प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय जीवविज्ञान · Grades 1–9
46श्वसन क्या है?
किसी बंद मरतबान में एक कठ-जूँ रखो और घंटों बाद उस मरतबान की हवा बदल चुकी होती है: उसकी कुछ ऑक्सीजन जा चुकी है और उसकी जगह कार्बन डाइऑक्साइड आ गई है। यही अंकुरित होते बीज, किसी कुकुरमुत्ते, किसी सुनहरी मछली, या जीवित मिट्टी के एक चम्मच के साथ दोहराओ — हर बार वही नतीजा। प्रतिज्ञप्ति 26.5 ने यह अदला-बदली तुम्हारी अपनी छाती में दिखाई थी; और यह साल इस विचार को उसकी पूरी चौड़ाई में खोलता है: यह अदला-बदली मनुष्य की आदत नहीं, ख़ुद जीवन की एक ख़ासियत है।
46.1 श्वसन, परिभाषित और नापा हुआ
परिभाषा 46.1 (श्वसन)
श्वसन वह गैस-विनिमय है जिससे कोई सजीव अपने आस-पास से ऑक्सीजन लेता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है। इसे श्वासोच्छ्वास से नहीं गड्डमड्ड करना चाहिए, यानी परिभाषा 26.1 वाली छाती की दिखती गतियों से: श्वासोच्छ्वास श्वसन की सेवा करने का एक तरीक़ा भर है; और श्वसन ख़ुद वह गैस-अदला-बदली है, जो हर जीवित कोशिका में चलती रहती है, गतियाँ हों या न हों।
प्रतिज्ञप्ति 46.2 (यह अदला-बदली कैसे दिखाई जाती है)
मेज़ पर की दो मानक जाँचें श्वसन को उघाड़ देती हैं:
- किसी बंद पात्र में लगा ऑक्सीजन-मापक दिखाता है कि भीतर बैठे सजीव के रहते ऑक्सीजन का स्तर गिरता जाता है;
- और चूने का पानी, यानी वह साफ़ तरल जो कार्बन डाइऑक्साइड में दूधिया हो जाता है, तब धुँधला पड़ जाता है जब पात्र की हवा उसमें से गुज़ारी जाती है।
गिरती ऑक्सीजन और धुँधलाता चूने का पानी, और साथ में एक निर्जीव नियंत्रण पात्र जो जितना का तितना बना रहे (विधि 22.1 — न्यायी जाँच हर जगह हमारा पीछा करती है): यही श्वसन है, नापा हुआ।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
उदाहरण 46.3 (श्वसन करने वालों की नुमाइश)
दोनों जाँचें एक पूरे चिड़ियाघर पर चलाओ: एक चूहा — तेज़ गिरावट, जल्दी धुँधलाहट; एक कठ-जूँ — वही, पर छोटी; अंकुरित होते मटर — साफ़-साफ़ (अंकुरित मटरों का मरतबान अपनी ऑक्सीजन एक दिन में ख़त्म कर सकता है); एक कुकुरमुत्ता — हाँ; तालाब के घोंघे — हाँ; और जीवित मिट्टी का एक चम्मच — हाँ, जिसके अरबों अपघटक साथ-साथ श्वसन कर रहे हैं (उदाहरण 42.2)। सिर्फ़ नियंत्रण मरतबान — कंकड़, सूखी बालू — कुछ नहीं बदलता।
टिप्पणी 46.4 (पौधे भी श्वसन करते हैं)
टिप्पणी 40.5 ने चलते-चलते यह कहा था; और मरतबान इसे साबित कर देता है: गमले का पौधा अँधेरे में अपने मरतबान की ऑक्सीजन घटा देता है और चूने के पानी को किसी भी जंतु की तरह धुँधला कर देता है। दिन के उजाले में उत्पादकों का निर्माण इस असर को ढक देता है — क्योंकि वह श्वसन के छोड़े से कहीं ज़्यादा कार्बन डाइऑक्साइड लेता है — पर श्वसन कभी रुकता नहीं। हरा होना किसी कोशिका को व्यापक अर्थ वाली साँस से छूट नहीं देता; जीवित किसी को भी छूट नहीं है।
46.2 सजीव श्वसन क्यों करते हैं
प्रतिज्ञप्ति 46.5 (श्वसन कोशिकाओं को ताक़त देता है)
इस अदला-बदली का मक़सद ऊर्जा है। हर जीवित कोशिका में पोषक तत्व (परिभाषा 25.3) श्वसन की लाई हुई ऑक्सीजन के साथ धीरे-धीरे जलाए जाते हैं: उनकी ऊर्जा कोशिका के काम के लिए छूटती है — संकुचन, निर्माण, कमान — और कार्बन डाइऑक्साइड जल चुका बचा-खुचा है, जिसे ढोकर बाहर कर दिया जाता है। प्रतिज्ञप्ति 41.6 का “जला हुआ हिस्सा” ठीक यही था, बहीखाते की तरफ़ से देखा हुआ; और यहाँ वह कोशिका की तरफ़ से दिखता है।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
उदाहरण 46.6 (आग वाली तुलना, ईमानदारी से इस्तेमाल की हुई)
मोमबत्ती की लौ भी ऑक्सीजन खाती है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ती है — जलना और श्वसन सचमुच एक ही तरह की रसायन-क्रिया हैं। पर फ़र्क़ भी उतने ही मायने रखते हैं: कोशिका का जलना धीमा है, बिना लौ का है, हज़ारों नन्हे चरणों में फैला है, और उसकी ऊर्जा प्रकाश तथा झुलसन में खोने के बजाय काम के लिए पकड़ ली जाती है। श्वसन पालतू बनाया हुआ दहन है — यानी पट्टे पर बँधी आग, तुम्हारी हर कोशिका में।
उदाहरण 46.7 (माँग पढ़ना)
चूँकि यह जलना ही काम को ताक़त देता है, माँग मेहनत के पीछे चलती है: उदाहरण 26.6 का दौड़ता बच्चा आरामकुर्सी में पढ़ते बच्चे से कहीं तेज़ श्वसन करता है; और अंकुरित होता मटर — जो पूरी रफ़्तार से पौधा बना रहा है (परिभाषा 9.4) — अपने बग़ल में पड़े सूखे, इंतज़ार करते बीज से कहीं तेज़, जिसका श्वसन सालों तक लगभग शून्य पर बेकार पड़ा रहता है। श्वसन जीवन के इंजन की आवाज़ है: मेहनत और वृद्धि में तेज़, सुप्तावस्था में फुसफुसाहट, और चुप सिर्फ़ मृत्यु में।
46.3 हर आवास में श्वसन
प्रतिज्ञप्ति 46.8 (एक ही ज़रूरत, कई तरह के आस-पास)
हर सजीव को अपनी ऑक्सीजन अपने आस-पास से ही लेनी होती है — और आस-पास अलग-अलग होते हैं। हवा ऑक्सीजन से भरपूर है; पानी में कहीं कम, घुली हुई, होती है (अभ्यास 26.11 में इसका नतीजा मिल चुका है); और मिट्टी तथा कीचड़ में उससे भी कम। इसलिए कोई सजीव कहाँ और कैसे रहता है, यह इससे तय होता है कि वह अपनी ऑक्सीजन की समस्या कैसे सुलझाता है — यही अगले दो अध्यायों का विषय है, यानी जंतुओं का साज़-सामान (अध्याय 47) और पानी की अर्थव्यवस्था (अध्याय 48)।
उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎
विधि 46.9 (श्वसन के किसी सवाल की जाँच)
श्वसन के किसी भी दावे की जाँच के लिए (“बीज गरमी में तेज़ श्वसन करते हैं”, “तालाब की कीचड़ श्वसन करती है”):
- विषय को किसी पात्र में बंद करो, और साथ में ऑक्सीजन-मापक या चूने के पानी का जाल लगाओ;
- जुड़वाँ नियंत्रण बनाओ — वही पात्र, पर विषय ग़ैरहाज़िर या निर्जीव;
- अगर दावा किसी एक परिस्थिति का नाम लेता है (गरमाहट, नमी, अँधेरा), तो एक बार में एक ही बदलो;
- फ़ैसला फ़र्क़ में पढ़ो: ऑक्सीजन गिरी, चूने का पानी धुँधलाया — और सामने नियंत्रण की निश्चलता।
उदाहरण 46.10 (ठंडे बीज पर यह विधि)
दावा: अंकुरित होते मटर ठंड में धीमा श्वसन करते हैं। अंकुरित मटरों के दो मरतबान, एक कमरे की गरमाहट में और एक फ़्रिज में; दोनों पर चूने के पानी के जाल; और एक तीसरा निर्जीव मरतबान नियंत्रण के लिए। अगले दिन: गरम मरतबान का चूने का पानी दूधिया है, ठंडे का मुश्किल से धुँधलाया, और नियंत्रण का साफ़। फ़ैसला: श्वसन मटरों की काम की रफ़्तार के साथ चलता है — प्रतिज्ञप्ति 42.8 का परिस्थिति-नियम, गैस में नापा हुआ।
46.4 अभ्यास
अभ्यास 46.1 ★
श्वसन की परिभाषा दो, और उसे श्वासोच्छ्वास से अलग करो।
हल
हल — अभ्यास 46.1.
श्वसन वह गैस-विनिमय है जिससे कोई सजीव अपने आस-पास से ऑक्सीजन लेता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है। श्वासोच्छ्वास सिर्फ़ छाती की दिखती पंप करती गतियाँ हैं — यानी उस विनिमय की सेवा करने का एक तरीक़ा; और विनिमय ख़ुद हर जीवित कोशिका में चलता है।
अभ्यास 46.2 ★
वे दो मेज़ी जाँचें बताओ जो श्वसन उघाड़ देती हैं, और यह भी कि हर एक क्या दिखाती है।
हल
हल — अभ्यास 46.2.
किसी बंद पात्र में ऑक्सीजन-मापक — जो दिखाता है कि ऑक्सीजन का स्तर गिर रहा है; और चूने का पानी — वह साफ़ तरल जो कार्बन डाइऑक्साइड के गुज़रने पर दूधिया हो जाता है।
अभ्यास 46.3 ★
हर श्वसन-प्रयोग को एक निर्जीव नियंत्रण पात्र की ज़रूरत क्यों होती है?
हल
हल — अभ्यास 46.3.
यह साबित करने के लिए कि बदलाव जीवित विषय से आया है, न कि पात्र से, दिन की गरमी से या ख़ुद चूने के पानी से: यानी न्यायी जाँच का जुड़वाँ, जिसमें अकेला फ़र्क़ जीवन का है।
अभ्यास 46.4 ★
प्रतिज्ञप्ति 46.5 के अनुसार श्वसन का मक़सद क्या है? उस विवरण में कार्बन डाइऑक्साइड क्या है?
अभ्यास 46.5 ★
उदाहरण 46.3 में श्वसन करते दिखाए गए पाँच बहुत अलग-अलग सजीव गिनाओ।
हल
हल — अभ्यास 46.5.
एक चूहा, एक कठ-जूँ, अंकुरित मटर, एक कुकुरमुत्ता, तालाब के घोंघे — और जीवित मिट्टी का एक चम्मच।
अभ्यास 46.6 ★
जब दिन का उजाला असर ढक देता है, तब किसी पौधे का श्वसन करना कैसे दिखाया जा सकता है?
हल
हल — अभ्यास 46.6.
इसकी जाँच अँधेरे में करो: प्रकाश से चलने वाला निर्माण रुक जाने पर मरतबान की ऑक्सीजन गिरती है और चूने का पानी धुँधलाता है — यानी श्वसन, पर्दा हटाकर।
अभ्यास 46.7 ★★
मोमबत्ती के जलने और कोशिका के श्वसन के बीच दो ईमानदार समानताएँ और दो ईमानदार फ़र्क़ बताओ।
अभ्यास 46.8 ★★
श्वसन की दर के हिसाब से क्रम में लगाओ, और कारण भी दो: एक सूखा मटर, एक अंकुरित मटर, एक दौड़ता बच्चा, एक पढ़ता बच्चा।
हल
हल — अभ्यास 46.8.
दौड़ता बच्चा (कड़ी पेशीय मेहनत) पढ़ता बच्चा (शरीर का चुपचाप चलता ख़र्च) अंकुरित मटर (तेज़ी से बनता, पर छोटा) सूखा मटर (सुप्त — श्वसन लगभग शून्य पर बेकार)। दर मेहनत के पीछे चलती है।
अभ्यास 46.9 ★★
अंकुरित मटरों का एक बंद मरतबान रात भर रखा रहता है; अगली सुबह उसमें उतारी गई मोमबत्ती तुरंत बुझ जाती है। इसे इस अध्याय से समझाओ — और यह भी बताओ कि इस बीच चूने के पानी का जाल क्या दिखाता।
हल
हल — अभ्यास 46.9.
रात भर अंकुरित मटरों के श्वसन ने मरतबान की ऑक्सीजन खा ली और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ी; और सुबह तक इतनी कम ऑक्सीजन बची कि किसी लौ को जलाए रख सके। इस बीच चूने का पानी रात भर लगातार धुँधलाता रहा होता।
अभ्यास 46.10 ★★
विधि 46.9 की मदद से इस दावे का प्रयोग बनाओ: “जीवित मिट्टी श्वसन करती है; पकाकर निर्जीव की गई मिट्टी नहीं करती।”
हल
हल — अभ्यास 46.10.
मापकों और चूने के पानी के जालों वाले दो पात्र: एक में ताज़ा जीवित मिट्टी, और एक में वही मिट्टी पकाकर निर्जीव की हुई — यही अकेला फ़र्क़। अगर जीवित वाले पात्र की ऑक्सीजन गिरे और उसका चूने का पानी धुँधलाए जबकि पकाया हुआ जुड़वाँ जितना का तितना रहे, तो यह मिट्टी के जीवन का ही किया है।
अभ्यास 46.11 ★★
अनाज के गोदाम का प्रबंधक नम अनाज के ढेरों के अपने आप गरम होने से क्यों डरता है? उदाहरण 46.7 और खाद के ढेर की गरमाहट (उदाहरण 42.7) को जोड़ो।
हल
हल — अभ्यास 46.11.
नम अनाज जाग उठता है: अंकुरण शुरू होता है, और श्वसन फुसफुसाहट से बढ़कर अंकुरित मटर की रफ़्तार की ओर चला जाता है — अरबों दाने एक साथ अपने भंडार जलाते हुए, और खाद के काम करते दलों की तरह ढेर को गरम करते हुए। गरमाहट यह काम और तेज़ कर देती है: नम ढेर ख़ुद को गरम करके बिगड़ने तक ले जा सकता है। सूखा अनाज ठंडा सोता है; नम अनाज एक धीमी भट्ठी है।
अभ्यास 46.12 ★★★
“श्वासोच्छ्वास व्यवहार है; श्वसन रसायन; और पहला दूसरे की सेवा करता है।” इनमें से हर उपवाक्य का बचाव इस अध्याय या अध्याय 26 के एक-एक प्रेक्षण से करो।
हल
हल — अभ्यास 46.12.
व्यवहार: श्वासोच्छ्वास देखा जा सकता है — छाती की गतियाँ, मिनट में पंद्रह बार (उदाहरण 26.2)। रसायन: श्वसन उनमें भी चलता है जिनकी छाती होती ही नहीं — मटर, कुकुरमुत्ते, मिट्टी — और वह सिर्फ़ गैस-जाँचों से पकड़ा जाता है। सेवा: श्वासोच्छ्वास इसीलिए है कि फेफड़ों की हवा नई होती रहे और गैस-अदला-बदली चलती रहे — और वह ठीक तब दौड़ता है जब कोशिकाओं का जलना दौड़ता है (उदाहरण 26.6)।
46.5 समस्या: बंद मरतबान
समस्या 46.1
सप्ताहांत समस्या — छह मरतबान, दो पहेलियाँ, और एक गैस-अदला-बदली
विज्ञान-मेले के लिए कक्षा छह बंद मरतबान तैयार करती है, और हर एक में ऑक्सीजन-मापक तथा चूने के पानी का जाल है: क — कंकड़; ख — सूखे मटर; ग — अंकुरित मटर; घ — एक चूहा (भोजन और पानी के साथ, और सिर्फ़ कुछ घंटों के लिए, शिक्षक की निगरानी में); ङ — उजाले में रखा एक हरा पौधा; च — वैसा ही पौधा एक अँधेरे डिब्बे में।
भाग I — भविष्यवाणियाँ।
- क की पढ़तों की भविष्यवाणी करो, और प्रयोग में क का काम भी बताओ।
- ख और ग की भविष्यवाणी करो, और यह भी समझाओ कि दोनों मरतबानों में “वही” मटर होने के बावजूद फ़र्क़ क्यों है।
- घ की भविष्यवाणी करो, और बताओ कि शिक्षक घंटे सीमित क्यों रखते हैं।
- ङ और च में एक जैसे पौधे हैं। हर मरतबान की ऑक्सीजन की चाल की भविष्यवाणी करो, और टिप्पणी 46.4 की मदद से इस फ़र्क़ को सुलझाओ।
भाग II — नतीजे और पाठ।
- सुबह के आँकड़े भविष्यवाणियों से मिल जाते हैं — सिवाय इसके कि एक सहपाठी हैरान है कि च का पौधा “जंतु की तरह साँस लेता है”। बताओ कि च असल में क्या दिखाता है, और ङ क्या छिपा लेता है।
- ग की ऑक्सीजन प्रति ग्राम मटर के हिसाब से ख से तीन गुना तेज़ गिरी। इस तीन के गुणक को उदाहरण 46.7 की भाषा में बदलो।
- घ का चूने का पानी सबसे तेज़ी से धुँधलाया। चूहे के गरम, चलते शरीर से लेकर उस दूधिया तरल तक की पूरी कड़ी चार चरणों में बताओ।
- वह एक निष्कर्ष बताओ जिसका समर्थन ख, ग, घ और च, चारों करते हैं, और उसे “हर सजीव…” से शुरू होने वाले एक वाक्य में लिखो।
भाग III — और आगे दबाना।
- सातवाँ मरतबान सुझाया जाता है: कुकुरमुत्ते की क़तरनें। उसकी पढ़तों की भविष्यवाणी करो, और बताओ कि वह उदाहरण 46.3 की कौन-सी जगत-स्तरीय बात जोड़ देगा।
- मेले के दर्शक पूछते हैं कि मरतबान ग किसानों के लिए क्यों मायने रखता है। अभ्यास 46.11 के गोदाम से उत्तर दो।
- आठवाँ मरतबान: तालाब का पानी और उसकी कीचड़। रात भर में ऑक्सीजन गिर जाती है। मरतबान में श्वसन कौन कर रहा है, और यह खोज अध्याय 48 के सवाल के लिए क्यों मायने रखती है?
- मेले का पोस्टर अध्याय के भेद पर बंद करो: किन मरतबानों ने श्वासोच्छ्वास दिखाया, और किन्होंने श्वसन? (सावधान — एक शब्द इन सबको ढक लेता है।)
हल
हल — समस्या 46.1.
1. कोई बदलाव नहीं: ऑक्सीजन जमी हुई, चूने का पानी साफ़। क निर्जीव नियंत्रण है — यानी वह निश्चलता जिसके सामने रखकर हर दूसरा मरतबान पढ़ा जाता है।
2. ख: मुश्किल से नापने लायक़ बदलाव — सूखे मटर सुप्त हैं और श्वसन बेकार पड़ा है। ग: साफ़ ऑक्सीजन-गिरावट और धुँधलाहट — अंकुरण पूरी रफ़्तार का निर्माण है, और उस काम का दाम श्वसन में चुकाया जाता है।
3. घ: सबसे तेज़ गिरावट और धुँधलाहट — गरम, चलता स्तनधारी कड़ा जलाता है। घंटे इसलिए सीमित हैं कि चूहा अपने मरतबान की ऑक्सीजन खा रहा है; और प्रयोग हवा कम पड़ने से बहुत पहले ख़त्म होना चाहिए।
4. ङ: ऑक्सीजन जमी हुई या बढ़ती हुई — उजाले में रखे पौधे का निर्माण कार्बन डाइऑक्साइड लेता है और उसके श्वसन के इस्तेमाल से ज़्यादा ऑक्सीजन छोड़ता है। च: ऑक्सीजन गिरती हुई, चूने का पानी धुँधलाता हुआ — अँधेरे में निर्माण रुक जाता है और श्वसन, जो कभी रुका ही नहीं, साफ़ दिख जाता है।
5. च दिखाता है कि पौधा हमेशा श्वसन करता है — ऑक्सीजन भीतर, कार्बन डाइऑक्साइड बाहर, ठीक चूहे की तरह। और ङ उसी श्वसन को दिन के बड़े कारोबार के नीचे छिपा लेता है: निर्माण की आमद और उपज उसे दबा देती हैं। दोनों जुड़वाँ मिलकर इन दो विनिमयों को अलग कर देते हैं।
6. अंकुरित मटर प्रति ग्राम तीन गुना कड़ी मेहनत कर रहा है — पूरी रफ़्तार से जड़ें और अंकुर बना रहा है — और श्वसन उसी मेहनत के इंजन की आवाज़ है।
7. चूहे की पेशियाँ और गरम शरीर पोषक तत्वों को ऑक्सीजन के साथ जलाते हैं; उस जलने से मरतबान की हवा में कार्बन डाइऑक्साइड छूटती है; वह फँसी हुई हवा चूने के पानी से गुज़ारी जाती है; और कार्बन डाइऑक्साइड उसे दूधिया कर देती है।
8. “हर सजीव श्वसन करता है — जंतु, पौधा, जागा हुआ बीज या मुश्किल से सोया हुआ — और ऑक्सीजन लेकर कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है।”
9. ऑक्सीजन गिरती हुई, चूने का पानी धुँधलाता हुआ — यानी कुकुरमुत्ता श्वसन करता है। यह जोड़ता है कि यह नियम कवकों पर भी लागू है: न पौधा, न जंतु, और कोई अपवाद नहीं।
10. क्योंकि गोदाम गोदाम-पैमाने का मरतबान ग ही है: नम रखा अनाज अंकुरित होने लगता है और कड़ा श्वसन करता है, और इस तरह भंडार को गरम करके बिगाड़ देता है — प्रबंधक के सूखेपन के नियम असल में श्वसन पर क़ाबू हैं।
11. उसमें मौजूद सब कुछ: तालाब के घोंघे और छोटे जंतु, कीचड़ के अपघटक, और अपने अँधेरे घंटों में पौधे तथा हरी अकेली कोशिकाएँ। यह इसलिए मायने रखता है कि तालाब के सारे बाशिंदे घुली हुई ऑक्सीजन के एक ही छोटे भंडार पर टिके हैं — यही वह अर्थव्यवस्था है जिसे अगले अध्याय खोलते हैं।
12. सिर्फ़ घ ने — यानी चूहे ने — श्वासोच्छ्वास दिखाया: अपनी गैस-अदला-बदली की सेवा करती दिखती छाती की गतियाँ। और जिस भी मरतबान में जीवन था उसने श्वसन दिखाया: ख ने हलका, और ग, घ तथा च ने साफ़; ङ ने दिन के निर्माण के नीचे ढका हुआ, पर श्वसन तब भी चल ही रहा था।