किण्वन (Fermentation)

अनएरोबिक श्वसन का एक विशेष प्रकार है जिसमें ग्लूकोज का आंशिक विखंडन होता है। यह दो प्रकार का होता है:

• लैक्टिक अम्ल किण्वन: मानव मांसपेशियों में और कुछ बैक्टीरिया द्वारा (दही बनाने में)
• एल्कोहलिक किण्वन: यीस्ट द्वारा (ब्रेड और शराब बनाने में)

विभिन्न जीवों में श्वसन तंत्र

• कीट: ट्रैकिआ (वायु नलिकाएँ) - स्पाइरैकल्स द्वारा गैस विनिमय
• पक्षी: फेफड़े + वायु थैली (अधिक कुशल गैस विनिमय)
• केंचुआ: त्वचीय श्वसन (नम त्वचा के माध्यम से)
• अमीबा: कोशिका झिल्ली द्वारा सीधा गैस विनिमय
• मेंढक: त्वचा (जल में), फेफड़े (स्थल पर) - दोहरा श्वसन
• सांप: फेफड़े (एक विकसित, दूसरा छोटा)

1. एरोबिक और अनएरोबिक श्वसन में अंतर बताइए।

एरोबिक श्वसन:
• ऑक्सीजन की उपस्थिति में होता है
• पूर्ण ऑक्सीकरण (ग्लूकोज → CO₂ + H₂O)
• अधिक ऊर्जा उत्पन्न होती है (38 ATP प्रति ग्लूकोज)
• कोशिका द्रव्य और माइटोकॉन्ड्रिया में होता है
• अधिकांश जीवों में पाया जाता है
• धीमी प्रक्रिया है

अनएरोबिक श्वसन:
• ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होता है
• अपूर्ण ऑक्सीकरण (ग्लूकोज → लैक्टिक अम्ल/एथेनॉल + CO₂)
• कम ऊर्जा उत्पन्न होती है (2 ATP प्रति ग्लूकोज)
• केवल कोशिका द्रव्य में होता है
• यीस्ट, कुछ बैक्टीरिया और तीव्र व्यायाम के दौरान मांसपेशियों में होता है
• तेज प्रक्रिया है

2. विभिन्न जीवों में श्वसन अंगों की विविधता का वर्णन कीजिए।

विभिन्न जीवों में श्वसन अंग:
1. मनुष्य और स्तनधारी: फेफड़े (एल्विओली द्वारा गैस विनिमय)
2. मछली: गलफड़े (गिल फिलामेंट्स में रक्त केशिकाएँ)
3. कीट: ट्रैकिआ प्रणाली (स्पाइरैकल्स → ट्रैकिआ → ट्रैकिओल्स)
4. पक्षी: फेफड़े + वायु थैली (दोहरी श्वसन प्रणाली)
5. मेंढक: त्वचा (जल में), फेफड़े (स्थल पर), गलफड़े (टैडपोल अवस्था)
6. पौधे: रंध्र (पत्तियों में), लेंटिसेल (तनों में), जड़ों द्वारा मिट्टी से O₂ अवशोषण
7. अमीबा: कोशिका झिल्ली द्वारा सीधा विसरण
8. केंचुआ: नम त्वचा द्वारा गैस विनिमय
9. मकड़ी: बुक-लंग्स (पुस्तक के पन्नों जैसी संरचना)
10. यीस्ट: कोशिका द्रव्य में अनएरोबिक श्वसन (किण्वन)

3. मनुष्य में श्वसन प्रक्रिया का विस्तृत वर्णन कीजिए।

मनुष्य में श्वसन प्रक्रिया:
1. बाह्य श्वसन (गैस विनिमय):
• श्वासोच्छ्वास (Breathing): वायु का अंदर-बाहर प्रवाह
• अंग: नाक → ग्रसनी → कंठ → श्वासनली → ब्रांकाई → ब्रांकिओल्स → एल्विओली
• गैस विनिमय: एल्विओली में O₂ रक्त में और CO₂ रक्त से वायु में विसरित होती है

2. आंतरिक श्वसन (कोशिकीय श्वसन):
• रक्त परिवहन: हीमोग्लोबिन द्वारा O₂ का ऊतकों तक पहुँचना
• कोशिकीय श्वसन: कोशिकाओं में O₂ द्वारा ग्लूकोज का ऑक्सीकरण
• ऊर्जा उत्पादन: ATP के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है
• CO₂ निष्कासन: उपापचय से उत्पन्न CO₂ रक्त द्वारा फेफड़ों तक पहुँचाई जाती है

श्वसन के चरण:
1. श्वास लेना (Inspiration):
• डायाफ्राम सिकुड़ता है और सपाट होता है
• पसलियों की मांसपेशियाँ सिकुड़ती हैं, पसलियाँ ऊपर-बाहर होती हैं
• वक्ष गुहा का आयतन बढ़ता है, वायुदाब कम होता है
• वायु फेफड़ों में प्रवेश करती है

2. श्वास छोड़ना (Expiration):
• डायाफ्राम शिथिल होता है, गुंबद के आकार का होता है
• पसलियों की मांसपेशियाँ शिथिल होती हैं, पसलियाँ नीचे-अंदर होती हैं
• वक्ष गुहा का आयतन कम होता है, वायुदाब बढ़ता है
• वायु फेफड़ों से बाहर निकलती है

गैस विनिमय:
• एल्विओली में: O₂ रक्त में, CO₂ वायु में विसरित होती है
• ऊतकों में: O₂ ऊतकों में, CO₂ रक्त में विसरित होती है
• वाहक: हीमोग्लोबिन (O₂), बाइकार्बोनेट आयन (CO₂)