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title: "पादपों का जल और खनिज पोषण"
book: "विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1"
subject: biology
language: hi
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/23-plant-water-and-mineral-nutrition
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# अध्याय 23 — पादपों का जल और खनिज पोषण

जुलाई में कोई मक्का का पौधा दिन में एक लीटर जल ऐसी मिट्टी से खींचता है जो हाथ को सूखी लगती है, और उसके साथ नाइट्रेट के रूप में वे तीस मिलीग्राम नाइट्रोजन, जो उसे एक दिन की वृद्धि गढ़ने के लिए चाहिए। उसके पास कोई पंप नहीं है। जल इसलिए घुसता है क्योंकि [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) मिट्टी से सूखी है, ठीक उसी अर्थ में जो [अध्याय 7](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport) में है; नाइट्रेट इसलिए घुसता है क्योंकि [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) उस पर [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) खर्च करती हैं; और दोनों को [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) तक पहुँचने से पहले [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) की एक ही ऐसी परत पार करनी पड़ती है जिनकी दीवारें [मोम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/9-lipids#def-b1-lipids-wax) से बंद हैं। यह अध्याय [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को एक अवशोषक [अंग](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) के रूप में, उन जल-विभवों को जो जल को मिट्टी से [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) तक ठेलते हैं, पौधे को चाहिए खनिज तत्वों और उन्हें लेने के ढंग को, नाइट्रोजन के विशेष प्रसंग को, तथा उन कवकों और बैक्टीरिया को बताता है जिन्हें अधिकांश [जड़ें](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) इस काम का एक हिस्सा करने के लिए रखती हैं।

## 23.1 अवशोषक अंग के रूप में जड़

**परिभाषा 23.1 (अपप्रवेश्य पथ, जीवद्रव्य पथ, अंतस्त्वचा).**

जल और विलेय [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के वल्कुट को दो रास्तों से पार करते हैं: *अपप्रवेश्य पथ*, कोशिका-भित्तियों और अंतराकोशिकीय अवकाशों की सतत प्रणाली, जिससे होकर वे किसी झिल्ली को पार किए बिना चलते हैं; और *जीवद्रव्य पथ*, जीवद्रव्यतंतुओं से जुड़ी [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का सतत [कोशिकाद्रव्य](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) ([अध्याय 6](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#ch-b1-eukaryotic-cell)), जिसमें एक जीवद्रव्य-झिल्ली पार करके घुसा जाता है। वल्कुट की भीतरी सीमा पर *[अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot)* ([अध्याय 3](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#ch-b1-flowering-plant-organization)) अपप्रवेश्य पथ रोक देती है: सुबेरिन और लिग्निन की एक पट्टी, *कैस्पेरी पट्टी*, उसकी अरीय दीवारों में समा जाती है, ताकि संवहन-स्तंभ में घुसने वाली हर चीज़ को किसी अंतस्त्वचीय [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) की झिल्ली से गुज़रना ही पड़े। इस तरह झिल्ली के वाहक तय करते हैं कि [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) तक क्या पहुँचे, और जो [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) में लादा जा चुका है उसे वापस रिसने से रोकते हैं।

![जड़ के वल्कुट के आरपार दो रास्ते। अपप्रवेश्य रास्ता भित्तियों से होकर तब तक चलता है जब तक कैस्पेरी पट्टी उसे रोक न दे; जीवद्रव्य रास्ता अधिचर्म पर एक झिल्ली पार करता है और फिर कोशिका दर कोशिका चलता है। दोनों अंतस्त्वचा की झिल्लियों पर आ मिलते हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/fig-e663e433d694.svg)

*[जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के वल्कुट के आरपार दो रास्ते। अपप्रवेश्य रास्ता भित्तियों से होकर तब तक चलता है जब तक [कैस्पेरी पट्टी](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) उसे रोक न दे; जीवद्रव्य रास्ता [अधिचर्म](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) पर एक झिल्ली पार करता है और फिर [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) दर [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) चलता है। दोनों [अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) की झिल्लियों पर आ मिलते हैं।*

**प्रतिज्ञप्ति 23.2 (मूल दाब).**

[अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) और उसके भीतर की [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) में आयन पंप करती हैं, जिससे [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) का जल-विभव गिरता है और वल्कुट से जल [परासरण](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) द्वारा भीतर खिंच आता है; जब प्ररोह कम वाष्पोत्सर्जन करता है (रात में, नम हवा में), तो जल जमा होता है और जाइलम-रस कुछ दसवें भाग मेगापास्कल के धनात्मक *[मूल दाब](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure)* के नीचे ऊपर ठेला जाता है — इतना कि छोटे पौधों की [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के सिरों से बूँदें बाहर निकल आएँ (*बिंदुस्राव*) और हवा से रुकी वाहिकाएँ फिर भर जाएँ, पर इतना नहीं कि रस किसी वृक्ष की चोटी तक चढ़ जाए। दिन में वाष्पोत्सर्जन का खिंचाव ([अध्याय 24](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/24-plant-gas-exchange-and-sap-transport#ch-b1-plant-transport)) सँभाल लेता है और [मूल दाब](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) लुप्त हो जाता है।

**साक्ष्य.** ज़मीन के पास से काटा गया कोई [तना](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) अपने ठूँठ से घंटों रस बहाता है, और ठूँठ पर लगा कोई दाबमापी $0.1\text{ to }0.3\,\mathrm{MPa}$ का दाब दर्ज करता है; बहा हुआ रस मिट्टी के विलयन से आयनों में अधिक धनी होता है, और [जड़ें](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ठंडी कर देने या श्वसन के किसी [संदमक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-inhibitors) से विषाक्त कर देने पर उसका बहाव रुक जाता है: बहाव को सक्रिय आयन-लदान चलाता है, जल का कोई पंपन नहीं। ∎

## 23.2 जल: मिट्टी से जाइलम तक

**प्रतिज्ञप्ति 23.3 (जल-विभव की सीढ़ी).**

जल मिट्टी से [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) तक इसलिए चलता है कि जल-विभव ([अध्याय 7](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport)) हर चरण पर गिरता है:

| कक्ष | $\Psi$ ($\mathrm{MPa}$) |
| --- | --- |
| नम मिट्टी | $-0.03$ से $-0.3$ |
| म्लानि-बिंदु पर मिट्टी | $-1.5$ |
| [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की वल्कुट [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) | $-0.3$ से $-0.6$ |
| [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) | $-0.5$ से $-0.8$ |
| [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) | $-1.0$ से $-2.0$ |
| $50\,\%$ आपेक्षिक आर्द्रता पर हवा | $-95$ |

मिट्टी का विभव अधिकतर उस तनाव से तय होता है जिससे उसके छिद्र जल पकड़े रहते हैं (केशिकत्व); [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का उनके विलेयों और उनकी [स्फीति](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) से; [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) का वाष्पोत्सर्जन करते स्तंभ के तनाव से; हवा का उसकी आर्द्रता से, $\Psi = (RT/V_w)\ln(\text{RH})$, जो नम हवा में भी बहुत बड़ा होता है। कहीं अधिक तीखा चरण अंतिम वाला है, [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) से हवा तक: वहीं लगभग सारा चालक बल खर्च होता है, और इसीलिए पौधे उसे [रंध्रों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) से नियंत्रित करते हैं।

![किसी गरमी के दिन वाष्पोत्सर्जन करते मक्का के पौधे में रास्ते भर जल-विभव। हर चरण पिछले से नीचा है; बाहर की हवा तक की गिरावट, जो बाकी सब मिलाकर से सौ गुनी बड़ी है, बनाई नहीं गई।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/fig-3e8e98f371b1.svg)

*किसी गरमी के दिन वाष्पोत्सर्जन करते मक्का के पौधे में रास्ते भर जल-विभव। हर चरण पिछले से नीचा है; बाहर की हवा तक की गिरावट, जो बाकी सब मिलाकर से सौ गुनी बड़ी है, बनाई नहीं गई।*

**विधि 23.4 (किसी जल-विभव परिच्छेदिका को पढ़ना).**

1. कक्षों को क्रम से और उनका $\Psi$ गिनाइए; जल केवल ऊँचे से नीचे बहता है, इसलिए क्रम को रास्ते भर घटना ही चाहिए वरना बहाव उलट जाता है।
2. हर [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के $\Psi$ को $\Psi_s$ (विलेय, ऋणात्मक) और $\Psi_p$ ( [स्फीति](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) , धनात्मक) में बाँटिए; $\Psi = -0.4$ वाली कोई जड़-कोशिका जिसका $\Psi_s = -0.9$ हो उसका $\Psi_p = +0.5$ होता है। [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) के जल का $\Psi_s \approx 0$ और $\Psi_p$ ऋणात्मक होता है: वह तनाव में है।
3. किसी चरण के आरपार बहाव $\Psi$ के अंतर गुणा उस रोक की जल-चालकता है; [अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) और रंध्र नीची चालकता वाले वे दो चरण हैं जहाँ पौधा नियमन करता है।
4. मिट्टी सुखाइए और उसका $\Psi$ गिरता है; जब वह [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) वाले तक आ जाए, बहाव रुक जाता है और पौधा मुरझा जाता है; जब [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का $\Psi_p$ शून्य पर आ जाए तो [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) लटक जाती है। उबरने के लिए मिट्टी को बदलना पड़ता है, पौधे को नहीं।

**उदाहरण 23.5 (दिन में एक लीटर).**

मक्का के किसी पौधे की महीन [जड़ें](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) लगभग $0.2\,\mathrm{m}^{2}$ पृष्ठ देती हैं जिसकी जल-चालकता करीब $2 \times 10^{-7}\,\mathrm{m}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{MPa}^{-1}$ है; $-0.2\,\mathrm{MPa}$ पर मिट्टी और $-0.6\,\mathrm{MPa}$ पर [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) के बीच अभिवाह $2\times 10^{-7}\times 0.4\times 0.2 = 1.6 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}$ है — दिन में डेढ़ लीटर, और वह सारा [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) से खो जाता है। [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) उसे चलाने में कोई काम नहीं करती: [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का वाष्पोत्सर्जन तनाव तय करता है, और मिट्टी तब तक जल देती रहती है जब तक उसका विभव [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के विभव से ऊपर रहे।

## 23.3 खनिज पोषण

**परिभाषा 23.6 (आवश्यक तत्व).**

कोई तत्व किसी पौधे के लिए *आवश्यक* है यदि पौधा उसके बिना अपना जीवनचक्र पूरा न कर सके और कोई दूसरा तत्व उसकी जगह न ले सके। ऐसे सत्रह हैं: हवा और जल से कार्बन, हाइड्रोजन तथा ऑक्सीजन; मिट्टी से शुष्क द्रव्यमान के प्रति किलोग्राम ग्राम में लिए जाने वाले *दीर्घपोषक* — नाइट्रोजन (नाइट्रेट या अमोनियम के रूप में), फ़ॉस्फ़ोरस (फ़ॉस्फ़ेट), पोटैशियम, कैल्सियम, मैग्नीशियम, सल्फ़र (सल्फ़ेट); और मिलीग्राम या उससे कम में चाहिए *लघुपोषक* — लोहा, मैंगनीज़, ज़िंक, ताम्र, बोरॉन, मॉलिब्डेनम, क्लोरीन, निकल। नाइट्रोजन [प्रोटीन](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) और न्यूक्लीक अम्ल गढ़ती है; फ़ॉस्फ़ोरस, [न्यूक्लियोटाइड](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) और झिल्लियाँ; पोटैशियम [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का मुख्य धनायन और [रंध्रों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) का [परासरणी](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) कारक है; मैग्नीशियम [पर्णहरित](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments) में बैठा है; लोहा साइटोक्रोमों और फ़ेरेडॉक्सिन में; मॉलिब्डेनम [नाइट्रेट रिडक्टेज़](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate) और नाइट्रोजिनेज़ में।

**प्रतिज्ञप्ति 23.7 (यह सूची कैसे बनी).**

[आवश्यक तत्व](#def-b1-plant-water-minerals-elements) पौधों को केवल ज्ञात लवण रखने वाले जल में उगाकर पहचाने गए।

**साक्ष्य.** ज़ाक्स और क्नोप (1860 के दशक) ने पौधों को बिना किसी मिट्टी के कुछ खनिज लवणों के विलयनों में परिपक्वता तक उगाया, और यह सिद्ध किया कि मिट्टी खनिजों और आधार के सिवा कुछ नहीं देती; एक-एक करके एक लवण छोड़ देने से हर तत्व के लिए एक विशिष्ट रुग्णता मिली, और उसे वापस डालने से वह ठीक हो गई। [लघुपोषक](#def-b1-plant-water-minerals-elements) बाद में मिले, जैसे-जैसे रसायनज्ञ लवण शुद्ध करना सीखे: एक करोड़ में एक भाग जितना चाहिए मॉलिब्डेनम से वंचित पौधा नाइट्रेट अपचयित नहीं कर पाता। वह तकनीक, जलकृषि, अब हरितगृहों को पालती है। ∎

![पोषक विलयनों में तीन टमाटर के पौधे: पूरा (बाएँ), नाइट्रोजन के बिना (बीच में: बौना, पुरानी पत्तियाँ पीली क्योंकि उनकी नाइट्रोजन नई पत्तियों को भेज दी गई), फ़ॉस्फ़ोरस के बिना (दाएँ: गहरी पत्तियाँ, बैंगनी आभा लिए)। हर लुप्त तत्व के अपने चिह्न हैं।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-753188d25885.jpg)

*पोषक विलयनों में तीन टमाटर के पौधे: पूरा (बाएँ), नाइट्रोजन के बिना (बीच में: बौना, पुरानी [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पीली क्योंकि उनकी नाइट्रोजन नई [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को भेज दी गई), फ़ॉस्फ़ोरस के बिना (दाएँ: गहरी [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs), बैंगनी आभा लिए)। हर लुप्त तत्व के अपने चिह्न हैं।*

**विधि 23.8 (किसी न्यूनता को पढ़ना).**

1. पूछिए कि लक्षण कहाँ प्रकट होता है। जिन तत्वों को पौधा फ्लोएम में चला सकता है (N, P, K, Mg) वे नई [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को पालने के लिए पुरानी से खींच लिए जाते हैं: न्यूनता पहले पुरानी [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पर दिखती है। जिन्हें वह नहीं चला सकता (Ca, Fe, B) वे वहीं फँसे रह जाते हैं जहाँ रखे गए थे: वह नई [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) और बढ़ते शीर्षों पर दिखती है।
2. पूछिए कि वह तत्व करता क्या है: नाइट्रोजन नहीं, तो [पर्णहरित](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments) और [प्रोटीन](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) कम — फीका, बौना; मैग्नीशियम या लोहा नहीं, तो [पर्णहरित](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments) विफल — हरी शिराओं वाली पीली [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ; पोटैशियम नहीं, तो [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के किनारे झुलसते हैं; कैल्सियम नहीं, तो बढ़ते शीर्ष मर जाते हैं।
3. संदिग्ध तत्व अकेला देकर और नई वृद्धि देखकर पुष्टि कीजिए।

**प्रतिज्ञप्ति 23.9 (आयनों का सक्रिय ग्रहण).**

मिट्टी का विलयन आयनों को माइक्रोमोल से लेकर कुछ मिलीमोल प्रति लीटर पर रखता है; [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) पोटैशियम को $100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर, फ़ॉस्फ़ेट को $10\,$ पर, नाइट्रेट को कई पर रखती हैं। इसलिए ग्रहण अधिकतर चढ़ाई का होता है और [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) से चुकाया जाता है, पर परोक्ष रूप से: जीवद्रव्य-झिल्ली में कोई *[प्रोटॉन पंप](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake)* ([अध्याय 7](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport)) $\mathrm{H^+}$ बाहर करता है, जिससे बाहर अम्लीय और भीतर $-120\text{ to }-200\,\mathrm{mV}$ ऋणात्मक हो जाता है; तब $\mathrm{K^+}$ जैसे धनायन विद्युत प्रवणता के नीचे [चैनलों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) से घुसते हैं, और ऋणायन ($\mathrm{NO_3^-}$, $\mathrm{H_2PO_4^-}$, $\mathrm{SO_4^{2-}}$) ऐसे [सहवाहकों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#prop-b1-membranes-transport-secondary) से जो प्रोटॉनों को वापस भीतर ले आते हैं। वाहक चयनशील हैं: पोटैशियम उतने ही आवेश और लगभग उतने ही आकार के सोडियम से सौ गुना अधिक सहजता से लिया जाता है, और पौधा नमकीन मिट्टी में भी सोडियम बाहर रखता है। [जड़ें](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) इस परिवहन पर पौधे के श्वसन का एक तिहाई खर्च करती हैं।

## 23.4 नाइट्रोजन

**प्रतिज्ञप्ति 23.10 (नाइट्रेट से ऐमीनो अम्ल तक).**

अधिकांश पौधे नाइट्रोजन नाइट्रेट के रूप में लेते हैं। [कोशिकाद्रव्य](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में *[नाइट्रेट रिडक्टेज़](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate)*, एक मॉलिब्डेनम [एंजाइम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme), NADH से मिले इलेक्ट्रॉनों से उसे नाइट्राइट तक अपचयित करती है; [लवक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) में *नाइट्राइट रिडक्टेज़* फ़ेरेडॉक्सिन से मिले इलेक्ट्रॉनों से नाइट्राइट को अमोनियम तक अपचयित करती है; और अमोनियम तत्काल ग्लूटामीन तथा [ग्लूटामेट](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#def-b1-biosyntheses-integration-nitrogen) में बाँध दिया जाता है ([अध्याय 16](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#ch-b1-biosyntheses-integration)) — अमोनियम स्वयं विषैला है और कभी जमा नहीं होता। पूरे अपचयन में प्रति नाइट्रोजन आठ इलेक्ट्रॉन लगते हैं, नाइट्रेट-धनी मिट्टी पर किसी [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के प्रकाश-संश्लेषी इलेक्ट्रॉन-बहाव का दसवाँ भाग, और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) उसका बहुत कुछ उजाले में, सीधे [हरितलवक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) के फ़ेरेडॉक्सिन से करती है। जहाँ मिट्टी अमोनियम देती है, वह सीधे लिया जाता है और यह खर्च बच जाता है।

**परिभाषा 23.11 (नाइट्रोजन स्थिरीकरण और ग्रंथिकाएँ).**

कोई भी [सुकेंद्रकी](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) हवा की $\mathrm{N_2}$ नहीं बरत सकता। कुछ बैक्टीरिया बरत सकते हैं: *नाइट्रोजिनेज़* $\mathrm{N_2}$ का त्रिबंध तोड़ती है और उसे प्रति अणु सोलह [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) तथा आठ इलेक्ट्रॉन के मोल पर दो अमोनिया तक अपचयित करती है, और केवल वहीं जहाँ ऑक्सीजन बाहर रखी गई हो। शिंबी (मटर, सेम, तिपतिया) ऐसे बैक्टीरिया (*Rhizobium*) को *मूल ग्रंथिकाओं* में बसाते हैं: पौधा एक कक्ष गढ़ता है, बैक्टीरिया को शर्करा खिलाता है, और ऑक्सीजन को लेगहीमोग्लोबिन नामक एक लाल [प्रोटीन](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) से नीची रखता है, जो उसे बैक्टीरिया के श्वसन तक इतनी नीची सांद्रता पर पहुँचाता है कि [एंजाइम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme) को हानि न हो; बैक्टीरिया बदले में अमोनियम देते हैं, जिसे पौधा [ऐमीनो अम्लों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) में बदल लेता है। तिपतिया का एक खेत साल में प्रति हेक्टेयर सौ किलोग्राम नाइट्रोजन स्थिर करता है, जिसके लिए पौधा अपने प्रकाश-संश्लेषण का दसवाँ भाग चुकाता है। समूचा नाइट्रोजन चक्र वर्ष 2 के खंड का विषय है।

![किसी शिंबी की जड़ों पर ग्रंथिकाएँ: हर एक पादप-ऊतक का ऐसा कक्ष है जो बैक्टीरिया से भरा और लेगहीमोग्लोबिन से गुलाबी है, जहाँ वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिर की जाती है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-392649e0f5d3.jpg)

*किसी शिंबी की [जड़ों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पर ग्रंथिकाएँ: हर एक पादप-ऊतक का ऐसा कक्ष है जो बैक्टीरिया से भरा और लेगहीमोग्लोबिन से गुलाबी है, जहाँ वायुमंडलीय नाइट्रोजन स्थिर की जाती है।*

**उदाहरण 23.12 (नाइट्रोजन का मोल).**

मक्का के किसी पौधे को दिन में करीब $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन चाहिए; $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर नाइट्रेट से वह उतनी उस एक लीटर जल में पा लेता है जो वह वाष्पोत्सर्जित करता है, और उसे अपचयित करने में कुछ सौ मिलीमोल इलेक्ट्रॉन खर्च करता है। उतनी ही मात्रा स्थिर करता कोई तिपतिया का पौधा प्रति $\mathrm{N_2}$ $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) जोड़ अपचायक चुकाता है — मोटे तौर पर प्रति ग्राम नाइट्रोजन $6\,\mathrm{g}$ शर्करा, यानी दिन में लगभग $0.2\,\mathrm{g}$, उसके उत्पादन का दसवाँ भाग — और बिलकुल नाइट्रेट-रहित मिट्टी पर भी उग सकता है। किसानों ने उस नाइट्रोजन को एक खेत से दूसरे तक ले जाने के लिए दो हज़ार साल से शिंबियों को अनाजों के साथ बदल-बदलकर बोया है।

## 23.5 मिट्टी में साझेदार

**परिभाषा 23.13 (कवकमूल).**

*कवकमूल* किसी [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) और किसी कवक के बीच का साहचर्य है, जो दस में से नौ पौधों में मिलता है। सबसे आम रूप में कवक-तंतु वल्कुट की [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में बढ़ते हैं और उनके भीतर *अर्बुस्कुल* में शाखित हो जाते हैं, जो विनिमय-पृष्ठ है, जबकि [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के बाहर कुछ माइक्रोमीटर चौड़े तंतुओं का एक जाल मीटरों तक मिट्टी टटोलता है। कवक फ़ॉस्फ़ेट तथा दूसरे कम गतिशील आयन, और जल, वहाँ तक पहुँचाता है जहाँ [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के अपने रोम न पहुँच पाते; पौधा शर्करा देता है, अपने प्रकाश-संश्लेषण का दसवाँ भाग या उससे अधिक। शीतोष्ण वनों के वृक्ष एक दूसरा रूप ढोते हैं, जिसमें कवक [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के सिरों पर खोल चढ़ाता है और [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के बीच धागे डालता है; उसके फलनकाय ही वन-तल के छत्रक हैं।

**साक्ष्य.** निर्जीवाणुकृत मिट्टी में उगाए गए अंकुर खराब उगते हैं और कम फ़ॉस्फ़ेट लेते हैं; कवक के बीजाणुओं से टीका लगाने पर वे कई गुना बड़े उगते हैं। [जड़ों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की पहुँच से परे मिट्टी में रखा रेडियोसक्रिय फ़ॉस्फ़ेट पौधे में तभी प्रकट होता है जब तंतु दोनों को जोड़ें, और [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को खिलाया अंकित कार्बन एक दिन के भीतर तंतुओं में प्रकट हो जाता है। विलेय तो जाने दे पर कवक न जाने दे, ऐसी महीन जाली से तंतु काट देने पर यह लाभ मिट जाता है। ∎

![अपने कवकमूली कवक को दिखाने के लिए अभिरंजित एक जड़: कोशिकाओं के बीच दौड़ते और उनके भीतर अर्बुस्कुलों में शाखित होते तंतु — एक दूसरा अवशोषक पृष्ठ, जिसे पौधा शर्करा देता है।](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-ed3ca5dba0df.jpg)

*अपने कवकमूली कवक को दिखाने के लिए अभिरंजित एक [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs): [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के बीच दौड़ते और उनके भीतर अर्बुस्कुलों में शाखित होते तंतु — एक दूसरा अवशोषक पृष्ठ, जिसे पौधा शर्करा देता है।*

**उदाहरण 23.14 (फ़ॉस्फ़ेट को कवक क्यों चाहिए).**

फ़ॉस्फ़ेट मिट्टी के कणों से बँध जाता है और दिन में एक मिलीमीटर विसरित होता है; कोई [मूलरोम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) अपनी पहुँच का सारा फ़ॉस्फ़ेट घंटों में ले लेता है और फिर प्रतीक्षा करता है। किसी [मूलरोम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) से दसवें भाग जितने मोटे तंतु प्रति ग्राम [ऊतक](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/4-animal-body-plans-and-tissues#def-b1-body-plans-tissues-tissue) दस गुना दूर तक पहुँचते हैं, और एक मीटर तंतु पौधे को उसका हज़ारवाँ भाग पड़ता है जो एक मीटर [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पड़ती है। नाइट्रेट के लिए, जो मिट्टी के जल के साथ स्वच्छंद चलता है, [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के अपने रोम बहुत हैं, और नाइट्रेट-धनी मिट्टियों पर पौधे अपना कवक घटा देते हैं; फ़ॉस्फ़ेट के लिए कवक ही [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का विस्तार है।

## 23.6 अभ्यास

**अभ्यास 23.1 ★.**

[अपप्रवेश्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) और [जीवद्रव्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) की परिभाषा दीजिए, और बताइए कि [कैस्पेरी पट्टी](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) क्या करती है।

**हल — अभ्यास 23.1.**

[अपप्रवेश्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways): सतत भित्तियाँ और अवकाश, जिन्हें बिना किसी झिल्ली से गुज़रे पार किया जाता है। [जीवद्रव्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways): [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का जुड़ा हुआ [कोशिकाद्रव्य](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell), जिसमें एक झिल्ली से घुसा जाता है और जीवद्रव्यतंतुओं से आगे बढ़ा जाता है। [कैस्पेरी पट्टी](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) [अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) पर [अपप्रवेश्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) रोक देती है, हर चीज़ को किसी झिल्ली से गुज़रने पर मजबूर करती है और [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) से वापस रिसाव रोकती है।

**अभ्यास 23.2 ★.**

पौधा मिट्टी से जो छह [दीर्घपोषक](#def-b1-plant-water-minerals-elements) लेता है उन्हें और हर एक की एक भूमिका गिनाइए।

**हल — अभ्यास 23.2.**

N ([प्रोटीन](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide), न्यूक्लिक अम्ल), P ([न्यूक्लियोटाइड](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids#def-b1-nucleic-acids-nucleotide), झिल्लियाँ), K ([परासरणी](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) कारक, रंध्र), Ca (भित्ति, संकेतन), Mg ([पर्णहरित](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments)), S ([ऐमीनो अम्ल](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) सिस्टीन तथा मेथिओनीन)।

**अभ्यास 23.3 ★.**

जल-विभव वाले आलेख से मिट्टी, [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में $\Psi$ पढ़िए, और हर चरण पर बहाव की दिशा बताइए।

**हल — अभ्यास 23.3.**

मिट्टी $-0.2\,$, [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) $-0.6\,$, [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $-1.3\,\mathrm{MPa}$: मिट्टी से [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) में, [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) से ऊपर [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) तक — यानी हमेशा अधिक ऋणात्मक मान की ओर।

**अभ्यास 23.4 ★.**

नाइट्रोजन की न्यूनता और लोहे की न्यूनता अलग-अलग [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पर क्यों दिखती हैं?

**हल — अभ्यास 23.4.**

नाइट्रोजन फ्लोएम में गतिशील है: पौधा उसे नई [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को पालने के लिए पुरानी से खींच लेता है, इसलिए पुरानी [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) पहले पीली पड़ती हैं। लोहा फिर से नहीं चलाया जाता: जो नई [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) उसके बिना गढ़ी गईं वही पीली पड़ती हैं।

**अभ्यास 23.5 ★★.**

[जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की किसी वल्कुट [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का $\Psi_s = -0.9\,\mathrm{MPa}$ और $\Psi_p =
0.5\,\mathrm{MPa}$ है; मिट्टी $-0.2\,\mathrm{MPa}$ पर है, [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) $-0.6\,\mathrm{MPa}$ पर। दिखाइए कि जल मिट्टी से [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) तक और [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) से [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) तक बहता है, और [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का वह $\Psi_p$ निकालिए जिस पर वह इस मिट्टी से जल लेना बंद कर देगी।

**हल — अभ्यास 23.5.**

[कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का $\Psi = -0.9 + 0.5 = -0.4\,\mathrm{MPa}$: मिट्टी ($-0.2$) $>$ [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) ($-0.4$) $>$ [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ($-0.6$), इसलिए जल मिट्टी $\to$ [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $\to$ [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) बहता है। ग्रहण तब रुकता है जब [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $-0.2\,\mathrm{MPa}$ पर आ जाए, यानी $\Psi_p = -0.2 + 0.9 = 0.7\,\mathrm{MPa}$।

**अभ्यास 23.6 ★★.**

$25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर $90\,\%$, $50\,\%$ तथा $10\,\%$ आपेक्षिक आर्द्रता वाली हवा का जल-विभव निकालिए ($RT/V_w =
137\,\mathrm{MPa}$)। म्लानि-बिंदु पर मिट्टी से तुलना कीजिए और टिप्पणी कीजिए।

**हल — अभ्यास 23.6.**

$\Psi = 137\ln(\text{RH})$: $-14\,\mathrm{MPa}$, $-95\,\mathrm{MPa}$, $-315\,\mathrm{MPa}$। इस अर्थ में नम हवा भी म्लानि-बिंदु की मिट्टी से दस गुना सूखी है: कोई [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) हवा को हमेशा जल खोती है; सवाल केवल यह है कि कितनी तेज़ी से।

**अभ्यास 23.7 ★★.**

$-150\,\mathrm{mV}$ पर कोई जड़-कोशिका $\mathrm{K^+}$ को $0.1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ से $100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ तक लेती है। $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर इस अनुपात के लिए नेर्न्स्ट विभव निकालिए और बताइए कि क्या अकेले [चैनल](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) यह कर सकते हैं। बाहर $0.5\,$ और भीतर $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ नाइट्रेट के लिए दोहराइए।

**हल — अभ्यास 23.7.**

$E_K = 25.7\ln(0.1/100) = -178\,\mathrm{mV}$: $-150\,\mathrm{mV}$ पर [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) चाहिए से ज़रा कम ऋणात्मक है, इसलिए हज़ार गुने संचय को अकेले [चैनलों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) से ज़रा अधिक चाहिए — पर 100 का अनुपात साम्य पर होता: [चैनल](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) लगभग सब कुछ कर देते हैं। नाइट्रेट: $E = -25.7\ln(0.5/5)
= +59\,\mathrm{mV}$; [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $-150\,$ पर है, यानी $209\,\mathrm{mV}$ दूर और गलत दिशा में: किसी ऋणायन को प्रोटॉन सहवहन से भीतर पंप करना ही पड़ता है।

**अभ्यास 23.8 ★★.**

समझाइए कि बिंदुस्राव भोर में घास पर क्यों दिखता है पर किसी ऊँचे वृक्ष पर कभी नहीं, और वाष्पोत्सर्जन शुरू होने पर [मूल दाब](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) का क्या होता है।

**हल — अभ्यास 23.8.**

रात में, बिना किसी वाष्पोत्सर्जन के, [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) में आयन-लदान जल भीतर खींचता है और कुछ दसवें भाग मेगापास्कल का [मूल दाब](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) रस को बहुत हुआ तो कुछ मीटर ऊपर ठेल देता है — यानी घास की [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के सिरों तक पहुँचकर बूँदें बाहर करने भर, किसी वृक्ष की चोटी तक नहीं। जब रंध्र खुलते हैं, तो वाष्पोत्सर्जन [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) को तनाव में डाल देता है और [मूल दाब](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) लुप्त हो जाता है।

**अभ्यास 23.9 ★★.**

किसी पौधे को मॉलिब्डेनम-रहित विलयन में रख दिया जाता है। नाइट्रेट पर और अमोनियम पर उसकी वृद्धि की भविष्यवाणी कीजिए, और अंतर समझाइए।

**हल — अभ्यास 23.9.**

मॉलिब्डेनम के बिना [नाइट्रेट रिडक्टेज़](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate) काम नहीं करती: नाइट्रेट पर पौधा [ऐमीनो अम्ल](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) नहीं बना सकता और नाइट्रेट भरपूर होने पर भी नाइट्रोजन की न्यूनता दिखाता है। अमोनियम पर वह सामान्य ढंग से बढ़ता है, क्योंकि अमोनियम बिना अपचयन के [ऐमीनो अम्लों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) में घुस जाता है। यह अंतर उस तत्व को एक ही [एंजाइम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme) में ठहरा देता है।

**अभ्यास 23.10 ★★★.**

प्रति दिन $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रेट-नाइट्रोजन को अमोनियम तक अपचयित करने के लिए चाहिए इलेक्ट्रॉन, और NADPH-तुल्य निकालिए; $500\,\mathrm{cm}^{2}$ की किसी मक्का-पत्ती प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ $\mathrm{CO_2}$ पर एक दिन में अपने प्रकाश-निकायों से जितने इलेक्ट्रॉन चलाती है उनसे तुलना कीजिए (प्रति $\mathrm{CO_2}$ 4 इलेक्ट्रॉन, $12\,\mathrm{h}$)।

**हल — अभ्यास 23.10.**

N की $30\,\mathrm{mg}$ $= 2.14\,\mathrm{mmol}$; $\times 8 = 17\,\mathrm{mmol}$ इलेक्ट्रॉन, यानी $8.6\,\mathrm{mmol}$ NADPH-तुल्य। [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs): $0.05\times
4\times 10^{-6}\times 43\,200 = 8.6\,\mathrm{mmol}$ $\mathrm{CO_2}$, यानी $35\,\mathrm{mmol}$ इलेक्ट्रॉन: इस हिसाब से नाइट्रेट का अपचयन कार्बन-स्थिरीकरण से आधे इलेक्ट्रॉन लेता है — यानी एक बड़ा अंश, और इसीलिए पौधे उसे उजाले में करते हैं और इसीलिए तेज़ बढ़ती [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) अपचायक की भारी खपत करती हैं।

**अभ्यास 23.11 ★★★.**

कोई तिपतिया दिन में $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन प्रति $\mathrm{N_2}$ $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) और $8\,$ इलेक्ट्रॉन पर, तथा कुल मिलाकर प्रति ग्राम नाइट्रोजन $6\,\mathrm{g}$ शर्करा पर स्थिर करता है। अकेली नाइट्रोजिनेज़ का खर्च किया [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp), उस पर पड़ने वाली शर्करा (प्रति ग्लूकोज 30 [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp)), और यह $6\,\mathrm{g}$ का कितना अंश है वह निकालिए। बाकी कहाँ जाता है?

**हल — अभ्यास 23.11.**

N की $2.14\,\mathrm{mmol}$ $= 1.07\,\mathrm{mmol}$ $\mathrm{N_2}$: [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) $16\times 1.07 = 17\,\mathrm{mmol}$, यानी $0.57\,\mathrm{mmol}$ ग्लूकोज, यानी $0.10\,\mathrm{g}$; जोड़ प्रति $\mathrm{N_2}$ 8 इलेक्ट्रॉन (और $0.05\,\mathrm{g}$ ग्लूकोज)। $6\,\mathrm{g}/\mathrm{g}$ का नियम दिन में $0.18\,\mathrm{g}$ देता है: अकेली नाइट्रोजिनेज़ उसका अधिकांश है, और बाकी ग्रंथिकाएँ, उनका लेगहीमोग्लोबिन गढ़ने-सँभालने में तथा ऑक्सीजन नीची रखने के लिए बैक्टीरिया के अपने श्वसन में जाता है।

**अभ्यास 23.12 ★★★.**

“[जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) एक ऐसी खनन-कार्रवाई है जो ठेकेदार रखती है।” एक अनुच्छेद में विवेचना कीजिए: [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) स्वयं क्या करती है (जल, गतिशील आयन), क्या ठेके पर देती है (फ़ॉस्फ़ेट, स्थिर नाइट्रोजन), क्या चुकाती है, और कब चुकाना बंद कर देती है।

**हल — अभ्यास 23.12.**

[जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) स्वयं जल और वे गतिशील आयन (नाइट्रेट, पोटैशियम) लेती है जो मिट्टी का जल उसके रोमों तक ले आता है, और [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) केवल [प्रोटॉन पंप](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake) पर खर्च करती है। फ़ॉस्फ़ेट के लिए, जो उस तक आएगा ही नहीं, वह किसी कवक को शर्करा देकर अपनी पहुँच बढ़वाती है; और नाइट्रेट-रहित मिट्टी में नाइट्रोजन के लिए वह बैक्टीरिया को शर्करा देकर उसे स्थिर करवाती है। यह फ़ीस उसके प्रकाश-संश्लेषण का दसवाँ भाग या अधिक है, और सेवा की ज़रूरत न रहने पर पौधा चुकाना बंद कर देता है: फ़ॉस्फ़ेट-धनी मिट्टी पर [कवकमूल](#def-b1-plant-water-minerals-mycorrhiza) घटा दिए जाते हैं, नाइट्रेट-धनी मिट्टी पर शिंबियाँ कम ग्रंथिकाएँ बनाती हैं — ठेकेदार तभी तक रखे जाते हैं जब तक वे काम खुद करने से सस्ते हों।

## 23.7 समस्या: मक्का की किसी जड़ की जल-विभव सीढ़ी

**समस्या 23.1.**

सप्ताहांत समस्या — जुलाई की मिट्टी से मक्का के किसी पौधे में जल और नाइट्रेट: हर चरण पर विभव, जड़ों से होकर अभिवाह, वह नाइट्रोजन जो वह ढोता है और उसे अपचयित करने का खर्च, और अंत में जड़ में दैनिक जल-अभिवाह

जुलाई में मक्का का एक पौधा: महीन [जड़ों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का पृष्ठ $0.2\,\mathrm{m}^{2}$, [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की जल-चालकता $2 \times 10^{-7}\,\mathrm{m}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{MPa}^{-1}$; पर्ण-क्षेत्रफल $0.5\,\mathrm{m}^{2}$। मिट्टी का जल-विभव $-0.2\,\mathrm{MPa}$; [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की वल्कुट [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का $\Psi_s = -0.9\,\mathrm{MPa}$ और $\Psi_p = 0.5\,\mathrm{MPa}$; [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) $-0.6\,\mathrm{MPa}$; [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $-1.3\,\mathrm{MPa}$; $50\,\%$ आपेक्षिक आर्द्रता पर हवा ($RT/V_w = 137\,\mathrm{MPa}$)। मिट्टी में नाइट्रेट $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$; पौधे को दिन में $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन चाहिए। नाइट्रेट का अमोनियम तक अपचयन प्रति नाइट्रोजन 8 इलेक्ट्रॉन बरतता है; प्रकाश-संश्लेषण प्रति $\mathrm{CO_2}$ 4 इलेक्ट्रॉन चलाता है और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $12\,\mathrm{h}$ तक प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ $\mathrm{CO_2}$ बाँधती है।

**भाग I — सीढ़ी।**

1. [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) की वल्कुट [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) का जल-विभव निकालिए।
2. मिट्टी, वल्कुट, [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) , [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का क्रम लिखिए, और सत्यापित कीजिए कि हर चरण पर जल भीतर और ऊपर बहता है।
3. हवा का जल-विभव निकालिए।
4. मिट्टी से [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) तक की गिरावट और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) से हवा तक की गिरावट निकालिए; कुल का कितना अंश अंतिम चरण है?
5. मिट्टी सूखकर $-0.9\,\mathrm{MPa}$ पर आ जाती है। वल्कुट [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में बहाव का, और उनकी [स्फीति](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) का क्या होता है?
6. मिट्टी सूखकर $-1.5\,\mathrm{MPa}$ पर आ जाती है। [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का क्या होता है, और पानी देने से वे फिर क्यों उबर आती हैं?

**भाग II — अभिवाह।**

7. [जड़ों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) में जल-अभिवाह निकालिए (चालकता $\times$ पृष्ठ $\times$ मिट्टी और [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) का अंतर)।
8. उसे लीटर प्रति दिन में बदलिए।
9. वह सारा वाष्पोत्सर्जन से खो जाता है। प्रति वर्ग मीटर [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) प्रति घंटा वाष्पोत्सर्जन ग्राम में निकालिए।
10. प्रति वर्ग मीटर [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) प्रति सेकंड वाष्पोत्सर्जन को जल के मिलीमोल में बताइए ( $18\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ )।
11. दोपहर में रंध्र बंद हो जाते हैं और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) का $\Psi$ चढ़कर $-0.9\,\mathrm{MPa}$ हो जाता है जबकि [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) का चढ़कर $-0.4\,\mathrm{MPa}$ हो जाता है। अभिवाह फिर से निकालिए। पौधे ने क्या किया, और क्यों?
12. [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) जल लेने में ऊर्जा क्यों नहीं खर्च करती, जबकि नाइट्रेट लेने में उसे ऊर्जा खर्च करनी ही पड़ती है?

**भाग III — नाइट्रोजन।**

13. प्रश्न 8 के जल-अभिवाह से [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) में पहुँचा नाइट्रेट मिलीमोल में और नाइट्रोजन के मिलीग्राम में निकालिए।
14. क्या वह पौधे की ज़रूरत पूरी करता है? शेष का क्या होता है?
15. [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) अपनी [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में नाइट्रेट को $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ तक जमा करती है। $-150\,\mathrm{mV}$ के झिल्ली-विभव के विरुद्ध बाहर $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ से भीतर $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ तक एक मोल चलाने की [मुक्त ऊर्जा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#prop-b1-water-small-molecules-gibbs) निकालिए ( $RT = 2.48\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ ; कोई ऋणायन किसी ऋणात्मक [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में घुसता हुआ)।
16. यह ग्रहण दो प्रोटॉनों के साथ एक सहवहन है। pH 5.5 से pH 7.5 तक $-150\,\mathrm{mV}$ पर किसी [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) में घुसते दो प्रोटॉन जितनी [मुक्त ऊर्जा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#prop-b1-water-small-molecules-gibbs) छोड़ते हैं वह निकालिए, और जाँचिए कि वह बहुत है।
17. $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन को अमोनियम तक अपचयित करने के लिए प्रति दिन चाहिए इलेक्ट्रॉन निकालिए।
18. [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) अपने प्रकाश-निकायों से प्रति दिन जितने इलेक्ट्रॉन चलाती है वे, और नाइट्रेट की ओर मोड़ा गया अंश निकालिए।

**भाग IV — विकल्प।**

19. यदि मिट्टी नाइट्रेट के बजाय अमोनियम देती, तो पौधा क्या बचाता, और अमोनियम-ग्रहण उसके pH संतुलन के लिए कौन-सी समस्या खड़ी करता?
20. कोई तिपतिया उतनी ही $30\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन दिन में स्थिर करता है। प्रति $\mathrm{N_2}$ $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) और $8\,$ इलेक्ट्रॉन पर, नाइट्रोजिनेज़ का प्रति दिन खर्च किया [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) निकालिए।
21. कुल मिलाकर प्रति ग्राम स्थिर नाइट्रोजन $6\,\mathrm{g}$ शर्करा पर, तिपतिया का दैनिक शर्करा-खर्च निकालिए और उसकी तुलना प्रति दिन $3\,\mathrm{g}$ शर्करा के उत्पादन से कीजिए। $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ नाइट्रेट वाली मिट्टी में क्या यह सौदा फ़ायदे का है? और नाइट्रेट-रहित मिट्टी में?
22. मिट्टी के विलयन में फ़ॉस्फ़ेट $2\,\text{µ}\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ पर है। प्रश्न 8 का जल-अभिवाह जितना फ़ॉस्फ़ेट भीतर लाता है वह निकालिए, और प्रति दिन $4\,\mathrm{mg}$ फ़ॉस्फ़ोरस की ज़रूरत से तुलना कीजिए ( $31\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ )। पौधे को किस पर निर्भर रहना ही पड़ेगा?
23. दो वाक्यों में समझाइए कि [कैस्पेरी पट्टी](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) को यह कैसे करने देती है कि मिट्टी $2\,$ पर हो तब भी वह अपने [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) में नाइट्रेट $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर रखे।
24. किसी उत्परिवर्ती में [कैस्पेरी पट्टी](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) नहीं है। उसके जाइलम-रस के संघटन और नमकीन मिट्टी में उसके व्यवहार की भविष्यवाणी कीजिए।
25. परिणाम बताइए: मक्का की [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) में प्रति दिन जल-अभिवाह, वह नाइट्रोजन जो वह पहुँचाता है, और [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के इलेक्ट्रॉनों का वह अंश जो उसे अपचयित करने में खर्च होता है।

**हल — समस्या 23.1.**

**1.** $-0.9 + 0.5 = -0.4\,\mathrm{MPa}$। **2.** $-0.2 > -0.4 > -0.6 > -1.3$: हर चरण नीचा, इसलिए जल मिट्टी $\to$ वल्कुट $\to$ [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) $\to$ [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) चलता है। **3.** $137\ln 0.5 = -95\,\mathrm{MPa}$। **4.** मिट्टी से [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) तक $1.1\,\mathrm{MPa}$; [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) से हवा तक $94\,\mathrm{MPa}$: कुल का $99\,\%$ अंतिम चरण है। **5.** $-0.9$ पर मिट्टी वल्कुट [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) के $-0.4$ से नीचे है: जल [कोशिकाओं](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) से तब तक निकलता है जब तक वे $-0.9$ पर न आ जाएँ, यानी उनकी [स्फीति](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) शून्य पर गिर जाती है; और ग्रहण तब तक रुका रहता है जब तक [कोशिकाएँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) विलेय जमा करके अपना $\Psi_s$ न गिरा लें। **6.** मिट्टी अब [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के $-1.3$ से नीचे है: जल पौधे से बाहर बहता है; [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) [स्फीति](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) खोकर मुरझा जाती हैं। पानी देने से मिट्टी का $\Psi$ [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) वाले से ऊपर चढ़ जाता है और बहाव फिर चल पड़ता है; [पत्तियाँ](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs), जिनकी भित्तियाँ अक्षत थीं, फिर भर जाती हैं। **7.** $2\times 10^{-7}\times 0.2\times(-0.2 - (-0.6)) =
1.6 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}$। **8.** प्रति दिन $1.6\times 10^{-8}\times 86\,400 = 1.4 \times 10^{-3}\,\mathrm{m}^{3} =
1.4\,\mathrm{L}$। **9.** $0.5\,\mathrm{m}^{2}$ पर और उजाले के $12\,\mathrm{h}$ भर $1400\,\mathrm{g}$ (उसका अधिकांश): यानी प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटा लगभग $230\,\mathrm{g}$। **10.** प्रति वर्ग मीटर प्रति घंटा $230/18 = 12.8\,\mathrm{mol}$, यानी प्रति वर्ग मीटर प्रति सेकंड $3.5\,\mathrm{mmol}$ — यानी $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ पर बँधी हर $\mathrm{CO_2}$ के लिए हज़ार जल-अणु। **11.** अंतर $-0.2 - (-0.4) = 0.2$: अभिवाह आधा, यानी दिन में $0.7\,\mathrm{L}$। रंध्र बंद करने से हानि कट गई है, तनाव ढीला पड़ गया है, और समूची सीढ़ी चढ़ गई है: हवा सबसे सूखी होने पर पौधा जल के बदले कार्बन की कमाई का सौदा कर लेता है। **12.** जल अपनी ही विभव-प्रवणता के नीचे चलता है, जो [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के वाष्पन से बनती है, इसलिए [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) निष्क्रिय रहती है; नाइट्रेट को सांद्रता और विद्युत दोनों प्रवणताओं के विरुद्ध सांद्रित करना पड़ता है, जिसकी कीमत केवल [प्रोटॉन पंप](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake) से युग्मन चुका सकता है। **13.** $1.4\,\mathrm{L}\times2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} = 2.8\,\mathrm{mmol}$, यानी $39\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन। **14.** हाँ, और एक-तिहाई बचत के साथ; अधिशेष रसधानियों में नाइट्रेट के रूप में संचित होता है या [अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) पर बाहर कर दिया जाता है। **15.** $\Delta G = RT\ln(5/2) + zFV = 2.48\times 0.92 + (-1)(96.5)(-0.15)
= 2.3 + 14.5 = 16.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$। **16.** प्रति प्रोटॉन: $RT\ln(10^{-7.5}/10^{-5.5}) + F(-0.15) =
-11.4 - 14.5 = -25.9\,\mathrm{kJ}$; दो प्रोटॉन: $-52\,\mathrm{kJ}$, यानी ज़रूरत का तीन गुना। **17.** इलेक्ट्रॉनों की $2.14\,\mathrm{mmol}\times 8 = 17\,\mathrm{mmol}$। **18.** $0.5\times 4\times 10^{-6}\times 43\,200 = 86\,\mathrm{mmol}$ $\mathrm{CO_2}$, यानी $346\,\mathrm{mmol}$ इलेक्ट्रॉन: नाइट्रेट को $5\,\%$। **19.** उससे प्रति नाइट्रोजन 8 इलेक्ट्रॉन बच जाते; पर हर एक के लिए कोई धनायन लेना और कोई प्रोटॉन छोड़ना [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के चारों ओर की मिट्टी को अम्लीय कर देता है और [कोशिका](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) को अम्ल बाहर करना पड़ता है, और अमोनियम जमा हो जाए तो विषैला है, इसलिए उसका [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) में ही तुरंत स्वांगीकरण करना पड़ता है। **20.** $\mathrm{N_2}$ की $1.07\,\mathrm{mmol}$ $\times 16 =
17\,\mathrm{mmol}$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp). **21.** $6\times 0.03 = 0.18\,\mathrm{g}$ शर्करा, यानी $3\,\mathrm{g}$ का $6\,\%$। जब $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ नाइट्रेट उसके अपचयन की कीमत (इलेक्ट्रॉनों का $5\,\%$) पर उपलब्ध हो, तो स्थिरीकरण खराब सौदा है और कोई शिंबी कम ग्रंथिकाएँ बनाती है; और नाइट्रेट न हो तो यही एकमात्र रास्ता है, और पौधे के समूचे [प्रोटीन](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) के लिए उत्पादन का $6\,\%$ सस्ता है। **22.** $1.4\times 2\times 10^{-6} = 2.8\,\text{µ}\mathrm{mol}$, यानी $0.09\,\mathrm{mg}$ फ़ॉस्फ़ोरस — ज़रूरत का चालीसवाँ भाग; पौधे को अपने [मूलरोमों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) तक विसरण पर निर्भर रहना पड़ता है, जो जल्दी ही अपने आसपास चुका देते हैं, और सबसे बढ़कर अपने कवकमूली कवक पर। **23.** पट्टी [अपप्रवेश्य पथ](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) रोक देती है, इसलिए नाइट्रेट [जाइलम](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) में केवल उन अंतस्त्वचीय झिल्लियों से घुस सकता है जो उसे भीतर पंप करती हैं; और वह सांद्र जाइलम-रस को भित्तियों के साथ वापस रिसने से रोकती है, इसलिए प्रवणता थमी रहती है। **24.** उसका जाइलम-रस मिट्टी के विलयन जैसा होता — तनु, बिना चुना, सोडियम और दूसरे अनचाहे आयनों के साथ — और उसे सांद्र नहीं रखा जा सकता; नमकीन मिट्टी में सोडियम स्वच्छंद [पत्तियों](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) तक पहुँच जाता और पौधा विषाक्त हो जाता, जबकि कोई सामान्य पौधा उसे [अंतस्त्वचा](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) पर बाहर रखता है। **25.** [जड़](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के $0.2\,\mathrm{m}^{2}$ से होकर दिन में लगभग $1.4\,\mathrm{L}$ जल, जो $30\,$ की ज़रूरत के सामने $39\,\mathrm{mg}$ नाइट्रोजन ढोता है, और जिसका अपचयन [पत्ती](https://one-course.com/books/biology/3/hi/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) के प्रकाश-संश्लेषी इलेक्ट्रॉनों का लगभग $5\,\%$ लेता है।