वपोषी पोषण के रूप में प्रकाश संश्लेषण

2.1 स्वपोषी (Autotrophic) पौधे

ऐसे जीव जो अपना भोजन स्वयं बनाते हैं।
हरे पौधे मुख्यतः फोटोऑटोट्रॉफ (Photoautotrophs) हैं।
भोजन निर्माण के लिए:
- CO₂ → कार्बन स्रोत
- H₂O → हाइड्रोजन/इलेक्ट्रॉन स्रोत
- प्रकाश → ऊर्जा स्रोत
- Chlorophyll → प्रकाश अवशोषण

उदाहरण: हरे पौधे, शैवाल।

3. प्रकाश संश्लेषण का स्थान

3.1 क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast)

प्रकाश संश्लेषण मुख्यतः पत्ती की Mesophyll कोशिकाओं के Chloroplast में होता है।

क्लोरोप्लास्ट के दो प्रमुख क्षेत्र:

क्षेत्र	प्रमुख प्रक्रिया
Grana/Thylakoid membrane	प्रकाश अभिक्रिया
Stroma	CO₂ स्थिरीकरण/C₃ चक्र

3.2 Chloroplast की संरचना

बाहरी झिल्ली (Outer membrane)
आंतरिक झिल्ली (Inner membrane)
Stroma
Grana
Thylakoids
Stroma lamellae/Intergranal lamellae

Granum = Thylakoids का ढेर

याद रखें:
Grana → Light Reaction
Stroma → Calvin Cycle

4. प्रकाश संश्लेषी वर्णक (Photosynthetic Pigments)

प्रकाश संश्लेषण में विभिन्न pigments प्रकाश की अलग-अलग wavelengths को absorb करते हैं।

4.1 प्रमुख वर्णक

वर्णक	मुख्य भूमिका
Chlorophyll-a	मुख्य photosynthetic pigment
Chlorophyll-b	Accessory pigment
Carotenoids	Accessory pigments
Xanthophylls	Accessory pigment
Carotenes	Accessory pigment

4.2 Chlorophyll-a

सभी oxygenic photosynthetic organisms में पाया जाता है।
इसे Primary photosynthetic pigment माना जाता है।
Reaction centre में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका है।

4.3 Accessory pigments

Chlorophyll-b
Carotenoids
Xanthophylls

इनका कार्य:

अधिक wavelengths का प्रकाश absorb करना।
absorbed energy को chlorophyll-a तक transfer करना।
Chlorophyll को photo-oxidation से बचाने में सहायता करना।

5. प्रकाश अवशोषण का स्पेक्ट्रम

5.1 Electromagnetic spectrum

Visible light लगभग 400–700 nm के बीच होती है।
Photosynthesis के लिए मुख्यतः:
- Blue light
- Red light

प्रभावी होती हैं।

5.2 Action Spectrum

अलग-अलग wavelengths पर photosynthesis की दर को दर्शाता है।
Photosynthesis की दर सामान्यतः blue और red light में अधिक होती है।

NEET Fact: Engelmann के प्रयोग में aerobic bacteria का जमाव blue और red light के क्षेत्रों में अधिक देखा गया।

6. Photosystems

Thylakoid membrane में pigments संगठित होकर Photosystems बनाते हैं।

दो प्रमुख Photosystems:

Photosystem I (PS-I)

Reaction centre: P700
700 nm wavelength के आसपास अधिकतम absorption।
मुख्यतः ATP formation से संबंधित cyclic photophosphorylation में भाग ले सकता है।

Photosystem II (PS-II)

Reaction centre: P680
680 nm wavelength के आसपास अधिकतम absorption।
Water splitting/Photolysis में महत्वपूर्ण।

याद रखने की Trick:
PS-I → P700
PS-II → P680

7. प्रकाश संश्लेषण के चरण

प्रकाश संश्लेषण को मुख्यतः दो चरणों में बाँटा जाता है:

7.1 प्रकाश रासायनिक चरण (Light Reaction)

स्थान:

Thylakoid membrane/Grana

मुख्य घटनाएँ:

Light absorption
Excitation of electrons
Photolysis of water
Electron transport
ATP formation
NADPH formation

मुख्य उत्पाद:

ATP + NADPH + O₂

7.2 जैवसंश्लेषण चरण (Biosynthetic/Light-independent Reaction)

स्थान:

Chloroplast stroma

मुख्य प्रक्रिया:

CO₂ fixation
Carbohydrate formation

मुख्य pathway:

Calvin cycle

महत्वपूर्ण: “Dark reaction” का अर्थ यह नहीं कि यह केवल अंधेरे में होती है। यह प्रकाश अभिक्रिया से बने ATP और NADPH का उपयोग करती है।

8. प्रकाश-तंत्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन

8.1 Non-cyclic Photophosphorylation

इसमें दोनों photosystems:

PS-II → Electron Transport → PS-I

भाग लेते हैं।

मुख्य घटनाएँ:

PS-II प्रकाश को absorb करता है।
P680 excited होता है।
Water का photolysis होता है।
O₂ मुक्त होता है।
Electrons electron carriers से गुजरते हैं।
ATP बनता है।
PS-I में electron फिर excite होता है।
NADP⁺ reduced होकर NADPH बनाता है।

Water photolysis

2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂

NEET Fact: Non-cyclic photophosphorylation में ATP + NADPH + O₂ बनते हैं।

9. Cyclic Photophosphorylation

केवल PS-I भाग लेता है।
Electron वापस उसी photosystem में लौट आता है।
ATP बनता है।
NADPH नहीं बनता।
O₂ मुक्त नहीं होती।

तुलना

विशेषता	Cyclic	Non-cyclic
PS-I	✓	✓
PS-II	✗	✓
ATP	✓	✓
NADPH	✗	✓
O₂	✗	✓
Water photolysis	✗	✓

Cyclic photophosphorylation कब उपयोगी है?

जब Calvin cycle को अतिरिक्त ATP की आवश्यकता होती है।

10. Chemiosmotic Hypothesis

Peter Mitchell ने chemiosmotic hypothesis प्रस्तावित की।

मुख्य विचार:

Proton gradient → ATP synthesis

प्रक्रिया

Electron transport के दौरान H⁺ ions thylakoid lumen में जमा होते हैं।
Thylakoid lumen में H⁺ concentration बढ़ जाती है।
Proton gradient बनता है।
H⁺ ATP synthase के माध्यम से वापस stroma में आता है।
इस प्रवाह से ATP बनता है।

ATP formation

ADP + Pi → ATP

NEET Concept: ATP synthase proton gradient की ऊर्जा का उपयोग करता है।

11. Calvin Cycle / C₃ Cycle

स्थान:

Chloroplast का Stroma

मुख्य enzyme:

RuBisCO

मुख्य carbon acceptor:

RuBP (Ribulose-1,5-bisphosphate)

11.1 Calvin Cycle के तीन चरण

A. Carboxylation

CO₂ + RuBP की अभिक्रिया होती है।
Enzyme: RuBisCO
अस्थायी 6-carbon compound बनता है।
यह टूटकर दो molecules of 3-PGA बनाता है।

B. Reduction

ATP और NADPH का उपयोग होता है।
3-PGA → Triose phosphate/PGAL

C. Regeneration

RuBP पुनः बनता है।
इसके लिए ATP की आवश्यकता होती है।

12. C₃ Cycle का ऊर्जा संबंध

एक glucose molecule के निर्माण के लिए:

6 CO₂
18 ATP
12 NADPH

आवश्यक होते हैं।

महत्वपूर्ण

6 CO₂ → 1 Glucose

NEET Fact: Calvin cycle में CO₂ का primary acceptor RuBP है और enzyme RuBisCO है।

13. Photorespiration

Photorespiration वह प्रक्रिया है जिसमें RuBisCO, CO₂ की जगह O₂ को substrate के रूप में उपयोग करता है।

कब अधिक होती है?

High temperature
High O₂
Low CO₂
Stomata बंद होने पर

C₃ plants में

Photorespiration महत्वपूर्ण समस्या है।
इसमें:
- Chloroplast
- Peroxisome
- Mitochondrion

तीनों organelles शामिल होते हैं।

परिणाम

ऊर्जा की हानि।
CO₂ release।
कोई स्पष्ट carbohydrate gain नहीं।

NEET Fact: C₄ plants में effective CO₂ concentration mechanism के कारण photorespiration बहुत कम/लगभग नगण्य होती है।

14. C₃ एवं C₄ पौधे

विशेषता	C₃ Plants	C₄ Plants
प्रथम स्थिर उत्पाद	3-PGA	OAA
First stable product का carbon	3C	4C
CO₂ acceptor प्रारंभ में	RuBP	PEP
प्रमुख enzyme प्रारंभिक fixation	RuBisCO	PEP carboxylase
Kranz anatomy	नहीं	होती है
Photorespiration	अधिक	बहुत कम
उच्च तापमान पर efficiency	कम	अधिक
उदाहरण	गेहूँ, चावल	मक्का, गन्ना

15. C₄ Pathway

C₄ pathway को Hatch-Slack pathway भी कहा जाता है।

मुख्य स्थान

C₄ plants में दो प्रकार की कोशिकाएँ महत्वपूर्ण हैं:

Mesophyll cells
Bundle sheath cells

15.1 Mesophyll में

CO₂ + PEP → OAA

Enzyme:

PEP carboxylase

OAA → Malate/Aspartate

15.2 Bundle sheath में

4-carbon acid से CO₂ release होता है।

यह CO₂ Calvin cycle में प्रवेश करता है।

लाभ

Bundle sheath में CO₂ concentration अधिक।
RuBisCO को O₂ की तुलना में CO₂ मिलने की संभावना बढ़ती है।
Photorespiration कम होती है।
High temperature और intense light में अधिक प्रभावी।

16. Kranz Anatomy

C₄ plants में vascular bundle के चारों ओर bundle sheath cells की विशेष व्यवस्था होती है।

मुख्य विशेषताएँ:

Bundle sheath cells prominent होती हैं।
Mesophyll cells इनके बाहर होती हैं।
Calvin cycle मुख्यतः bundle sheath chloroplasts में होती है।
C₄ fixation mesophyll cells में होती है।

उदाहरण: Maize, Sugarcane

17. C₃ बनाम C₄ — NEET High-Yield Table

Point	C₃	C₄
First product	PGA	OAA
CO₂ acceptor	RuBP	PEP
Initial enzyme	RuBisCO	PEP carboxylase
Kranz anatomy	Absent	Present
Photorespiration	Present	Very low
Temperature adaptation	Moderate	High
CO₂ compensation point	Higher	Very low/nearly zero
Water-use efficiency	Lower	Higher
Examples	Rice, wheat	Maize, sugarcane

18. प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करने वाले कारक

मुख्य factors:

Light
CO₂ concentration
Temperature
Water
Chlorophyll
Internal factors

18.1 Light

Low light → photosynthesis कम।
Light intensity बढ़ाने पर photosynthesis बढ़ती है।
एक सीमा के बाद light intensity बढ़ाने से rate में महत्वपूर्ण वृद्धि नहीं होती।
बहुत अधिक प्रकाश chlorophyll को damage कर सकता है।

Light Quality

Photosynthesis generally:
Red/Blue > Green

क्योंकि chlorophyll green light को अधिक reflect करता है।

18.2 CO₂ Concentration

CO₂ photosynthesis का raw material है।
CO₂ concentration बढ़ने पर photosynthesis की दर बढ़ सकती है।
एक सीमा के बाद saturation होता है।

18.3 Temperature

Enzyme-mediated process होने के कारण temperature का प्रभाव पड़ता है।
बहुत कम temperature → enzyme activity कम।
बहुत अधिक temperature → enzymes प्रभावित और stomata बंद हो सकते हैं।

C₄ plants

High temperature में C₄ plants सामान्यतः C₃ plants की तुलना में अधिक efficient होते हैं।

18.4 Water

Water photosynthesis का raw material है।
Water deficiency → stomata बंद → CO₂ entry कम → photosynthesis कम।

19. Limiting Factor

Blackman’s Law of Limiting Factors:

जब कई factors किसी process को प्रभावित करते हैं, तो उस समय सबसे कम उपलब्ध/सबसे limiting factor प्रक्रिया की दर को निर्धारित करता है।

उदाहरण:

यदि पर्याप्त CO₂ और पानी है लेकिन light बहुत कम है, तो photosynthesis की दर मुख्यतः light द्वारा निर्धारित होगी।

20. श्वसन (Respiration)

श्वसन वह metabolic process है जिसमें organic molecules का oxidation होकर ऊर्जा मुक्त होती है।

मुख्य उद्देश्य

Food → Energy

मुख्य energy currency:

ATP

21. गैसों का विनिमय (Exchange of Gases)

पौधों में gases का exchange मुख्यतः:

Stomata
Lenticels
Roots की surface

के माध्यम से होता है।

Leaves में

CO₂ अंदर जाता है।
O₂ बाहर निकलता है।
Respiration के दौरान:
- O₂ अंदर
- CO₂ बाहर

Photosynthesis और respiration की gas exchange directions परिस्थितियों के अनुसार अलग हो सकती हैं।

22. कोशिकीय श्वसन (Cellular Respiration)

Cellular respiration में glucose का क्रमिक oxidation होता है।

मुख्य चरण:

Glycolysis → Pyruvate oxidation → TCA cycle → ETS

23. Glycolysis

स्थान:

Cytoplasm

इसे EMP pathway (Embden-Meyerhof-Parnas pathway) भी कहा जाता है।

प्रारंभिक पदार्थ

Glucose (6C)

अंतिम उत्पाद

2 Pyruvic acid (3C each)

Net energy gain

ATP = 2
NADH = 2

Glycolysis का सार

Glucose → 2 Pyruvate + 2 ATP + 2 NADH

NEET Fact: Glycolysis cytoplasm में होती है और oxygen की direct आवश्यकता नहीं होती।

24. Pyruvate Oxidation / Link Reaction

स्थान:

Mitochondrial matrix

एक pyruvate से:

Pyruvate → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH

एक glucose से दो pyruvate बनते हैं, इसलिए:

2 Acetyl-CoA
2 CO₂
2 NADH

बनते हैं।

25. TCA Cycle / Krebs Cycle

स्थान:

Mitochondrial matrix

इसे:

Citric Acid Cycle
Krebs Cycle
TCA Cycle

भी कहते हैं।

प्रारंभ

Acetyl-CoA + Oxaloacetate → Citrate

Citrate = 6-carbon compound

25.1 TCA Cycle के प्रमुख उत्पाद

एक Acetyl-CoA से:

3 NADH
1 FADH₂
1 ATP/GTP
2 CO₂

एक glucose से दो Acetyl-CoA होते हैं।

अतः एक glucose से TCA cycle में:

6 NADH
2 FADH₂
2 ATP/GTP
4 CO₂

26. Electron Transport System (ETS)

स्थान:

Inner mitochondrial membrane

मुख्य उद्देश्य:

NADH और FADH₂ के electrons को transfer करना।
Proton gradient बनाना।
ATP synthesis करना।

Electron flow

NADH/FADH₂ → Electron carriers → O₂

अंतिम electron acceptor:

O₂

O₂ reduced होकर:

H₂O

बनाता है।

NEET Fact: Aerobic respiration में oxygen अंतिम electron acceptor है।

27. Oxidative Phosphorylation

ETS द्वारा उत्पन्न proton gradient ATP synthase को चलाता है।

ADP + Pi → ATP

इसे oxidative phosphorylation कहते हैं।

28. Aerobic Respiration का ATP Yield

एक glucose molecule से theoretical maximum लगभग:

30–32 ATP

eukaryotic cells में सामान्यतः माना जाता है।

पुराने स्रोतों में 36 या 38 ATP का उल्लेख मिल सकता है, लेकिन आधुनिक biochemical accounting में 30–32 ATP अधिक स्वीकार्य है।

मुख्य ATP-producing stages

चरण	ATP/energy equivalents
Glycolysis	Net 2 ATP
Link reaction	Direct ATP नहीं
TCA cycle	2 ATP/GTP
NADH/FADH₂ द्वारा ETS	अधिकांश ATP

29. Anaerobic Respiration / Fermentation

Oxygen की अनुपस्थिति में glucose का incomplete breakdown होता है।

मुख्य प्रकार:

29.1 Alcoholic Fermentation

यीस्ट में:

Glucose → Pyruvate → Ethanol + CO₂

उपयोग:

Bread
Alcoholic beverages

29.2 Lactic Acid Fermentation

कुछ microorganisms में:

Glucose → Pyruvate → Lactic acid

29.3 Fermentation की विशेषताएँ

Cytoplasm में होती है।
Oxygen की आवश्यकता नहीं।
Glucose का incomplete oxidation।
केवल 2 ATP/glucose का net gain।
CO₂ कुछ प्रकारों में निकलती है।

30. Aerobic Respiration vs Fermentation

Point	Aerobic Respiration	Fermentation
O₂	आवश्यक	आवश्यक नहीं
Glucose breakdown	Complete	Incomplete
End products	CO₂ + H₂O	Ethanol/Organic acid
ATP	अधिक	2 ATP
मुख्य स्थान	Cytoplasm + mitochondria	Cytoplasm

31. Amphibolic Pathway

Respiration pathway केवल catabolic नहीं है।

यह:

Catabolism
Anabolism

दोनों में भाग ले सकता है।

इसलिए इसे Amphibolic pathway कहते हैं।

उदाहरण

TCA cycle के intermediates का उपयोग biosynthesis में होता है।

Acetyl-CoA

Fat metabolism में
Carbohydrate metabolism में
कई biosynthetic pathways में

महत्वपूर्ण है।

NEET Fact: Krebs cycle एक प्रमुख amphibolic pathway है।

32. Respiratory Quotient (RQ)

RQ यह बताता है कि respiration में:

CO₂ evolved / O₂ consumed

Formula

RQ = CO₂ evolved / O₂ consumed

32.1 Carbohydrate का RQ

Glucose:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

RQ:

6/6 = 1

अतः carbohydrate का:

RQ = 1

32.2 Fat का RQ

Fat के oxidation में O₂ की आवश्यकता अधिक होती है।

सामान्यतः:

RQ < 1

उदाहरण:

Fat → लगभग 0.7

32.3 Protein का RQ

सामान्यतः:

RQ ≈ 0.8–0.9

32.4 Organic acids

कुछ organic acids का RQ:

> 1

हो सकता है।

RQ Table

Respiratory substrate	Approx. RQ
Carbohydrate	1.0
Fat	0.7
Protein	0.8–0.9
Organic acid	>1

33. पादप वृद्धि एवं विकास (Plant Growth and Development)

33.1 Growth क्या है?

Growth का अर्थ है:

आकार में वृद्धि
dry mass में वृद्धि
cell number में वृद्धि
cell size में वृद्धि

जो सामान्यतः irreversible होती है।

34. Plant Growth की विशेषताएँ

पौधों में growth:

Meristematic regions में अधिक होती है।
Cell division से प्रारंभ होती है।
Cell enlargement होती है।
Cell differentiation होती है।

प्रमुख growth regions

Root apical meristem
Shoot apical meristem
Intercalary meristem
Lateral meristem

35. Plant Growth के चरण

Growth के तीन मुख्य phases:

Cell division
Cell elongation
Cell maturation

35.1 Cell Division Phase

स्थान:

Meristematic region

विशेषताएँ:

लगातार mitotic division।
छोटी cells।
dense cytoplasm।
prominent nucleus।
कम vacuolation।

35.2 Elongation Phase

Cells आकार में बढ़ती हैं।
Vacuole का आकार बढ़ता है।
Cell wall का expansion होता है।
Cellular components का synthesis होता है।

35.3 Maturation Phase

Cells mature होती हैं।
Specific structure और function प्राप्त करती हैं।
Differentiation होती है।

36. Growth Rate

Growth rate दो प्रकार से व्यक्त की जा सकती है:

Arithmetic Growth

एक daughter cell लगातार divide करती है जबकि दूसरी mature होती है।

Geometric Growth

दोनों daughter cells लगातार divide करती हैं।

शुरुआत में:

Growth slow

बाद में:

Growth तेजी से बढ़ती है।

अनुकूल परिस्थितियों में geometric growth का pattern exponential हो सकता है।

37. Growth Curve

Plant growth सामान्यतः sigmoid curve प्रदर्शित कर सकती है।

मुख्य phases:

Lag phase
Log/Exponential phase
Stationary phase

Lag Phase

Growth धीमी।
Cells नए environment के अनुकूल होती हैं।

Log Phase

Growth बहुत तेज।
Maximum rate of growth।

Stationary Phase

Growth rate कम हो जाती है।
Mature stage के करीब।

38. Absolute और Relative Growth Rate

Absolute Growth Rate

एक निश्चित समय में कुल वृद्धि।

AGR = Total increase / Time

Relative Growth Rate

Initial size के सापेक्ष growth।

RGR = Growth increase / Initial size × Time

39. Plant Growth के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ

मुख्य आवश्यकताएँ:

Water
Oxygen
Nutrients
Suitable temperature
Light
Suitable soil conditions
Plant growth regulators

40. बीज अंकुरण (Seed Germination)

Seed germination वह प्रक्रिया है जिसमें viable seed उचित परिस्थितियों में सक्रिय होकर seedling बनाता है।

आवश्यक conditions

Water
Oxygen
Suitable temperature

कुछ seeds में:

Light/Darkness भी प्रभाव डाल सकता है।

40.1 Germination की प्रमुख घटनाएँ

Seed water absorb करता है।
Imbibition होती है।
Metabolic activity बढ़ती है।
Enzymes सक्रिय होते हैं।
Stored food mobilize होता है।
Radicle बाहर निकलती है।
Plumule का विकास होता है।

महत्वपूर्ण

Radicle → Root

Plumule → Shoot

41. Seed Dormancy

Dormancy में viable seed अनुकूल परिस्थितियाँ होने पर भी तुरंत germinate नहीं करता।

कारण:

Hard seed coat
Chemical inhibitors
Embryo immaturity
ABA आदि

Dormancy breaking के लिए:

Scarification
Stratification
उचित temperature
Hormonal treatment

जैसी प्रक्रियाएँ उपयोगी हो सकती हैं।

42. Differentiation

Differentiation का अर्थ है:

Meristematic cells का विशेष structure और function वाली mature cells में बदलना।

उदाहरण:

Meristematic cell → Xylem cell

Meristematic cell → Phloem cell

43. Dedifferentiation

जब mature/differentiated cells पुनः cell division करने की क्षमता प्राप्त कर लेती हैं, तो इसे:

Dedifferentiation

कहते हैं।

उदाहरण

Interfascicular cambium का निर्माण।
Cork cambium का निर्माण।

44. Redifferentiation

Dedifferentiated cells पुनः mature और specialized cells बनती हैं।

इसे:

Redifferentiation

कहते हैं।

क्रम

Meristematic cell → Differentiation → Mature cell

और:

Mature cell → Dedifferentiation → Dividing cell → Redifferentiation → Specialized cell

45. Development

Plant development में अनेक processes शामिल हैं:

Growth
Differentiation
Maturation
Senescence
Morphogenesis

Development का अर्थ

एक plant organism के life cycle के दौरान होने वाले सभी structural और functional changes का समग्र रूप development कहलाता है।

46. Plant Growth Regulators (PGRs)

Plant hormones/PGRs वे chemical substances हैं जो बहुत कम concentration पर plant growth और development को regulate करते हैं।

मुख्य PGRs:

Auxins
Gibberellins
Cytokinins
Ethylene
Abscisic acid (ABA)

47. Auxin

प्रमुख प्राकृतिक auxin:

IAA — Indole-3-acetic acid

मुख्य कार्य

Cell elongation
Apical dominance
Root initiation
Tropic movements
Fruit development
Parthenocarpy में सहायता

Apical Dominance

Shoot apex auxin बनाता है और lateral buds की growth को suppress कर सकता है।

उदाहरण

Shoot tip काटने पर lateral branches अधिक विकसित हो सकती हैं।

48. Auxin के कृषि उपयोग

Rooting of cuttings
Weed control
Parthenocarpic fruit development
Fruit thinning
Prevent premature fruit drop

उदाहरण

Auxin treatment का उपयोग seedless fruits प्राप्त करने में किया जा सकता है।

49. Gibberellins

प्रमुख उदाहरण:

GA₃ — Gibberellic acid

मुख्य कार्य

Stem elongation
Internode elongation
Bolting
Seed germination
Breaking dormancy
Fruit growth

Bolting

Rosette plants में flowering से पहले rapid internode elongation को bolting कहते हैं।

उदाहरण: Cabbage, beet

50. Gibberellin का कृषि उपयोग

Dwarf plants में stem elongation।
Grape stalk elongation।
Seed germination में सहायता।
Malting industry में उपयोग।

51. Cytokinins

मुख्य उदाहरण:

Kinetin
Zeatin

मुख्य कार्य

Cell division
Cell differentiation
Shoot formation
Lateral bud growth
Senescence delay

Anti-senescence effect

Cytokinins पत्तियों की aging को delay कर सकते हैं।

याद रखें:
Cytokinin → Cytokinesis/Cell Division

52. Ethylene

यह एक gaseous plant hormone है।
इसका chemical formula:

C₂H₄

मुख्य कार्य

Fruit ripening
Senescence
Leaf/fruit abscission
Triple response
Seedling growth responses

उदाहरण

Ethylene का उपयोग commercial fruit ripening में किया जाता है।

53. Ethylene और Fruit Ripening

Ethylene:

Fruit softening
Colour change
Aroma development
Sugar/organic acid changes

को promote करता है।

उदाहरण: Banana, Apple, Tomato

54. Abscisic Acid (ABA)

ABA को सामान्यतः:

Stress hormone

कहा जाता है।

मुख्य कार्य

Stomatal closure
Seed dormancy
Bud dormancy
Growth inhibition
Stress response

Water stress

Water deficiency में ABA बढ़ सकता है।

ABA:

Stomata → Close

करने में मदद करता है, जिससे water loss कम होता है।

55. Plant Hormones — एक नज़र में

Hormone	मुख्य कार्य	याद रखने का तरीका
Auxin	Cell elongation, apical dominance, rooting	Auxin = Elongation
Gibberellin	Stem elongation, bolting, germination	GA = Growth
Cytokinin	Cell division, delay senescence	CK = Cytokinesis
Ethylene	Fruit ripening, abscission	Ethylene = Ripening
ABA	Dormancy, stomatal closure, stress	ABA = Stress/Dormancy

56. Hormones के महत्वपूर्ण विरोधी प्रभाव

Auxin vs Cytokinin

Auxin अधिक → Root formation की प्रवृत्ति
Cytokinin अधिक → Shoot formation की प्रवृत्ति

Gibberellin vs ABA

Gibberellin	ABA
Growth promote	Growth inhibit
Germination promote	Dormancy promote
Dormancy break	Dormancy maintain

Ethylene

Ripening promote
Senescence/abscission में भूमिका

57. Seed Germination में Hormonal Control

Gibberellin

Seed germination में stored food mobilization में सहायता करता है।

विशेष रूप से cereal grains में:

GA → Aleurone cells → Hydrolytic enzymes → Stored food breakdown

ABA

Seed dormancy maintain करता है।
Germination को inhibit कर सकता है।

GA ↔ ABA

यह seed dormancy और germination के regulation में महत्वपूर्ण antagonistic relationship है।

58. Photoperiodism

पौधों की flowering response का day/night duration से संबंध:

Photoperiodism

कहलाता है।

पौधों के प्रकार

Short-day plants

Flowering तब होती है जब day length critical value से कम हो।

Long-day plants

Flowering तब होती है जब day length critical value से अधिक हो।

Day-neutral plants

Flowering photoperiod पर बहुत निर्भर नहीं।

59. Vernalization

कम temperature के प्रभाव से flowering को promote करने की प्रक्रिया:

Vernalization

कहलाती है।

उदाहरण:

Winter wheat
Barley
Some biennial plants

60. Senescence

Plant organs के ageing process को:

Senescence

कहते हैं।

इस दौरान:

Photosynthesis कम होती है।
Cellular components degrade होते हैं।
Nutrients दूसरे growing organs में translocate हो सकते हैं।

Cytokinin senescence को delay कर सकता है।

61. Abscission

पत्तियों, फूलों या फलों का पौधे से अलग होना:

Abscission

कहलाता है।

Ethylene इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

62. NEET Quick Revision — Photosynthesis

Primary pigment → Chlorophyll-a
PS-I reaction centre → P700
PS-II reaction centre → P680
Water splitting → PS-II
O₂ source → H₂O
Cyclic photophosphorylation → PS-I only
Non-cyclic → PS-I + PS-II
Cyclic → ATP only
Non-cyclic → ATP + NADPH + O₂
Calvin cycle → Stroma
Light reaction → Thylakoid membrane
CO₂ acceptor in C₃ → RuBP
Enzyme → RuBisCO
C₃ first product → 3-PGA
C₄ first stable product → OAA
C₄ initial CO₂ acceptor → PEP
C₄ enzyme → PEP carboxylase
C₄ anatomy → Kranz anatomy
Photorespiration → C₃ plants में अधिक

63. NEET Quick Revision — Respiration

Glycolysis → Cytoplasm
Glycolysis end product → 2 Pyruvate
Glycolysis net ATP → 2
Link reaction → Mitochondrial matrix
TCA cycle → Mitochondrial matrix
ETS → Inner mitochondrial membrane
Final electron acceptor → O₂
Oxygen respiration में → H₂O formation
Fermentation → Anaerobic
Alcoholic fermentation → Ethanol + CO₂
Lactic fermentation → Lactic acid
Fermentation ATP → 2 ATP
Krebs cycle → Amphibolic pathway
Carbohydrate RQ → 1
Fat RQ → <1
Protein RQ → लगभग 0.8–0.9

64. NEET Quick Revision — Plant Growth & Development

Growth → सामान्यतः irreversible increase
Growth regions → Meristems
Growth phases → Division → Elongation → Maturation
Seed germination → Water + O₂ + suitable temperature
Radicle → Root
Plumule → Shoot
Differentiation → Specialized mature cells
Dedifferentiation → Mature cells regain division capacity
Redifferentiation → Specialized mature cells का पुनः निर्माण
Auxin → Elongation/rooting/apical dominance
Gibberellin → Stem elongation/bolting/germination
Cytokinin → Cell division/senescence delay
Ethylene → Fruit ripening/abscission
ABA → Dormancy/stress/stomatal closure
GA और ABA → अक्सर antagonistic effects
Vernalization → Low-temperature-induced flowering
Photoperiodism → Flowering response to day/night duration

65. सबसे महत्वपूर्ण तुलना — एक ही टेबल में

Topic	Key Point
Light reaction	Thylakoid membrane
Calvin cycle	Stroma
PS-I	P700
PS-II	P680
Cyclic photophosphorylation	ATP
Non-cyclic photophosphorylation	ATP + NADPH + O₂
C₃	3-PGA
C₄	OAA
C₃ CO₂ acceptor	RuBP
C₄ CO₂ acceptor	PEP
C₃ enzyme	RuBisCO
C₄ initial enzyme	PEP carboxylase
C₄ anatomy	Kranz
Glycolysis	Cytoplasm
TCA	Mitochondrial matrix
ETS	Inner mitochondrial membrane
Final electron acceptor	O₂
Fermentation	2 ATP
Carbohydrate RQ	1
Auxin	Elongation
Gibberellin	Growth/Bolting
Cytokinin	Cell division
Ethylene	Ripening
ABA	Dormancy/Stress

66. NEET के लिए सबसे जरूरी Concept Links

Photosynthesis

Light → Chlorophyll → Electron excitation → ETC → ATP/NADPH → Calvin cycle → Carbohydrate

C₄ pathway

CO₂ → PEP → OAA → 4-C acid → CO₂ release → Calvin cycle

Aerobic Respiration

Glucose → Glycolysis → Pyruvate → Acetyl-CoA → TCA → NADH/FADH₂ → ETS → ATP

Plant Growth

Cell division → Cell elongation → Cell maturation → Differentiation → Development

Hormonal regulation

Auxin → Elongation

GA → Growth/Germination

Cytokinin → Division

Ethylene → Ripening

ABA → Dormancy/Stress

67. एक लाइन में पूरी Unit

Photosynthesis: पौधा प्रकाश ऊर्जा को chemical energy में बदलकर CO₂ से carbohydrate बनाता है।

Respiration: Organic food का oxidation करके ATP प्राप्त किया जाता है।

Plant Growth: Cell division, elongation और maturation के कारण plant का आकार और biomass बढ़ता है।

Plant Development: Growth + differentiation + maturation + अन्य developmental changes का समग्र परिणाम है।

Plant Hormones: बहुत कम concentration में plant growth और development को नियंत्रित करने वाले chemical regulators हैं।