Simple Learning HubCLASS 9–12 · JEE · NEET

Ch 12Respiration in Plantsपादप में श्वसनRespiration in Plants

Do plants breathe, glycolysis, fermentation, aerobic respiration (Krebs’ cycle, ETS, oxidative phosphorylation), respiratory balance sheet, amphibolic pathway and respiratory quotient — with tappable diagrams.क्या पादप साँस लेते हैं, ग्लाइकोलिसिस, किण्वन, वायवीय श्वसन (क्रेब्स चक्र, ETS, ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन), श्वसन संतुलन चार्ट, उभयचयी पथ और श्वसन गुणांक — टैप करने वाले चित्रों के साथ।Plants saans lete hain?, glycolysis, fermentation, aerobic respiration (Krebs, ETS, oxidative phosphorylation), balance sheet, amphibolic pathway, RQ — tap wale diagrams ke saath.

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Steps of glycolysis (EMP pathway)ग्लाइकोलिसिस के चरण (EMP पथ)Steps of glycolysis (EMP pathway)Fig 12.1Major pathways of anaerobic and aerobic respirationअवायवीय और वायवीय श्वसन के मुख्य पथMajor pathways of anaerobic and aerobic respirationFig 12.2The citric acid (Krebs’) cycleसिट्रिक अम्ल (क्रेब्स) चक्रThe citric acid (Krebs’) cycleFig 12.3Electron transport system and ATP synthesisइलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र और ATP संश्लेषणElectron transport system and ATP synthesisFigs 12.4, 12.5
In this chapter (NCERT sections)इस अध्याय में (NCERT खंड)Is chapter mein (NCERT sections)
  1. 12.1Do plants breathe?क्या पादप साँस लेते हैं?Kya plants saans lete hain?
  2. 12.2Glycolysisग्लाइकोलिसिसGlycolysis
  3. 12.3Fermentationकिण्वनFermentation
  4. 12.4Aerobic respirationवायवीय श्वसनAerobic respiration
  5. 12.5The respiratory balance sheetश्वसन संतुलन चार्टRespiratory balance sheet
  6. 12.6Amphibolic pathwayउभयचयी पथAmphibolic pathway
  7. 12.7Respiratory quotientश्वसन गुणांकRespiratory quotient (RQ)
  8. ★Yaad rakho — quick revisionयाद रखो — झटपट दोहरावYaad rakho — quick revision
  9. ⚠Common mistakesआम गलतियाँCommon mistakes
  10. ✎NCERT questions — short answersNCERT प्रश्न — संक्षिप्त उत्तरNCERT questions — short answers
  11. 🎯Quizक्विज़Quiz

All living organisms need energy for absorption, transport, movement, reproduction and even breathing. This energy comes from oxidation of food — the breaking of C–C bonds of complex compounds inside cells is cellular respiration. The compounds oxidised are respiratory substrates — usually carbohydrates, but proteins, fats and even organic acids can be used in some plants under certain conditions. Energy is not released all at once: it is released in steps and trapped as ATP, the energy currency of the cell; the carbon skeletons formed are used to build other molecules.सभी जीवों को अवशोषण, परिवहन, गति, जनन और साँस लेने तक के लिए ऊर्जा चाहिए। यह भोजन के ऑक्सीकरण से आती है — कोशिका में जटिल यौगिकों के C–C बंधों का टूटना कोशिकीय श्वसन है। ऑक्सीकृत यौगिक श्वसन क्रियाधार हैं — प्रायः कार्बोहाइड्रेट, पर कुछ पादपों में विशेष परिस्थितियों में प्रोटीन, वसा और कार्बनिक अम्ल भी। ऊर्जा एक साथ नहीं, चरणों में मुक्त होकर ATP (कोशिका की ऊर्जा मुद्रा) में संचित होती; बने कार्बन ढाँचे दूसरे अणु बनाने में उपयोग होते हैं।Energy = food ka oxidation = cellular respiration. Respiratory substrates — mostly carbohydrates (kabhi proteins, fats, organic acids). Energy steps mein → ATP (energy currency).

12.1Do plants breathe?क्या पादप साँस लेते हैं?Kya plants saans lete hain?

Yes — plants need O₂ for respiration and give out CO₂, but they have no specialised organs for gas exchange; stomata and lenticels do this. Reasons it works: (1) each plant part takes care of its own gas-exchange needs, with very little transport of gases between parts; (2) plants do not have great demands — roots, stems and leaves respire far more slowly than animals; only during photosynthesis are large volumes exchanged, and then O₂ is released within the cell; (3) distances gases must diffuse are short — in a large plant most living cells are near the surface (inner cells of stems are dead and give mechanical support), and loose packing of parenchyma provides an interconnected network of air spaces.हाँ — पादपों को श्वसन के लिए O₂ चाहिए और वे CO₂ छोड़ते हैं, पर गैस विनिमय के लिए कोई विशेष अंग नहीं; यह रंध्र और वातरंध्र करते हैं। कारण: (1) हर भाग अपनी गैस आवश्यकता स्वयं पूरी करता, भागों के बीच गैसों का परिवहन बहुत कम; (2) माँग कम — जड़, तना, पत्ती प्राणियों से बहुत धीमे श्वसन करते; केवल प्रकाश-संश्लेषण में बड़ी मात्रा का विनिमय, और तब O₂ कोशिका में ही मिलती; (3) विसरण की दूरी कम — बड़े पादप में अधिकतर जीवित कोशिकाएँ सतह के पास (तने की भीतरी कोशिकाएँ मृत, यांत्रिक सहारा), और मृदूतक की ढीली व्यवस्था वायु अवकाशों का जाल बनाती है।Haan — O₂ lete, CO₂ chhodte, par koi special organ nahi; stomata, lenticels. Har hissa apna kaam khud, demand kam, distance chhoti, parenchyma mein air spaces.

Combustion vs respiration: Complete combustion C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energy gives energy mostly as heat in one step. In cells glucose is oxidised slowly, step-wise, with enzymes, so energy is trapped as ATP.दहन बनाम श्वसन: पूर्ण दहन C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ऊर्जा में ऊर्जा एक साथ अधिकतर ऊष्मा के रूप में। कोशिका में ग्लूकोज़ एंजाइमों द्वारा धीरे-धीरे, चरणबद्ध ऑक्सीकृत, ऊर्जा ATP में संचित।Combustion vs respiration: Combustion = ek baar, heat. Respiration = step-wise, enzymes, ATP.

12.2Glycolysisग्लाइकोलिसिसGlycolysis

The term comes from Greek glycos (sugar) and lysis (splitting). The scheme was given by Gustav Embden, Otto Meyerhof and J. Parnas — the EMP pathway. In anaerobic organisms it is the only process of respiration. It occurs in the cytoplasm of all living organisms: glucose undergoes partial oxidation to two molecules of pyruvic acid. In plants glucose comes from sucrose (end product of photosynthesis) or storage carbohydrates; sucrose is split by invertase into glucose and fructose, which enter the pathway. Glucose and fructose are phosphorylated to glucose-6-phosphate by hexokinase; this isomerises to fructose-6-phosphate. The steps are catalysed by ten enzymes.शब्द यूनानी ग्लाइकोस (शर्करा) और लाइसिस (विखंडन) से। योजना गुस्टव एम्बडेन, ओटो मेयरहॉफ़ और जे. पारनास ने दी — EMP पथ। अवायवीय जीवों में यह श्वसन की एकमात्र प्रक्रिया है। यह सभी जीवों के कोशिकाद्रव्य में होता: ग्लूकोज़ का आंशिक ऑक्सीकरण होकर पाइरुविक अम्ल के दो अणु। पादपों में ग्लूकोज़ सुक्रोज़ (प्रकाश-संश्लेषण का अंतिम उत्पाद) या संचित कार्बोहाइड्रेट से; सुक्रोज़ इनवर्टेज़ से ग्लूकोज़ व फ़्रक्टोज़ में टूटता। ये हेक्सोकाइनेज़ से ग्लूकोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट में, जो समावयवित होकर फ़्रक्टोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट बनता। चरण दस एंजाइमों से उत्प्रेरित।Glycos = sugar, lysis = todna. EMP pathway (Embden, Meyerhof, Parnas). Anaerobes mein sirf yahi. Cytoplasm mein glucose → 2 pyruvic acid. Sucrose → (invertase) glucose + fructose → (hexokinase) G-6-P → F-6-P.

Key energy steps: ATP is utilised at two steps — glucose → glucose-6-phosphate and fructose-6-phosphate → fructose-1,6-bisphosphate. Fructose-1,6-bisphosphate splits into dihydroxyacetone phosphate and 3-phosphoglyceraldehyde (PGAL). When PGAL → 1,3-bisphosphoglycerate (BPGA), NADH + H⁺ is formed from NAD⁺ (two redox equivalents removed). BPGA → 3-phosphoglyceric acid (PGA) is an energy-yielding step trapped as ATP; another ATP forms when PEP → pyruvic acid. Per glucose: 2 ATP used, 4 ATP made directly, net 2 ATP, plus 2 NADH. ATP used, NADH, ATP made.मुख्य ऊर्जा चरण: दो चरणों में ATP उपयोग — ग्लूकोज़ → ग्लूकोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट और फ़्रक्टोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट → फ़्रक्टोज़-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट। यह डाइहाइड्रॉक्सीऐसीटोन फ़ॉस्फ़ेट और 3-फ़ॉस्फ़ोग्लिसरैल्डिहाइड (PGAL) में टूटता। PGAL → 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट (BPGA) पर NAD⁺ से NADH + H⁺। BPGA → 3-फ़ॉस्फ़ोग्लिसरिक अम्ल (PGA) ऊर्जा देने वाला चरण — ATP; PEP → पाइरुविक अम्ल पर एक और ATP। प्रति ग्लूकोज़: 2 ATP उपयोग, 4 ATP सीधे बने, शुद्ध 2 ATP, साथ में 2 NADH। ATP उपयोग, NADH, ATP निर्माण।2 ATP kharch (G → G-6-P, F-6-P → F-1,6-bisP). PGAL → BPGA = NADH. BPGA → PGA aur PEP → pyruvate = ATP. Net 2 ATP + 2 NADH. ATP used, NADH, ATP made.

Steps of glycolysis (EMP pathway)ग्लाइकोलिसिस के चरण (EMP पथ)Steps of glycolysis (EMP pathway)NCERT Fig 12.1 · 13 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsIn the cytoplasm, one glucose (6C) is split into two pyruvic acid (3C) molecules in ten steps. 2 ATP are used (glucose → G-6-P and F-6-P → F-1,6-bisP), 4 ATP are made directly (BPGA → 3-PGA and PEP → pyruvate, each twice) and 2 NADH + H⁺ form when PGAL → BPGA. Net: 2 ATP + 2 NADH per glucose.कोशिकाद्रव्य में एक ग्लूकोज़ (6C) दस चरणों में दो पाइरुविक अम्ल (3C) अणुओं में टूटता। 2 ATP उपयोग (ग्लूकोज़ → G-6-P तथा F-6-P → F-1,6-बिसP), 4 ATP सीधे बनते (BPGA → 3-PGA और PEP → पाइरुवेट, दोनों दो बार) और PGAL → BPGA पर 2 NADH + H⁺। शुद्ध लाभ: 2 ATP + 2 NADH प्रति ग्लूकोज़।Cytoplasm mein glucose → 2 pyruvate. 2 ATP kharch, 4 ATP bane, 2 NADH. Net 2 ATP + 2 NADH.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

Pyruvic acid is the key product of glycolysis. Its fate depends on cellular need, with three major ways: lactic acid fermentation, alcoholic fermentation and aerobic respiration. Fermentation occurs under anaerobic conditions in many prokaryotes and unicellular eukaryotes; for complete oxidation of glucose to CO₂ and H₂O, organisms use the Krebs’ cycle — aerobic respiration, which needs O₂. Pyruvic acid.पाइरुविक अम्ल ग्लाइकोलिसिस का मुख्य उत्पाद। इसका भाग्य कोशिका की आवश्यकता पर, तीन मुख्य मार्ग: लैक्टिक अम्ल किण्वन, ऐल्कोहॉलिक किण्वन और वायवीय श्वसन। किण्वन अनेक प्रोकैरियोट और एककोशिक यूकैरियोट में अवायवीय परिस्थिति में; ग्लूकोज़ के CO₂ व H₂O तक पूर्ण ऑक्सीकरण हेतु क्रेब्स चक्र — वायवीय श्वसन, जिसे O₂ चाहिए। पाइरुविक अम्ल।Pyruvate ke 3 raaste: lactic acid, alcoholic fermentation (anaerobic), ya aerobic (Krebs, O₂ chahiye). Pyruvic acid.

Major pathways of anaerobic and aerobic respirationअवायवीय और वायवीय श्वसन के मुख्य पथMajor pathways of anaerobic and aerobic respirationNCERT Fig 12.2 · 5 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsPyruvic acid from glycolysis has three fates: lactic acid fermentation (muscle cells short of O₂, some bacteria), alcoholic fermentation to ethanol + CO₂ (yeast; pyruvic acid decarboxylase and alcohol dehydrogenase), and aerobic respiration — complete oxidation to CO₂ + H₂O in the mitochondria.ग्लाइकोलिसिस का पाइरुविक अम्ल तीन तरह से: लैक्टिक अम्ल किण्वन (O₂ की कमी में पेशी कोशिकाएँ, कुछ जीवाणु), ऐल्कोहॉलिक किण्वन से एथेनॉल + CO₂ (यीस्ट; पाइरुविक अम्ल डीकार्बोक्सिलेज़ और ऐल्कोहॉल डीहाइड्रोजिनेज़), और वायवीय श्वसन — सूत्रकणिका में CO₂ + H₂O तक पूर्ण ऑक्सीकरण।Pyruvate: lactic acid (muscle, bacteria), ethanol + CO₂ (yeast), ya aerobic → CO₂ + H₂O (mitochondria).Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

12.3Fermentationकिण्वनFermentation

In yeast, glucose is incompletely oxidised under anaerobic conditions: pyruvic acid → CO₂ + ethanol, catalysed by pyruvic acid decarboxylase and alcohol dehydrogenase. Some bacteria make lactic acid from pyruvic acid. In animal muscle cells during exercise, when O₂ is inadequate, pyruvic acid is reduced to lactic acid by lactate dehydrogenase. The reducing agent is NADH + H⁺, reoxidised to NAD⁺ in both processes. Facts: (1) less than 7% of the energy in glucose is released, and not all of it is trapped as ATP; (2) the products (acid or alcohol) are hazardous; (3) net gain is only 2 ATP per glucose to pyruvic acid; (4) yeasts poison themselves to death when alcohol reaches about 13%.यीस्ट में अवायवीय दशा में ग्लूकोज़ का अपूर्ण ऑक्सीकरण: पाइरुविक अम्ल → CO₂ + एथेनॉल, पाइरुविक अम्ल डीकार्बोक्सिलेज़ और ऐल्कोहॉल डीहाइड्रोजिनेज़ द्वारा। कुछ जीवाणु पाइरुविक अम्ल से लैक्टिक अम्ल बनाते। व्यायाम में O₂ की कमी पर प्राणी पेशी कोशिकाओं में पाइरुविक अम्ल लैक्टेट डीहाइड्रोजिनेज़ से लैक्टिक अम्ल में अपचयित। अपचायक NADH + H⁺, दोनों में NAD⁺ में पुनः ऑक्सीकृत। तथ्य: (1) ग्लूकोज़ की ऊर्जा का 7% से कम मुक्त, वह भी पूरा ATP में नहीं; (2) उत्पाद (अम्ल या ऐल्कोहॉल) हानिकारक; (3) प्रति ग्लूकोज़ केवल 2 ATP शुद्ध लाभ; (4) ऐल्कोहॉल लगभग 13% होने पर यीस्ट स्वयं मर जाता है।Yeast: pyruvate → ethanol + CO₂ (pyruvic acid decarboxylase, alcohol dehydrogenase). Muscle (kam O₂): → lactic acid (lactate dehydrogenase). NADH → NAD⁺. <7% energy, products harmful, net 2 ATP, yeast ~13% alcohol par mar jaata.

12.4Aerobic respirationवायवीय श्वसनAerobic respiration

For aerobic respiration pyruvate is transported from the cytoplasm into the mitochondria. The crucial events: (1) complete oxidation of pyruvate by stepwise removal of all hydrogen atoms, leaving three molecules of CO₂ — in the matrix; (2) passing the electrons removed as hydrogen atoms to O₂ with simultaneous synthesis of ATP — on the inner mitochondrial membrane. In the matrix, pyruvate undergoes oxidative decarboxylation by pyruvic dehydrogenase (needs NAD⁺, coenzyme A and Mg²⁺): Pyruvic acid + CoA + NAD⁺ → Acetyl CoA + CO₂ + NADH + H⁺. So 2 NADH are produced from the two pyruvates of one glucose. Acetyl CoA then enters the tricarboxylic acid (TCA) cycle, also called the Krebs’ cycle after Hans Krebs. 3D mitochondrion.वायवीय श्वसन हेतु पाइरुवेट कोशिकाद्रव्य से सूत्रकणिका में जाता। मुख्य घटनाएँ: (1) सभी हाइड्रोजन परमाणुओं को क्रमशः हटाकर पाइरुवेट का पूर्ण ऑक्सीकरण, CO₂ के तीन अणु शेष — आधात्री में; (2) हाइड्रोजन के रूप में हटाए इलेक्ट्रॉनों को O₂ तक पहुँचाना और साथ में ATP संश्लेषण — सूत्रकणिका की भीतरी झिल्ली पर। आधात्री में पाइरुवेट का पाइरुविक डीहाइड्रोजिनेज़ (NAD⁺, सहएंजाइम A, Mg²⁺ आवश्यक) द्वारा ऑक्सीकरणी विकार्बोक्सिलीकरण: पाइरुविक अम्ल + CoA + NAD⁺ → ऐसीटिल CoA + CO₂ + NADH + H⁺। एक ग्लूकोज़ के दो पाइरुवेट से 2 NADH। ऐसीटिल CoA फिर ट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल (TCA) चक्र में, जिसे हैंस क्रेब्स के नाम पर क्रेब्स चक्र भी कहते। 3D सूत्रकणिका।Pyruvate → mitochondria. Matrix mein poora oxidation (CO₂), inner membrane par electrons → O₂ + ATP. Pyruvic acid + CoA + NAD⁺ → Acetyl CoA + CO₂ + NADH (pyruvic dehydrogenase, Mg²⁺). Phir Krebs/TCA cycle (Hans Krebs). 3D mitochondrion.

12.4.1Tricarboxylic acid cycleट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल चक्रTCA cycle

The TCA cycle starts with condensation of the acetyl group with oxaloacetic acid (OAA) and water to give citric acid, catalysed by citrate synthase, releasing CoA. Citrate isomerises to isocitrate, followed by two successive decarboxylations forming α-ketoglutaric acid and then succinyl-CoA; succinyl-CoA is oxidised to OAA in the remaining steps, letting the cycle continue. During conversion of succinyl-CoA to succinic acid one GTP is made (substrate-level phosphorylation); in a coupled reaction GTP → GDP with ADP → ATP. There are three points where NAD⁺ is reduced to NADH + H⁺ and one point where FAD⁺ is reduced to FADH₂. The cycle needs continued replenishment of OAA and regeneration of NAD⁺ and FAD⁺. Citric acid, OAA.TCA चक्र ऐसीटिल समूह के ऑक्सैलोऐसीटिक अम्ल (OAA) और जल से संघनन द्वारा सिट्रिक अम्ल बनने से शुरू, सिट्रेट सिंथेज़ द्वारा, CoA मुक्त। सिट्रेट आइसोसिट्रेट में समावयवित, फिर दो क्रमिक विकार्बोक्सिलीकरण से α-कीटोग्लूटैरिक अम्ल और फिर सक्सिनिल-CoA; शेष चरणों में सक्सिनिल-CoA ऑक्सीकृत होकर OAA, चक्र चलता रहता। सक्सिनिल-CoA → सक्सिनिक अम्ल पर एक GTP (क्रियाधार स्तर फ़ॉस्फ़ोरिलेशन); युग्मित अभिक्रिया में GTP → GDP के साथ ADP → ATP। तीन स्थलों पर NAD⁺ → NADH + H⁺ और एक स्थल पर FAD⁺ → FADH₂। चक्र के लिए OAA की निरंतर पूर्ति और NAD⁺ व FAD⁺ का पुनर्जनन आवश्यक। सिट्रिक अम्ल, OAA।Acetyl + OAA + H₂O → citric acid (citrate synthase) → isocitrate → 2 decarboxylation → α-KG → succinyl-CoA → succinic (GTP) → … → OAA. 3 NADH, 1 FADH₂ per round. Citric acid, OAA.

The citric acid (Krebs’) cycleसिट्रिक अम्ल (क्रेब्स) चक्रThe citric acid (Krebs’) cycleNCERT Fig 12.3 · 7 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsIn the mitochondrial matrix, the acetyl group of acetyl CoA (2C) joins oxaloacetic acid (4C) to give citric acid (6C) (citrate synthase). Citrate → isocitrate → (two decarboxylations) α-ketoglutaric acid (5C) → succinyl CoA → succinic acid (GTP formed) → fumarate → malic acid → OAA again. Per acetyl CoA: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂.सूत्रकणिका आधात्री में ऐसीटिल CoA (2C) का ऐसीटिल समूह ऑक्सैलोऐसीटिक अम्ल (4C) से जुड़कर सिट्रिक अम्ल (6C) (सिट्रेट सिंथेज़)। सिट्रेट → आइसोसिट्रेट → (दो विकार्बोक्सिलीकरण) α-कीटोग्लूटैरिक अम्ल (5C) → सक्सिनिल CoA → सक्सिनिक अम्ल (GTP) → फ़्यूमेरेट → मैलिक अम्ल → फिर OAA। प्रति ऐसीटिल CoA: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂।Matrix mein: acetyl CoA + OAA → citric acid (6C) → α-KG (5C) → succinic (4C) → malic → OAA. Har round: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →
Summary equation (matrix): Pyruvic acid + 4NAD⁺ + FAD⁺ + 2H₂O + ADP + Pi → 3CO₂ + 4NADH + 4H⁺ + FADH₂ + ATP. This is per pyruvate (twice per glucose); the NADH and FADH₂ are oxidised in the ETS.सारांश समीकरण (आधात्री): पाइरुविक अम्ल + 4NAD⁺ + FAD⁺ + 2H₂O + ADP + Pi → 3CO₂ + 4NADH + 4H⁺ + FADH₂ + ATP। प्रति पाइरुवेट; NADH व FADH₂ का ऑक्सीकरण ETS में।Summary: Pyruvate → 3CO₂ + 4NADH + FADH₂ + ATP; NADH/FADH₂ ETS mein.

12.4.2Electron transport system (ETS) and oxidative phosphorylationइलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र (ETS) और ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशनETS aur oxidative phosphorylation

The energy stored in NADH + H⁺ and FADH₂ is released when they are oxidised through the electron transport system in the inner mitochondrial membrane, with electrons passed on to O₂ to form H₂O. Electrons from NADH (in the matrix) are oxidised by NADH dehydrogenase (complex I) and passed to ubiquinone in the inner membrane; ubiquinone also receives reducing equivalents from FADH₂ (complex II) from succinate oxidation. Reduced ubiquinone (ubiquinol) is oxidised, transferring electrons to cytochrome c via the cytochrome bc₁ complex (complex III); cytochrome c is a small protein on the outer surface of the inner membrane and acts as a mobile carrier between complex III and IV. Complex IV is cytochrome c oxidase (cytochromes a and a₃, and two copper centres). As electrons pass from complex I to IV, the transfer is coupled to ATP synthase (complex V). Oxidation of one NADH gives 3 ATP; one FADH₂ gives 2 ATP. Oxygen is the final hydrogen acceptor; its role is limited to the terminal stage, but it is vital because it drives the whole process by removing hydrogen from the system. Complex I, cytochrome c, O₂.NADH + H⁺ और FADH₂ में संचित ऊर्जा तब मुक्त होती जब वे सूत्रकणिका की भीतरी झिल्ली के इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र से ऑक्सीकृत होते और इलेक्ट्रॉन O₂ को देकर H₂O बनता। आधात्री के NADH के इलेक्ट्रॉन NADH डीहाइड्रोजिनेज़ (सम्मिश्र I) से ऑक्सीकृत होकर भीतरी झिल्ली के यूबिक्विनोन को; यूबिक्विनोन सक्सिनेट ऑक्सीकरण के FADH₂ (सम्मिश्र II) से भी लेता। अपचयित यूबिक्विनोन (यूबिक्विनॉल) साइटोक्रोम bc₁ सम्मिश्र (सम्मिश्र III) द्वारा साइटोक्रोम c को इलेक्ट्रॉन देता; साइटोक्रोम c भीतरी झिल्ली की बाहरी सतह का छोटा प्रोटीन, सम्मिश्र III और IV के बीच गतिशील वाहक। सम्मिश्र IV = साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज़ (साइटोक्रोम a व a₃, दो ताँबा केंद्र)। I से IV तक इलेक्ट्रॉन प्रवाह ATP सिंथेज़ (सम्मिश्र V) से युग्मित। एक NADH से 3 ATP, एक FADH₂ से 2 ATP। ऑक्सीजन अंतिम हाइड्रोजन ग्राही; इसकी भूमिका अंतिम चरण में, पर यह तंत्र से हाइड्रोजन हटाकर पूरी प्रक्रिया चलाती है। सम्मिश्र I, साइटोक्रोम c, O₂।NADH/FADH₂ ki energy inner membrane ke ETS mein: I (NADH dehydrogenase) → ubiquinone (← II, FADH₂) → III (cyt bc₁) → cyt c (mobile) → IV (cyt c oxidase, a, a₃, 2 Cu) → O₂ → H₂O. NADH = 3 ATP, FADH₂ = 2 ATP. O₂ = last acceptor, poora process chalata. Complex I, cyt c, O₂.

Unlike photophosphorylation, where light energy builds the proton gradient, here the energy of oxidation-reduction is used — hence oxidative phosphorylation. The energy released during electron transport makes ATP with the help of ATP synthase (complex V), which has two parts: F₁ — a peripheral headpiece containing the site of ATP synthesis from ADP + Pi; F₀ — an integral membrane protein complex forming the channel through which protons cross the inner membrane. Passage of protons through the channel is coupled to the catalytic site of F₁; for each ATP, 2 H⁺ pass through F₀ from the intermembrane space to the matrix down the electrochemical gradient. ATP synthase.प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन में प्रकाश ऊर्जा प्रोटॉन प्रवणता बनाती, यहाँ ऑक्सीकरण-अपचयन की ऊर्जा — इसलिए ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन। इलेक्ट्रॉन परिवहन में मुक्त ऊर्जा ATP सिंथेज़ (सम्मिश्र V) से ATP बनाती, जिसके दो भाग: F₁ — परिधीय शीर्ष, ADP + Pi से ATP संश्लेषण का स्थल; F₀ — झिल्ली में धँसा प्रोटीन सम्मिश्र, चैनल जिससे प्रोटॉन भीतरी झिल्ली पार करते। चैनल से प्रोटॉन का गुजरना F₁ के उत्प्रेरक स्थल से युग्मित; प्रत्येक ATP हेतु 2 H⁺ अंतराझिल्ली अवकाश से आधात्री में F₀ से गुजरते। ATP सिंथेज़।Yahan redox energy se proton gradient → oxidative phosphorylation. Complex V: F₁ (ATP banata), F₀ (proton channel). 2 H⁺ → 1 ATP. ATP synthase.

Electron transport system and ATP synthesisइलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र और ATP संश्लेषणElectron transport system and ATP synthesisNCERT Figs 12.4, 12.5 · 12 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsIn the inner mitochondrial membrane: NADH gives electrons to complex I (NADH dehydrogenase), FADH₂ via complex II; both pass to ubiquinone (UQ) → complex III (cytochrome bc₁) → cytochrome c (mobile carrier) → complex IV (cytochrome c oxidase, cyt a, a₃, two copper centres). O₂ is the final electron acceptor → water. The energy pumps H⁺ into the intermembrane space; H⁺ flow back through F₀ of complex V (ATP synthase) drives F₁ to make ATP. 1 NADH → 3 ATP, 1 FADH₂ → 2 ATP.सूत्रकणिका की भीतरी झिल्ली में: NADH इलेक्ट्रॉन सम्मिश्र I (NADH डीहाइड्रोजिनेज़) को, FADH₂ सम्मिश्र II से; दोनों यूबिक्विनोन (UQ) → सम्मिश्र III (साइटोक्रोम bc₁) → साइटोक्रोम c (गतिशील वाहक) → सम्मिश्र IV (साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज़, cyt a, a₃, दो ताँबा केंद्र)। O₂ अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही → जल। ऊर्जा से H⁺ अंतराझिल्ली अवकाश में पंप; सम्मिश्र V (ATP सिंथेज़) के F₀ से H⁺ वापसी पर F₁ ATP बनाता। 1 NADH → 3 ATP, 1 FADH₂ → 2 ATP।Inner membrane: NADH → I, FADH₂ → II → UQ → III → cyt c → IV → O₂ → H₂O (O₂ = last acceptor). H⁺ bahar pump, complex V (F₀F₁) se wapas → ATP. NADH = 3, FADH₂ = 2 ATP.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

12.5The respiratory balance sheetश्वसन संतुलन चार्टRespiratory balance sheet

The net gain of ATP from one glucose can be calculated only on certain assumptions: (1) a sequential, orderly pathway functions — glycolysis, TCA cycle and ETS one after another; (2) the NADH made in glycolysis is transferred into the mitochondria and undergoes oxidative phosphorylation; (3) none of the intermediates is used to synthesise any other compound; (4) only glucose is respired — no alternative substrates enter at any stage. These assumptions are not really valid in a living system — all pathways work simultaneously, substrates enter and leave as needed, ATP is used as needed, and enzymatic rates are controlled. On these assumptions there can be a net gain of 38 ATP per glucose in aerobic respiration.एक ग्लूकोज़ से ATP का शुद्ध लाभ कुछ मान्यताओं पर ही निकाला जा सकता: (1) क्रमबद्ध पथ — ग्लाइकोलिसिस, TCA चक्र और ETS एक के बाद एक; (2) ग्लाइकोलिसिस का NADH सूत्रकणिका में जाकर ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन करता; (3) कोई मध्यवर्ती दूसरे यौगिक के संश्लेषण में उपयोग नहीं; (4) केवल ग्लूकोज़ का श्वसन — कोई अन्य क्रियाधार बीच में प्रवेश नहीं करता। जीवित तंत्र में ये मान्यताएँ वास्तव में सही नहीं — सभी पथ साथ-साथ चलते, क्रियाधार आवश्यकतानुसार आते-जाते, ATP आवश्यकता पर उपयोग होता, एंजाइमी दरें नियंत्रित। इन मान्यताओं पर वायवीय श्वसन में प्रति ग्लूकोज़ 38 ATP का शुद्ध लाभ हो सकता है।Assumptions: pathway kram se, glycolysis ka NADH mitochondria mein, koi intermediate doosre kaam mein nahi, sirf glucose. Asal mein sahi nahi. Inke saath net 38 ATP.

Fermentationकिण्वनFermentationAerobic respirationवायवीय श्वसनAerobic respiration
Partial breakdown of glucoseग्लूकोज़ का आंशिक विघटनPartial breakdownComplete degradation to CO₂ + H₂OCO₂ + H₂O तक पूर्ण विघटनPoora CO₂ + H₂O
Net 2 ATP per glucoseप्रति ग्लूकोज़ शुद्ध 2 ATP2 ATPMany more ATP (38 on assumptions)बहुत अधिक ATP (मान्यताओं पर 38)38 ATP
NADH oxidised to NAD⁺ rather slowlyNADH का NAD⁺ में ऑक्सीकरण धीमाNADH slowNADH oxidation is vigorousNADH ऑक्सीकरण तीव्रNADH tez

12.6Amphibolic pathwayउभयचयी पथAmphibolic pathway

Glucose is the favoured substrate for respiration. Fats are first broken into glycerol and fatty acids; fatty acids are degraded to acetyl CoA and enter the pathway, while glycerol enters after conversion to PGAL. Proteins are degraded by proteases, and amino acids (after deamination) enter at some stage within the Krebs’ cycle or as pyruvate or acetyl CoA. Respiration is usually thought of as catabolic (breakdown), but when the organism needs to synthesise fatty acids, acetyl CoA is withdrawn from the pathway; likewise intermediates are withdrawn to make proteins. Since the pathway is involved in both breakdown (catabolism) and synthesis (anabolism), it is better considered an amphibolic pathway.श्वसन का प्रिय क्रियाधार ग्लूकोज़। वसा पहले ग्लिसरॉल और वसा अम्लों में टूटती; वसा अम्ल ऐसीटिल CoA बनकर पथ में, ग्लिसरॉल PGAL बनकर। प्रोटीन प्रोटिएज़ से टूटते और अमीनो अम्ल (विऐमीनीकरण के बाद) क्रेब्स चक्र के किसी चरण पर या पाइरुवेट/ऐसीटिल CoA के रूप में प्रवेश। श्वसन को प्रायः अपचयी माना जाता, पर जब जीव को वसा अम्ल बनाने हों तो ऐसीटिल CoA पथ से निकाला जाता; इसी प्रकार प्रोटीन संश्लेषण हेतु मध्यवर्ती निकाले जाते। चूँकि पथ विघटन (अपचय) और संश्लेषण (उपचय) दोनों में शामिल, इसे उभयचयी पथ कहना बेहतर है।Fats → glycerol (→ PGAL) + fatty acids (→ acetyl CoA). Proteins → amino acids (deamination) → Krebs/pyruvate/acetyl CoA. Same pathway se fatty acids, proteins bante bhi. Toh catabolism + anabolism = amphibolic.

12.7Respiratory quotientश्वसन गुणांकRespiratory quotient (RQ)

The ratio of the volume of CO₂ evolved to the volume of O₂ consumed in respiration is the respiratory quotient (RQ) or respiratory ratio: RQ = volume of CO₂ evolved / volume of O₂ consumed. It depends on the substrate. For carbohydrates, completely oxidised, RQ = 1 (C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O; 6CO₂/6O₂ = 1). For fats, RQ < 1 — e.g. tripalmitin: 2(C₅₁H₉₈O₆) + 145O₂ → 102CO₂ + 98H₂O; RQ = 102/145 = 0.7. For proteins, RQ is about 0.9. In living organisms respiratory substrates are often more than one; pure proteins or fats are never used as respiratory substrates.श्वसन में निकली CO₂ के आयतन और उपयोग हुई O₂ के आयतन का अनुपात श्वसन गुणांक (RQ): RQ = निकली CO₂ का आयतन / उपयोग हुई O₂ का आयतन। यह क्रियाधार पर निर्भर। कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण ऑक्सीकरण में RQ = 1 (C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O)। वसा में RQ < 1 — जैसे ट्राइपामिटिन: 2(C₅₁H₉₈O₆) + 145O₂ → 102CO₂ + 98H₂O; RQ = 102/145 = 0.7। प्रोटीन में लगभग 0.9। जीवों में क्रियाधार प्रायः एक से अधिक; शुद्ध प्रोटीन या वसा कभी श्वसन क्रियाधार नहीं होते।RQ = CO₂ nikli / O₂ li. Carbohydrate 1, fat (tripalmitin 102/145) 0.7, protein ~0.9.

★ Yaad rakho — quick revision★ याद रखो — झटपट दोहराव★ Yaad rakho — quick revision

  1. Glycolysis (EMP) in cytoplasm: glucose → 2 pyruvate; net 2 ATP + 2 NADH.ग्लाइकोलिसिस (EMP) कोशिकाद्रव्य में: ग्लूकोज़ → 2 पाइरुवेट; शुद्ध 2 ATP + 2 NADH।Net 2 ATP + 2 NADH.
  2. ATP used at G → G-6-P and F-6-P → F-1,6-bisP; NADH at PGAL → BPGA; ATP made at BPGA → PGA and PEP → pyruvate.ATP उपयोग: G → G-6-P, F-6-P → F-1,6-बिसP; NADH: PGAL → BPGA; ATP निर्माण: BPGA → PGA, PEP → पाइरुवेट।Steps yaad.
  3. Yeast → ethanol + CO₂; muscle → lactic acid; fermentation < 7% energy; yeast dies at ~13% alcohol.यीस्ट → एथेनॉल + CO₂; पेशी → लैक्टिक अम्ल; किण्वन < 7% ऊर्जा; ~13% ऐल्कोहॉल पर यीस्ट मृत।13% alcohol.
  4. Link reaction (matrix): pyruvate + CoA + NAD⁺ → acetyl CoA + CO₂ + NADH (pyruvic dehydrogenase, Mg²⁺).संयोजी अभिक्रिया (आधात्री): पाइरुवेट + CoA + NAD⁺ → ऐसीटिल CoA + CO₂ + NADH।Acetyl CoA.
  5. Krebs: acetyl CoA + OAA → citric acid (citrate synthase); per turn 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂.क्रेब्स: ऐसीटिल CoA + OAA → सिट्रिक अम्ल; प्रति चक्र 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂।3 NADH, 1 FADH₂.
  6. ETS: I → UQ (← II) → III → cyt c → IV → O₂; NADH = 3 ATP, FADH₂ = 2 ATP; complex V = F₀ + F₁.इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र: सम्मिश्र I → यूबिक्विनोन (← II) → III → साइटोक्रोम c → IV → O₂; एक NADH से 3 ATP, एक FADH₂ से 2 ATP; सम्मिश्र V = F₀ + F₁।3 / 2 ATP.
  7. Net 38 ATP per glucose in aerobic respiration (on assumptions).वायवीय श्वसन में प्रति ग्लूकोज़ 38 ATP (मान्यताओं पर)।38 ATP.
  8. RQ = CO₂/O₂: carbohydrate 1, fat 0.7, protein 0.9. Respiration is amphibolic.RQ = CO₂/O₂: कार्बोहाइड्रेट 1, वसा 0.7, प्रोटीन 0.9। श्वसन उभयचयी।RQ 1 / 0.7 / 0.9.

⚠ Common mistakes⚠ आम गलतियाँ⚠ Common mistakes

  • Saying glycolysis happens in mitochondria — it is in the cytoplasm; Krebs’ cycle in the matrix, ETS on the inner membrane.ग्लाइकोलिसिस को सूत्रकणिका में बताना — यह कोशिकाद्रव्य में; क्रेब्स आधात्री में, ETS भीतरी झिल्ली पर।Glycolysis cytoplasm.
  • Writing net gain of glycolysis as 4 ATP — 4 are made but 2 are used, so net 2.ग्लाइकोलिसिस का शुद्ध लाभ 4 ATP लिखना — 4 बनते पर 2 उपयोग, शुद्ध 2।Net 2.
  • Saying O₂ is used in the Krebs’ cycle — O₂ acts only at the end of the ETS (complex IV), yet without it the cycle stops.क्रेब्स चक्र में O₂ उपयोग बताना — O₂ केवल ETS के अंत (सम्मिश्र IV) में, फिर भी इसके बिना चक्र रुकता।O₂ sirf ETS end.
  • Calling the RQ of fats more than 1 — fats need more O₂, so RQ < 1 (≈ 0.7).वसा का RQ 1 से अधिक कहना — वसा को अधिक O₂ चाहिए, RQ < 1 (≈ 0.7)।Fat RQ 0.7.
  • Treating 38 ATP as exact in a living cell — it rests on assumptions that do not really hold.38 ATP को जीवित कोशिका में सटीक मानना — यह मान्यताओं पर आधारित है जो वास्तव में सही नहीं।38 = assumption.

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NCERT exercises (tap a question to see the answer)NCERT अभ्यास (उत्तर देखने के लिए प्रश्न पर टैप करें)NCERT exercises (answer dekhne ke liye question par tap kijiye)

1. Differentiate between (a) Respiration and Combustion (b) Glycolysis and Krebs’ cycle (c) Aerobic respiration and Fermentation1. अंतर बताइए: (a) श्वसन और दहन (b) ग्लाइकोलिसिस और क्रेब्स चक्र (c) वायवीय श्वसन और किण्वन1. Differences.
(a) Respiration — biochemical, inside living cells, step-wise oxidation controlled by enzymes, at body temperature; energy trapped as ATP, intermediates used for biosynthesis. Combustion — physico-chemical, non-enzymatic, one-step rapid oxidation at high temperature; energy released mostly as heat and light, no ATP. (b) Glycolysis — in cytoplasm, all organisms, aerobic or anaerobic; glucose → 2 pyruvic acid (partial oxidation); net 2 ATP + 2 NADH; no CO₂ released. Krebs’ cycle — in mitochondrial matrix, only aerobic; acetyl CoA completely oxidised to CO₂; per glucose 2 GTP/ATP, 6 NADH, 2 FADH₂, 4 CO₂; a cyclic pathway starting with OAA. (c) Aerobic respiration — needs O₂; glucose fully oxidised to CO₂ + H₂O; in cytoplasm + mitochondria; 38 ATP; NADH oxidised vigorously. Fermentation — anaerobic; partial breakdown to ethanol + CO₂ or lactic acid; cytoplasm only; 2 ATP; < 7% energy released; products toxic.(a) श्वसन — जैव-रासायनिक, जीवित कोशिका में, एंजाइम नियंत्रित चरणबद्ध ऑक्सीकरण, शरीर ताप पर; ऊर्जा ATP में, मध्यवर्ती संश्लेषण में उपयोगी। दहन — भौतिक-रासायनिक, बिना एंजाइम, उच्च ताप पर एक चरण में तेज़ ऑक्सीकरण; ऊर्जा अधिकतर ऊष्मा व प्रकाश, ATP नहीं। (b) ग्लाइकोलिसिस — कोशिकाद्रव्य में, सभी जीवों में, वायवीय या अवायवीय; ग्लूकोज़ → 2 पाइरुविक अम्ल (आंशिक ऑक्सीकरण); शुद्ध 2 ATP + 2 NADH; CO₂ नहीं। क्रेब्स चक्र — सूत्रकणिका आधात्री में, केवल वायवीय; ऐसीटिल CoA का CO₂ तक पूर्ण ऑक्सीकरण; प्रति ग्लूकोज़ 2 GTP/ATP, 6 NADH, 2 FADH₂, 4 CO₂; OAA से शुरू होने वाला चक्र। (c) वायवीय श्वसन — O₂ आवश्यक; ग्लूकोज़ का CO₂ + H₂O तक पूर्ण ऑक्सीकरण; कोशिकाद्रव्य + सूत्रकणिका; 38 ATP। किण्वन — अवायवीय; एथेनॉल + CO₂ या लैक्टिक अम्ल तक आंशिक विघटन; केवल कोशिकाद्रव्य; 2 ATP; < 7% ऊर्जा; उत्पाद विषैले।(a) Respiration: enzymes, step-wise, ATP; combustion: ek baar, heat/light. (b) Glycolysis: cytoplasm, glucose → pyruvate, 2 ATP, no CO₂; Krebs: matrix, aerobic, CO₂ + NADH/FADH₂. (c) Aerobic: O₂, CO₂ + H₂O, 38 ATP; fermentation: no O₂, ethanol/lactic acid, 2 ATP.
2. What are respiratory substrates? Name the most common respiratory substrate.2. श्वसन क्रियाधार क्या हैं? सबसे सामान्य श्वसन क्रियाधार बताइए।2. Respiratory substrate?
The organic compounds that are oxidised during respiration to release energy are respiratory substrates — carbohydrates, fats, proteins and, in some plants, organic acids. The most common is carbohydrate — glucose.श्वसन में ऊर्जा मुक्त करने हेतु ऑक्सीकृत होने वाले कार्बनिक यौगिक श्वसन क्रियाधार हैं — कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन और कुछ पादपों में कार्बनिक अम्ल। सबसे सामान्य कार्बोहाइड्रेट — ग्लूकोज़।Jo compounds oxidise hokar energy dete. Sabse common = glucose.
3. Give the schematic representation of glycolysis.3. ग्लाइकोलिसिस का रेखीय निरूपण दीजिए।3. Glycolysis scheme.
Glucose (6C) —[hexokinase, ATP → ADP]→ Glucose-6-phosphate → Fructose-6-phosphate —[ATP → ADP]→ Fructose-1,6-bisphosphate → Dihydroxyacetone phosphate ⇌ 3-phosphoglyceraldehyde (PGAL) (×2) —[NAD⁺ → NADH + H⁺]→ 1,3-bisphosphoglycerate (×2) —[ADP → ATP]→ 3-phosphoglycerate (×2) → 2-phosphoglycerate (×2) —[–H₂O]→ PEP (×2) —[ADP → ATP]→ Pyruvic acid (×2). Net: 2 ATP + 2 NADH. See the glycolysis diagram above.ग्लूकोज़ (6C) —[हेक्सोकाइनेज़, ATP → ADP]→ ग्लूकोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट → फ़्रक्टोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट —[ATP → ADP]→ फ़्रक्टोज़-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट → डाइहाइड्रॉक्सीऐसीटोन फ़ॉस्फ़ेट ⇌ PGAL (×2) —[NAD⁺ → NADH + H⁺]→ 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट (×2) —[ADP → ATP]→ 3-फ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट (×2) → 2-फ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट (×2) —[–H₂O]→ PEP (×2) —[ADP → ATP]→ पाइरुविक अम्ल (×2)। शुद्ध: 2 ATP + 2 NADH। ऊपर ग्लाइकोलिसिस चित्र देखें।Glucose → G-6-P (ATP) → F-6-P → F-1,6-bisP (ATP) → PGAL ×2 → BPGA (NADH) → 3-PGA (ATP) → 2-PGA → PEP → pyruvate (ATP). Diagram upar.
4. What are the main steps in aerobic respiration? Where does it take place?4. वायवीय श्वसन के मुख्य चरण क्या हैं? यह कहाँ होता है?4. Aerobic steps.
(1) Glycolysis — glucose → 2 pyruvic acid, in the cytoplasm. (2) Oxidative decarboxylation (link reaction) — pyruvate → acetyl CoA + CO₂ + NADH, in the mitochondrial matrix. (3) Krebs’ (TCA) cycle — acetyl CoA completely oxidised to CO₂ with NADH, FADH₂ and GTP formation, in the matrix. (4) Electron transport system and oxidative phosphorylation — NADH and FADH₂ oxidised, electrons passed to O₂ forming water, ATP made, on the inner mitochondrial membrane. Steps 2–4 occur in the mitochondria.(1) ग्लाइकोलिसिस — ग्लूकोज़ → 2 पाइरुविक अम्ल, कोशिकाद्रव्य में। (2) ऑक्सीकरणी विकार्बोक्सिलीकरण — पाइरुवेट → ऐसीटिल CoA + CO₂ + NADH, सूत्रकणिका आधात्री में। (3) क्रेब्स (TCA) चक्र — ऐसीटिल CoA का CO₂ तक पूर्ण ऑक्सीकरण, NADH, FADH₂, GTP निर्माण, आधात्री में। (4) ETS और ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन — NADH व FADH₂ ऑक्सीकृत, इलेक्ट्रॉन O₂ को, जल व ATP बनते, सूत्रकणिका की भीतरी झिल्ली पर। चरण 2–4 सूत्रकणिका में।Glycolysis (cytoplasm) → link reaction (matrix) → Krebs (matrix) → ETS + oxidative phosphorylation (inner membrane).
5. Give the schematic representation of an overall view of Krebs’ cycle.5. क्रेब्स चक्र का समग्र रेखीय निरूपण दीजिए।5. Krebs scheme.
Pyruvic acid (3C) —[NAD⁺ → NADH, CO₂]→ Acetyl CoA (2C) + OAA (4C) + H₂O —[citrate synthase, CoA released]→ Citric acid (6C) → isocitrate —[NAD⁺ → NADH, CO₂]→ α-Ketoglutaric acid (5C) —[NAD⁺ → NADH, CO₂]→ succinyl CoA —[GDP → GTP; ADP → ATP]→ Succinic acid (4C) —[FAD → FADH₂]→ fumaric acid → Malic acid (4C) —[NAD⁺ → NADH]→ OAA (4C) (cycle repeats). Per acetyl CoA: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂. See the Krebs’ cycle diagram above.पाइरुविक अम्ल (3C) —[NAD⁺ → NADH, CO₂]→ ऐसीटिल CoA (2C) + OAA (4C) + H₂O —[सिट्रेट सिंथेज़, CoA मुक्त]→ सिट्रिक अम्ल (6C) → आइसोसिट्रेट —[NADH, CO₂]→ α-कीटोग्लूटैरिक अम्ल (5C) —[NADH, CO₂]→ सक्सिनिल CoA —[GTP; ATP]→ सक्सिनिक अम्ल (4C) —[FAD → FADH₂]→ फ़्यूमेरिक अम्ल → मैलिक अम्ल (4C) —[NADH]→ OAA (4C) (चक्र दोहराता)। प्रति ऐसीटिल CoA: 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂। ऊपर चित्र देखें।Acetyl CoA + OAA → citric (6C) → α-KG (5C) → succinyl CoA → succinic (GTP) → fumaric → malic → OAA. 3 NADH, 1 FADH₂, 1 GTP, 2 CO₂.
6. Explain ETS.6. ETS समझाइए।6. ETS?
The electron transport system is a chain of electron carriers in the inner mitochondrial membrane through which electrons from NADH and FADH₂ pass to O₂. NADH is oxidised by NADH dehydrogenase (complex I); electrons go to ubiquinone, which also receives electrons from FADH₂ via complex II. Ubiquinol passes electrons through the cytochrome bc₁ complex (complex III) to cytochrome c, a mobile carrier on the outer surface of the inner membrane, then to cytochrome c oxidase (complex IV; cyt a, a₃ and two copper centres), which passes them to O₂, forming water. The energy released pumps protons to the intermembrane space; their return through ATP synthase (complex V: F₀ channel + F₁ headpiece) makes ATP — 3 ATP per NADH, 2 per FADH₂ (oxidative phosphorylation).इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र सूत्रकणिका की भीतरी झिल्ली में इलेक्ट्रॉन वाहकों की शृंखला है जिससे NADH व FADH₂ के इलेक्ट्रॉन O₂ तक जाते। NADH NADH डीहाइड्रोजिनेज़ (सम्मिश्र I) से ऑक्सीकृत; इलेक्ट्रॉन यूबिक्विनोन को, जो सम्मिश्र II से FADH₂ के इलेक्ट्रॉन भी लेता। यूबिक्विनॉल साइटोक्रोम bc₁ (सम्मिश्र III) से साइटोक्रोम c (गतिशील वाहक) को, फिर साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज़ (सम्मिश्र IV; cyt a, a₃, दो ताँबा केंद्र) को, जो O₂ को देकर जल बनाता। मुक्त ऊर्जा से प्रोटॉन अंतराझिल्ली अवकाश में; उनकी ATP सिंथेज़ (सम्मिश्र V: F₀ चैनल + F₁ शीर्ष) से वापसी पर ATP — प्रति NADH 3, प्रति FADH₂ 2 (ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन)।Inner membrane: I → UQ (← II) → III → cyt c → IV → O₂ → H₂O. H⁺ pump → complex V (F₀F₁) → ATP. NADH 3, FADH₂ 2.
7. Distinguish between (a) Aerobic respiration and Anaerobic respiration (b) Glycolysis and Fermentation (c) Glycolysis and Citric acid cycle7. अंतर बताइए: (a) वायवीय और अवायवीय श्वसन (b) ग्लाइकोलिसिस और किण्वन (c) ग्लाइकोलिसिस और सिट्रिक अम्ल चक्र7. Distinguish.
(a) Aerobic — uses O₂; complete oxidation to CO₂ + H₂O; cytoplasm + mitochondria; 38 ATP per glucose. Anaerobic — no O₂; incomplete oxidation to ethanol + CO₂ or lactic acid; cytoplasm only; 2 ATP. (b) Glycolysis — glucose → pyruvic acid; common first step of both aerobic and anaerobic respiration; makes 2 ATP + 2 NADH. Fermentation — the anaerobic conversion of pyruvic acid to ethanol + CO₂ or lactic acid; makes no extra ATP; reoxidises NADH to NAD⁺ so glycolysis can continue. (c) Glycolysis — cytoplasm; glucose → 2 pyruvate; linear; aerobic and anaerobic; no CO₂ given out. Citric acid cycle — mitochondrial matrix; acetyl CoA → CO₂; cyclic; only aerobic; releases CO₂ and makes more NADH, FADH₂.(a) वायवीय — O₂ उपयोग; CO₂ + H₂O तक पूर्ण; कोशिकाद्रव्य + सूत्रकणिका; 38 ATP। अवायवीय — O₂ नहीं; एथेनॉल + CO₂ या लैक्टिक अम्ल तक अपूर्ण; केवल कोशिकाद्रव्य; 2 ATP। (b) ग्लाइकोलिसिस — ग्लूकोज़ → पाइरुविक अम्ल; दोनों प्रकार के श्वसन का पहला चरण; 2 ATP + 2 NADH। किण्वन — पाइरुविक अम्ल का अवायवीय रूप से एथेनॉल + CO₂ या लैक्टिक अम्ल में बदलना; अतिरिक्त ATP नहीं; NADH को NAD⁺ में बदलता ताकि ग्लाइकोलिसिस चलता रहे। (c) ग्लाइकोलिसिस — कोशिकाद्रव्य; ग्लूकोज़ → 2 पाइरुवेट; रैखिक; वायवीय व अवायवीय; CO₂ नहीं। सिट्रिक अम्ल चक्र — सूत्रकणिका आधात्री; ऐसीटिल CoA → CO₂; चक्रीय; केवल वायवीय; CO₂ मुक्त, अधिक NADH, FADH₂।(a) O₂ vs no O₂; CO₂ + H₂O vs ethanol/lactic; 38 vs 2 ATP. (b) Glycolysis = glucose → pyruvate; fermentation = pyruvate → ethanol/lactic. (c) Cytoplasm, linear, no CO₂ vs matrix, cyclic, CO₂.
8. What are the assumptions made during the calculation of net gain of ATP?8. ATP के शुद्ध लाभ की गणना में कौन-सी मान्यताएँ ली जाती हैं?8. Assumptions.
(1) There is a sequential, orderly pathway — one substrate forms the next, with glycolysis, TCA cycle and ETS following one after another. (2) The NADH synthesised in glycolysis is transferred into the mitochondria and undergoes oxidative phosphorylation. (3) None of the intermediates in the pathway is used to synthesise any other compound. (4) Only glucose is respired — no other alternative substrates enter the pathway at any intermediary stage. (These do not really hold in a living system.)(1) क्रमबद्ध पथ — एक क्रियाधार अगला बनाता, ग्लाइकोलिसिस, TCA चक्र और ETS एक के बाद एक। (2) ग्लाइकोलिसिस का NADH सूत्रकणिका में जाकर ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन करता। (3) पथ का कोई मध्यवर्ती किसी अन्य यौगिक के संश्लेषण में उपयोग नहीं होता। (4) केवल ग्लूकोज़ का श्वसन — कोई अन्य क्रियाधार बीच में नहीं आता। (जीवित तंत्र में ये पूरी तरह सही नहीं।)Kram se pathway; glycolysis NADH mitochondria mein; intermediates use nahi; sirf glucose.
9. Discuss “The respiratory pathway is an amphibolic pathway.”9. “श्वसन पथ एक उभयचयी पथ है” — विवेचना कीजिए।9. Amphibolic.
Respiration is generally catabolic — it breaks down substrates. Fats enter after breakdown (glycerol → PGAL; fatty acids → acetyl CoA) and proteins enter as amino acids (after deamination) at pyruvate, acetyl CoA or Krebs’ cycle stages. But the same pathway also supplies material for synthesis (anabolism): when the organism needs fatty acids, acetyl CoA is withdrawn from the pathway to make them; intermediates (e.g. α-ketoglutarate, OAA, pyruvate) are withdrawn to make amino acids/proteins. Because it takes part in both catabolism and anabolism, the respiratory pathway is called amphibolic.श्वसन प्रायः अपचयी — क्रियाधार तोड़ता। वसा टूटकर (ग्लिसरॉल → PGAL; वसा अम्ल → ऐसीटिल CoA) और प्रोटीन अमीनो अम्ल (विऐमीनीकरण के बाद) के रूप में पाइरुवेट, ऐसीटिल CoA या क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते। पर यही पथ संश्लेषण (उपचय) हेतु भी सामग्री देता: वसा अम्ल चाहिए तो ऐसीटिल CoA पथ से निकाला जाता; मध्यवर्ती (α-कीटोग्लूटैरेट, OAA, पाइरुवेट) अमीनो अम्ल/प्रोटीन बनाने हेतु निकाले जाते। अपचय और उपचय दोनों में भाग लेने से श्वसन पथ उभयचयी है।Todna (fats, proteins andar aate) + banana (acetyl CoA → fatty acids, intermediates → amino acids) dono → amphibolic.
10. Define RQ. What is its value for fats?10. RQ परिभाषित कीजिए। वसा के लिए इसका मान क्या है?10. RQ, fats.
Respiratory quotient (RQ) = ratio of the volume of CO₂ evolved to the volume of O₂ consumed in respiration. For fats RQ is less than 1 — e.g. tripalmitin: 2(C₅₁H₉₈O₆) + 145O₂ → 102CO₂ + 98H₂O + energy; RQ = 102/145 ≈ 0.7.श्वसन गुणांक (RQ) = श्वसन में निकली CO₂ और उपयोग हुई O₂ के आयतनों का अनुपात। वसा में RQ 1 से कम — जैसे ट्राइपामिटिन: 2(C₅₁H₉₈O₆) + 145O₂ → 102CO₂ + 98H₂O + ऊर्जा; RQ = 102/145 ≈ 0.7।RQ = CO₂/O₂. Fat = 0.7 (102/145).
11. What is oxidative phosphorylation?11. ऑक्सीकरणी फ़ॉस्फ़ोरिलेशन क्या है?11. Oxidative phosphorylation?
Synthesis of ATP from ADP + Pi using the energy released by oxidation of NADH and FADH₂ in the electron transport system. The energy of oxidation–reduction pumps protons across the inner mitochondrial membrane; as protons flow back through the F₀ channel of ATP synthase (complex V), the F₁ part makes ATP (2 H⁺ per ATP). It is called oxidative because the energy for the proton gradient comes from oxidation, unlike photophosphorylation where it comes from light.ETS में NADH और FADH₂ के ऑक्सीकरण से मुक्त ऊर्जा द्वारा ADP + Pi से ATP का संश्लेषण। ऑक्सीकरण–अपचयन की ऊर्जा प्रोटॉन को भीतरी झिल्ली के पार पंप करती; ATP सिंथेज़ (सम्मिश्र V) के F₀ चैनल से उनकी वापसी पर F₁ ATP बनाता (प्रति ATP 2 H⁺)। ऑक्सीकरणी इसलिए कि प्रवणता की ऊर्जा ऑक्सीकरण से, प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन की तरह प्रकाश से नहीं।NADH/FADH₂ oxidation ki energy se ATP (F₀F₁). Light se nahi, oxidation se — isliye oxidative.
12. What is the significance of step-wise release of energy in respiration?12. श्वसन में ऊर्जा के चरणबद्ध मोचन का क्या महत्व है?12. Step-wise release ka mahatva.
(1) If all the energy of glucose were released at once (as in combustion), most would be lost as heat and could damage cells; step-wise release lets the energy be trapped efficiently as ATP. (2) Each step is controlled by a specific enzyme, so the rate can be regulated to the cell’s needs. (3) The intermediates formed at different steps can be withdrawn to make other compounds (amphibolic nature). (4) Different substrates (fats, proteins) can enter at different steps.(1) यदि ग्लूकोज़ की सारी ऊर्जा एक साथ (दहन की तरह) मुक्त हो तो अधिकतर ऊष्मा के रूप में व्यर्थ जाकर कोशिका को हानि पहुँचाती; चरणबद्ध मोचन से ऊर्जा ATP में कुशलता से संचित। (2) हर चरण विशिष्ट एंजाइम से नियंत्रित, अतः दर कोशिका की आवश्यकता अनुसार नियमित। (3) विभिन्न चरणों के मध्यवर्ती दूसरे यौगिक बनाने हेतु निकाले जा सकते (उभयचयी स्वभाव)। (4) विभिन्न क्रियाधार (वसा, प्रोटीन) अलग-अलग चरणों पर प्रवेश कर सकते।Ek saath = heat, nuksaan. Steps mein = ATP mein store, enzyme se control, intermediates doosre kaam ke, alag substrates andar aa sakte.

🎯 Quiz — 14 questions🎯 क्विज़ — 14 प्रश्न🎯 Quiz — 14 questions

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1. Glycolysis takes place in the …ग्लाइकोलिसिस कहाँ होता है?Glycolysis kahan?

2. EMP pathway is another name for …EMP पथ किसका दूसरा नाम है?EMP = ?

3. Net ATP gain in glycolysis per glucose is …प्रति ग्लूकोज़ ग्लाइकोलिसिस में शुद्ध ATP …Glycolysis net ATP?

4. Sucrose is split into glucose and fructose by …सुक्रोज़ को ग्लूकोज़ व फ़्रक्टोज़ में कौन तोड़ता है?Sucrose kaun todta?

5. In muscle cells short of O₂, pyruvic acid forms …O₂ की कमी में पेशी कोशिकाओं में पाइरुविक अम्ल से बनता …Muscle mein?

6. Yeasts poison themselves when alcohol reaches about …ऐल्कोहॉल लगभग … होने पर यीस्ट मर जाता है।Yeast kitne % par?

7. Pyruvate → acetyl CoA is catalysed by …पाइरुवेट → ऐसीटिल CoA किस एंजाइम से?Link enzyme?

8. The first product of the Krebs’ cycle is …क्रेब्स चक्र का पहला उत्पाद …Krebs first product?

9. Substrate-level GTP formation in the Krebs’ cycle occurs at …क्रेब्स चक्र में GTP कहाँ बनता है?GTP kahan?

10. Cytochrome c oxidase is …साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज़ है …Cyt c oxidase?

11. The final acceptor of electrons in aerobic respiration is …वायवीय श्वसन में अंतिम इलेक्ट्रॉन ग्राही …Last acceptor?

12. Oxidation of one FADH₂ in the ETS yields …ETS में एक FADH₂ से …FADH₂ = ?

13. The part of ATP synthase forming the proton channel is …ATP सिंथेज़ का प्रोटॉन चैनल वाला भाग …Proton channel?

14. RQ of fats (tripalmitin) is about …वसा (ट्राइपामिटिन) का RQ लगभग …Fat RQ?

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These are Simple Learning Hub's own study notes written to follow the NCERT Class 11 Biology textbook (2026-27 reprint of the rationalised edition) section by section; read them with the official NCERT chapter. Diagrams are original SLH drawings based on the NCERT figures they name.ये Simple Learning Hub के अपने स्टडी नोट्स हैं, जो NCERT कक्षा 11 जीव विज्ञान की किताब (2026-27) के हर अनुभाग के साथ लिखे गए हैं; इन्हें NCERT के आधिकारिक अध्याय के साथ पढ़िए। डायग्राम SLH के अपने बनाए चित्र हैं।Ye Simple Learning Hub ke apne study notes hain, jo NCERT Class 11 Biology ki kitaab (2026-27) ke har section ke saath likhe gaye hain; inhe NCERT ke official chapter ke saath padhiye. Diagrams SLH ki apni drawings hain.