Chapter 5: જૈવિક ક્રિયાઓ

ચયાપચય (Metabolism)

જીવવિજ્ઞાનના આ પ્રકરણમાં ‘ચયાપચય’ (Metabolism) એ સૌથી પાયાનો શબ્દ છે. આખો પાઠ આ જ શબ્દની આસપાસ ફરે છે.

એકદમ સાદી ભાષામાં કહીએ તો: આપણા શરીરમાં જીવન ટકાવી રાખવા માટે દિવસ-રાત જે કંઈ પણ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ ચાલતી રહે છે, તે બધી જ પ્રક્રિયાઓના સરવાળાને ‘ચયાપચય’ કહેવાય છે. આ શબ્દ ખરેખર બે અલગ-અલગ શબ્દો ભેગા મળીને બન્યો છે: ચય + અપચય = ચયાપચય.

ચાલો આ બંનેને ઉદાહરણ સાથે સમજીએ:

ટૂંકમાં:

• અપચય એટલે ખોરાક તોડીને તેમાંથી તાકાત (ઊર્જા) કાઢવી.
• ચય એટલે એ તાકાતનો ઉપયોગ કરીને શરીરનો વિકાસ કરવો (સ્નાયુ બનાવવા, ઊંચાઈ વધારવી વગેરે).

આ ટોપિક 5.4 શરૂ થતાં પહેલાં પાના નંબર 90 પર જે 4 પ્રશ્નો આપેલા છે, તેના જવાબો હું તમને એકદમ સરળ ભાષામાં નીચે મુજબ આપું છું:

પ્રશ્ન 1: શ્વસન માટે ઑક્સિજન પ્રાપ્ત કરવાની ક્રિયામાં એક જળચર પ્રાણીની તુલનામાં સ્થળચર પ્રાણીને શું લાભ છે ?

જવાબ: માછલી જેવા જળચર પ્રાણીઓ પાણીમાં ઓગળેલો (દ્રાવ્ય) ઑક્સિજન શ્વાસમાં લે છે. હવામાં રહેલા મુક્ત ઑક્સિજનની સરખામણીમાં પાણીમાં ઓગળેલા ઑક્સિજનનું પ્રમાણ ખૂબ જ ઓછું હોય છે. આથી, પૂરતો ઑક્સિજન મેળવવા માટે જળચર પ્રાણીઓને ખૂબ ઝડપથી શ્વાસ લેવો પડે છે. તેની તુલનામાં સ્થળચર પ્રાણીઓ વાતાવરણમાં રહેલો ઑક્સિજન સીધો જ લે છે, જે પુષ્કળ માત્રામાં ઉપલબ્ધ હોવાથી તેઓ ધીમે-ધીમે અને આરામથી શ્વાસ લઈને પણ પૂરતો ઑક્સિજન મેળવી શકે છે. સ્થળચર પ્રાણીઓ માટે આ એક મોટો લાભ છે.

પ્રશ્ન 2: વિભિન્ન પ્રાણીઓમાં ગ્લુકોઝના ઑક્સિડેશન વડે ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવાની વિવિધ રીતો કઈ છે ?

જવાબ: ખોરાકમાંથી મળતા ગ્લુકોઝના વિઘટનથી ઊર્જા મેળવવાની મુખ્યત્વે ત્રણ રીતો (પરિપથ) છે:

૧. અજારક શ્વસન (યીસ્ટમાં): આ પ્રક્રિયા ઑક્સિજનની ગેરહાજરીમાં થાય છે. જેમાં ગ્લુકોઝમાંથી પાયરૂવેટ બન્યા બાદ, તેનું ‘ઇથેનોલ’, ‘કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ’ અને ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

૨. અજારક શ્વસન (આપણી સ્નાયુપેશીમાં): જ્યારે આપણે કોઈ ભારે કસરત કરીએ ત્યારે સ્નાયુઓમાં ઑક્સિજનનો અભાવ સર્જાય છે, આ સ્થિતિમાં ગ્લુકોઝનું ‘લેક્ટિક ઍસિડ’ અને ઊર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

૩. જારક શ્વસન (કણાભસૂત્રોમાં): આ પ્રક્રિયા ઑક્સિજનની પૂરતી હાજરીમાં થાય છે. જેમાં ગ્લુકોઝનું સંપૂર્ણ વિઘટન થઈને ‘કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ’, ‘પાણી’ અને ખૂબ જ વધુ માત્રામાં ‘ઊર્જા’ મુક્ત થાય છે.

પ્રશ્ન 3: મનુષ્યોમાં ઑક્સિજન અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું પરિવહન કેવી રીતે થાય છે ?

જવાબ: મનુષ્યના શરીરમાં ઑક્સિજન અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ વાયુઓની આપ-લે રુધિર (લોહી) દ્વારા થાય છે:

• ઑક્સિજનનું વહન: આપણા લોહીના લાલ રક્તકણોમાં ‘હિમોગ્લોબીન’ નામનું એક રંજકદ્રવ્ય આવેલું હોય છે, જે ઑક્સિજન માટે ઘણું આકર્ષણ ધરાવે છે. જ્યારે આપણે શ્વાસ લઈએ ત્યારે આ હિમોગ્લોબીન ફેફસાંમાંથી ઑક્સિજનને પોતાની સાથે જોડીને શરીરના બધા જ કોષો સુધી પહોંચાડે છે.
• કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનું વહન: ઑક્સિજનની સરખામણીમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ પાણીમાં (અને લોહીમાં) વધારે સરળતાથી ઓગળી શકે છે. તેથી આપણા કોષોમાં ઉત્પન્ન થતો નકામો કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ લોહીમાં સીધો જ ઓગળીને (દ્રાવ્ય અવસ્થામાં) ફેફસાં સુધી વહન પામે છે અને ત્યાંથી ઉચ્છવાસ વાટે બહાર નીકળે છે.

પ્રશ્ન 4: વાતવિનિમય માટે માનવ-ફેફસાંમાં મહત્તમ ક્ષેત્રફળ પ્રાપ્ત થાય એ માટે કઈ રચનાઓ છે ?

જવાબ: આપણા ફેફસાંની અંદર શ્વાસ લેવાનો માર્ગ નાની-નાની નલિકાઓમાં વિભાજિત થઈ જાય છે અને તેના છેડે ફુગ્ગા જેવી રચનાઓ આવેલી હોય છે, જેને ‘વાયુકોષ્ઠો’ કહે છે. આ વાયુકોષ્ઠોની દીવાલ પર રુધિરકેશિકાઓની મોટી જાળીઓ પથરાયેલી હોય છે. ફેફસાંમાં લાખોની સંખ્યામાં રહેલા આ વાયુકોષ્ઠો વાયુઓની આપ-લે (વાતવિનિમય) કરવા માટે એક અત્યંત વિશાળ સપાટી (લગભગ 80 ચોરસ મીટર જેટલો વિસ્તાર) પૂરી પાડે છે. આ જ રચના મહત્તમ ક્ષેત્રફળ પ્રાપ્ત કરવા માટે જવાબદાર છે.

ચોક્કસ, પ્રકરણ 5 (“જૈવિક ક્રિયાઓ”) માં પાના નંબર 96 ની આસપાસ વહન (પરિવહન) ના ટોપિક પછી જે 5 પ્રશ્નો આપેલા છે, તેના જવાબો હું તમને એકદમ સરળ ભાષામાં સમજાવું છું:

પ્રશ્ન 1: માનવમાં વહનતંત્ર કે પરિવહનતંત્રનાં ઘટકો ક્યાં છે ? આ ઘટકોનું કાર્ય શું છે ?

જવાબ: માનવમાં પરિવહનતંત્રના મુખ્ય ત્રણ ઘટકો છે: હૃદય, રુધિર (લોહી) અને રુધિરવાહિનીઓ (ધમની અને શિરાઓ).

• હૃદય: તે એક પંપ જેવું સ્નાયુલ અંગ છે જે રુધિરને આખા શરીરમાં ધકેલે છે.
• રુધિર (લોહી): તે ઓક્સિજન, કાર્બન ડાયોક્સાઈડ, પચેલો ખોરાક (પોષકદ્રવ્યો) અને નકામા ઉત્સર્ગ પદાર્થોનું આખા શરીરમાં વહન કરે છે.
• રુધિરવાહિનીઓ: ધમનીઓ હૃદયમાંથી લોહીને ઊંચા દબાણે શરીરના વિવિધ અંગો સુધી લઈ જાય છે, જ્યારે શિરાઓ અંગોમાંથી લોહીને એકત્ર કરીને પાછું હૃદયમાં લાવે છે.

પ્રશ્ન 2: સસ્તન અને પક્ષીઓમાં ઓક્સિજનયુક્ત અને ઓક્સિજનવિહીન રુધિર અલગ કરવાની જરૂરિયાત કેમ છે ?

જવાબ: સસ્તન પ્રાણીઓ અને પક્ષીઓને પોતાના શરીરનું તાપમાન જાળવી રાખવા માટે સતત અને વધુ માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આ ઊર્જા મેળવવા માટે કોષોને ઓક્સિજનનો પૂરતો અને સતત પુરવઠો મળવો જરૂરી છે. જો હૃદયમાં ઓક્સિજનયુક્ત (શુદ્ધ) અને ઓક્સિજનવિહીન (અશુદ્ધ) રુધિર અલગ-અલગ રહે અને મિશ્ર ન થાય, તો શરીરને ખૂબ જ ઉચ્ચ કાર્યદક્ષતાથી ઓક્સિજન મળી રહે છે, જે તેમની ઊર્જાની જરૂરિયાત પૂરી કરે છે.

પ્રશ્ન 3: ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં વહનતંત્રનાં ઘટકો ક્યાં છે ?

જવાબ: ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં વહનતંત્રના મુખ્ય બે ઘટકો (વાહકનલિકાઓ) છે: ૧. જલવાહક પેશી: જે જમીનમાંથી મૂળ દ્વારા મેળવેલા પાણી અને ખનિજક્ષારોનું વહન કરે છે. ૨. અન્નવાહક પેશી: જે પર્ણોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણથી બનેલા ખોરાકનું વનસ્પતિના અન્ય ભાગો સુધી વહન કરે છે.

પ્રશ્ન 4: વનસ્પતિમાં પાણી અને ખનિજ ક્ષારોનું વહન કેવી રીતે થાય છે ?

જવાબ: વનસ્પતિમાં પાણી અને ખનિજ ક્ષારોનું વહન જલવાહક પેશી (જલવાહિનીઓ અને જલવાહિનિકીઓ) દ્વારા થાય છે. મૂળના કોષો જમીનમાંથી સક્રિય રીતે આયનો મેળવે છે, જેનાથી જમીન અને મૂળ વચ્ચે તફાવત સર્જાય છે અને પાણી મૂળમાં પ્રવેશે છે. ઉપરાંત, દિવસે પર્ણો દ્વારા થતા બાષ્પોત્સર્જન (પાણીની વરાળ બનીને ઊડી જવાની ક્રિયા) ને કારણે ઉપરની તરફ એક ખેંચાણબળ (ચૂષકબળ) ઉત્પન્ન થાય છે. આ ખેંચાણબળ પાણી અને તેમાં ઓગળેલા ખનિજ ક્ષારોને મૂળથી લઈને પર્ણો સુધી ઉપરની તરફ ખેંચવામાં મુખ્ય પ્રેરકબળ પૂરું પાડે છે.

પ્રશ્ન 5: વનસ્પતિમાં ખોરાકનું સ્થળાંતરણ કેવી રીતે થાય છે ?

જવાબ: વનસ્પતિના પર્ણોમાં બનેલો ખોરાક અન્નવાહક પેશી દ્વારા વનસ્પતિના અન્ય ભાગોમાં મોકલવામાં આવે છે, જેને ‘સ્થળાંતરણ’ કહે છે. આ પ્રક્રિયામાં માત્ર સામાન્ય ભૌતિક બળો નહીં, પરંતુ ઊર્જા (ATP) નો ઉપયોગ થાય છે. ATP ની ઊર્જાના ઉપયોગથી સુક્રોઝ જેવો ખોરાક અન્નવાહકમાં પ્રવેશે છે, જેનાથી તેમાં આસૃતિદાબ વધે છે અને પાણી તેમાં પ્રવેશે છે. આ દબાણ ખોરાકને ઓછા દબાણવાળા ભાગો (જેમ કે મૂળ, ફળ, બીજ અને વૃદ્ધિ પામતા અંગો) તરફ તેમની જરૂરિયાત મુજબ ધકેલે છે.

ચોક્કસ, પ્રકરણ 5 (“જૈવિક ક્રિયાઓ”) માં પાના નંબર 98 ની આસપાસ વનસ્પતિઓમાં ઉત્સર્જનના ટોપિક પછી જે 3 પ્રશ્નો આપેલા છે, તેના જવાબો હું તમને એકદમ સરળ અને વિગતવાર ભાષામાં સમજાવું છું:

પ્રશ્ન 1: મૂત્રપિંડનલિકા (Nephron)ની રચના અને તેની ક્રિયાવિધિનું વર્ણન કરો.

જવાબ: મૂત્રપિંડનલિકા (નેફ્રોન) એ મૂત્રપિંડનો પાયાનો ગાળણ એકમ છે.

• રચના: તેની શરૂઆતમાં એક ગૂંચળાકાર નલિકાના છેડે કપ (પ્યાલા) આકારની રચના આવેલી હોય છે, જેને ‘બાઉમેનની કોથળી’ કહે છે. આ કોથળીની અંદર રુધિરકેશિકાઓનું એક ગુચ્છ આવેલું હોય છે, જેને રુધિરકેશિકાગુચ્છ કહેવાય છે.
• ક્રિયાવિધિ: રુધિર જ્યારે આ રુધિરકેશિકાગુચ્છમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેમાંથી કચરાનું ગાળણ થાય છે અને આ ગાળણ બાઉમેનની કોથળીમાં એકત્ર થાય છે. આ પ્રારંભિક ગાળણમાં ગ્લુકોઝ, એમિનો એસિડ, ક્ષાર અને વધુ માત્રામાં પાણી હોય છે. જ્યારે આ ગાળણ મૂત્રપિંડનલિકાના આગળના ગૂંચળામય ભાગમાંથી વહન પામે છે, ત્યારે તેમાંથી શરીર માટે ઉપયોગી પદાર્થો અને જરૂરી પાણીનું ફરીથી રુધિરમાં ‘પસંદગીશીલ પુનઃશોષણ’ થઈ જાય છે. છેવટે જે નકામો કચરો અને વધારાનું પાણી બચે છે, તે ‘મૂત્ર’ સ્વરૂપે એકત્ર થાય છે.

પ્રશ્ન 2: ઉત્સર્ગ પદાર્થોથી છુટકારો મેળવવા માટે વનસ્પતિમાં કઈ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે ?

જવાબ: વનસ્પતિઓ પ્રાણીઓ કરતાં સાવ અલગ પદ્ધતિઓથી નકામા ઉત્સર્ગ પદાર્થોનો નિકાલ કરે છે:

૧. ઑક્સિજનનો નિકાલ: વનસ્પતિ માટે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો ઑક્સિજન પણ એક પ્રકારનો નકામો પદાર્થ (ઉત્સર્ગ વાયુ) જ છે, જેને તે હવામાં મુક્ત કરે છે.

૨. બાષ્પોત્સર્જન: વધારાના પાણીનો પર્ણરંધ્રો દ્વારા વરાળ સ્વરૂપે (બાષ્પોત્સર્જન દ્વારા) નિકાલ કરીને છુટકારો મેળવે છે.

૩. પર્ણો ખેરવવા: કેટલાક નકામા પદાર્થોનો સંગ્રહ પર્ણોમાં કે કોષીય રસધાનીમાં થાય છે, અને જ્યારે આ પર્ણો ખરી પડે છે ત્યારે વનસ્પતિને તે કચરાથી છુટકારો મળે છે.

૪. ગુંદર અને રાળ: અન્ય ઉત્સર્ગ દ્રવ્યોનો સંગ્રહ વનસ્પતિની જૂની જલવાહક પેશીમાં ‘રેઝિન’ (રાળ) અને ‘ગુંદર’ સ્વરૂપે થાય છે.

૫. જમીનમાં નિકાલ: વનસ્પતિ કેટલાક ઉત્સર્ગ પદાર્થોને પોતાના મૂળ દ્વારા આસપાસની ભૂમિ (જમીન)માં પણ ઉત્સર્જિત કરે છે.

પ્રશ્ન 3: મૂત્રનિર્માણના પ્રમાણનું નિયમન કેવી રીતે થાય છે ?

જવાબ: શરીરમાં મૂત્રનિર્માણના પ્રમાણનું નિયમન (એટલે કે મૂત્ર ઓછું બનશે કે વધારે) મુખ્યત્વે બે બાબતો પર આધાર રાખે છે:

૧. શરીરમાં રહેલા વધારાના પાણીની માત્રા: શરીરમાં પાણીનું પુનઃશોષણ કેટલું થશે તે શરીરમાં રહેલા વધારાના પાણીની માત્રા પર આધાર રાખે છે.

૨. નકામા પદાર્થોની માત્રા: શરીરમાંથી નિકાલ કરવાના દ્રાવ્ય નકામા પદાર્થો (ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો)ની માત્રા કેટલી છે તેના પર પણ તે આધાર રાખે છે. ટૂંકમાં, જો શરીરમાં પાણી વધુ હોય અને ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો કાઢવાના હોય, તો મૂત્ર વધુ બને છે; પણ જો શરીરમાં પાણીની અછત હોય (જેમ કે ઉનાળામાં વધુ પરસેવો થવાથી), તો પાણીનું વધુ પ્રમાણમાં પુનઃશોષણ થાય છે અને પરિણામે મૂત્ર ઓછું બને છે.

સ્વાધ્યાય ના પ્રશ્નો

ચોક્કસ, પ્રકરણ 5 “જૈવિક ક્રિયાઓ” ના સ્વાધ્યાયમાં પાના નંબર 99 પર આપેલા પ્રશ્નો (5 થી 13) ના જવાબો હું તમને એકદમ સરળ અને વિગતવાર ભાષામાં સમજાવું છું:

પ્રશ્ન 5: આપણા શરીરમાં ચરબીનું પાચન કેવી રીતે થાય છે ? આ પ્રક્રિયા ક્યાં થાય છે ?

જવાબ: આપણા શરીરમાં ચરબીનું પાચન નાના આંતરડામાં થાય છે. જઠરમાંથી આવતો ખોરાક જ્યારે નાના આંતરડામાં પ્રવેશે છે ત્યારે તેમાં રહેલી ચરબી મોટા ગોલકો (ટુકડાઓ) સ્વરૂપે હોય છે. યકૃતમાંથી આવતો ‘પિત્તરસ‘ આ મોટા ગોલકોને તોડીને નાના ગોલકોમાં ફેરવે છે (જેને વિજ્ઞાનની ભાષામાં તૈલોદીકરણ કહે છે). નાના ગોલકોમાં ફેરવાયા બાદ સ્વાદુપિંડમાંથી આવતો ‘લાયપેઝ‘ નામનો ઉત્સેચક આ ચરબીનું પાચન કરે છે અને આંત્રરસના ઉત્સેચકો અંતે તેને ફેટી ઍસિડ અને ગ્લિસરોલમાં ફેરવી નાખે છે.

પ્રશ્ન 6: ખોરાકના પાચનમાં લાળરસની ભૂમિકા શું છે ?

જવાબ: જ્યારે આપણે ખોરાક ખાઈએ છીએ, ત્યારે મુખમાં આવેલી લાળગ્રંથિઓમાંથી લાળરસનો સ્ત્રાવ થાય છે, જે ખોરાકને પોચો અને ભીનો બનાવે છે જેથી તેને ગળવો સહેલો બને છે. વળી, લાળરસમાં ‘એમાયલેઝ’ નામનો પાચક ઉત્સેચક આવેલો હોય છે. તે ખોરાકમાં રહેલા જટિલ ‘સ્ટાર્ચ’ ના અણુઓનું વિઘટન કરીને તેને સરળ ‘શર્કરા’ માં ફેરવે છે. આમ, મુખમાંથી જ ખોરાકના પાચનની શરૂઆત કરવામાં લાળરસ અગત્યની ભૂમિકા ભજવે છે.

પ્રશ્ન 7: સ્વયંપોષી પોષણ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ કઈ છે અને તેની નીપજો કઈ છે ?

જવાબ: સ્વયંપોષી પોષણ (પ્રકાશસંશ્લેષણ) માટે નીચેની 4 પરિસ્થિતિઓ કે કાચી સામગ્રીઓ ખૂબ જ જરૂરી છે:

૧. સૂર્યપ્રકાશ

૨. ક્લોરોફિલ (હરિતદ્રવ્ય)

૩. કાર્બન ડાયોક્સાઈડ

૪. પાણી

આ પ્રક્રિયાની નીપજો તરીકે મુખ્યત્વે ‘કાર્બોદિત’ (ગ્લુકોઝ), ‘ઑક્સિજન‘ વાયુ અને ‘પાણી‘ ઉત્પન્ન થાય છે.

પ્રશ્ન 8: જારક અને અજારક શ્વસન વચ્ચે શું તફાવત છે ? કેટલાક સજીવોનાં નામ આપો કે જેમાં અજારક શ્વસન થાય છે.

જવાબ:

• જારક શ્વસન: આ શ્વસન ઑક્સિજનની પૂરતી હાજરીમાં થાય છે. તેમાં કણાભસૂત્રમાં ગ્લુકોઝનું સંપૂર્ણ વિઘટન થઈને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ અને પાણી બને છે અને પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
• અજારક શ્વસન: આ શ્વસન ઑક્સિજનની ગેરહાજરીમાં કે તેના અભાવમાં થાય છે. તેમાં કોષરસમાં ગ્લુકોઝનું અપૂર્ણ વિઘટન થઈને ઈથેનોલ કે લેક્ટિક ઍસિડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ બને છે. જારક શ્વસનની તુલનામાં આમાં ઘણી ઓછી ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
• અજારક શ્વસન કરતા સજીવો: યીસ્ટ જેવા કેટલાક ફૂગ કે સૂક્ષ્મજીવોમાં તથા ક્યારેક ઓક્સિજનના અભાવે આપણી પોતાની સ્નાયુપેશીઓમાં પણ અજારક શ્વસન થાય છે.

પ્રશ્ન 9: વાયુઓના વધારેમાં વધારે વિનિમય માટે વાયુકોષ્ઠોની રચના કેવા પ્રકારની હોય છે ?

જવાબ: આપણા ફેફસાંની અંદર શ્વાસવાહિકાઓ અંતે નાની-નાની ફુગ્ગા જેવી રચનાઓમાં ફેરવાય છે, જેને ‘વાયુકોષ્ઠો’ કહે છે. આ વાયુકોષ્ઠોની દીવાલ અત્યંત પાતળી અને નાજુક હોય છે અને તેના પર રુધિરકેશિકાઓની અત્યંત વિસ્તૃત જાળી પથરાયેલી હોય છે. જ્યારે આપણે શ્વાસ લઈએ ત્યારે આ વાયુકોષ્ઠો હવાથી ભરાઈને ફૂલી જાય છે અને વાયુઓનાં વિનિમય (આપ-લે) માટે એક અત્યંત વિશાળ સપાટી (લગભગ 80 ચોરસ મીટર જેટલી) પૂરી પાડે છે, જેથી રુધિર અને હવાની વચ્ચે ઑક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડની આપ-લે એકદમ સરળતાથી અને મહત્તમ માત્રામાં થઈ શકે.

પ્રશ્ન 10: આપણા શરીરમાં હિમોગ્લોબીનની ઊણપને પરિણામે શું થઈ શકે છે ?

જવાબ: આપણા રુધિરના લાલ રક્તકણોમાં આવેલું ‘હિમોગ્લોબીન‘ એ શ્વસનરંજક દ્રવ્ય છે જે ઑક્સિજનને ફેફસાંમાંથી શરીરના દરેક કોષ સુધી પહોંચાડવાનું કામ કરે છે. જો શરીરમાં હિમોગ્લોબીનની ઊણપ સર્જાય, તો શરીરના કોષોને પૂરતો ઑક્સિજન મળતો નથી. પરિણામે ખોરાકનું પૂરતું ઓક્સિડેશન ન થવાથી કોષોમાં ઊર્જા ઓછી ઉત્પન્ન થાય છે. આના કારણે વ્યક્તિને શ્વાસ લેવામાં તકલીફ પડે છે, જલ્દી થાક લાગે છે, અને એનિમિયા (પાંડુરોગ) જેવી નબળાઈ આવી શકે છે.

પ્રશ્ન 11: મનુષ્યમાં રુધિરના બેવડાં પરિવહનની વ્યાખ્યા આપો. તે શા માટે જરૂરી છે ?

જવાબ: મનુષ્યના શરીરમાં રુધિરના એક સંપૂર્ણ પરિવહન ચક્ર દરમિયાન રુધિર હૃદયમાંથી બે વખત પસાર થાય છે (એક વાર ઑક્સિજનવિહીન અને બીજી વાર ઑક્સિજનયુક્ત રુધિર). આ પ્રક્રિયાને રુધિરનું ‘બેવડું પરિવહન’ કહે છે.

જરૂરિયાત: આ પદ્ધતિને કારણે હૃદયમાં ઑક્સિજનવાળું શુદ્ધ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડવાળું અશુદ્ધ રુધિર એકબીજા સાથે મિશ્ર થતું અટકે છે. મનુષ્ય અને પક્ષીઓને પોતાના શરીરનું ચોક્કસ તાપમાન જાળવી રાખવા માટે સતત ઉચ્ચ ઊર્જાની જરૂર હોય છે, જે રુધિર અલગ રહીને કોષોને કાર્યક્ષમ રીતે પૂરતો ઑક્સિજન પૂરો પાડે તો જ શક્ય બને છે.

પ્રશ્ન 12: જલવાહક અને અન્નવાહકમાં પદાર્થોના વહન વચ્ચે શું તફાવત છે ?

જવાબ:

• જલવાહક પેશી: તે મૂળ દ્વારા જમીનમાંથી શોષાયેલા પાણી અને ખનિજ ક્ષારોનું વહન માત્ર નીચેથી ઉપરની તરફ (એક જ દિશામાં) કરે છે. આ વહન માટે પર્ણો દ્વારા થતું બાષ્પોત્સર્જનનું ખેંચાણબળ અને મૂળદાબ જેવા સામાન્ય ભૌતિક બળો જવાબદાર છે, જેમાં વનસ્પતિની ઊર્જા વપરાતી નથી.
• અન્નવાહક પેશી: તે પર્ણોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા બનેલા ખોરાક (સુક્રોઝ વગેરે)નું વહન વનસ્પતિના વિવિધ ભાગોમાં (ઉપર અને નીચે બંને દિશામાં) કરે છે. આ સ્થળાંતરણની પ્રક્રિયામાં ATP માંથી પ્રાપ્ત ઊર્જાનો સક્રિય ઉપયોગ થાય છે.

પ્રશ્ન 13: ફેફસાંમાં વાયુકોષ્ઠોની અને મૂત્રપિંડમાં મૂત્રપિંડનલિકાની રચના અને તેઓની ક્રિયાવિધિની તુલના કરો.

જવાબ:

• રચનાની તુલના: ફેફસાંમાં હવાના માર્ગના છેડે અસંખ્ય ફુગ્ગા જેવી રચનાઓ આવેલી હોય છે જેને વાયુકોષ્ઠો કહે છે. જ્યારે મૂત્રપિંડમાં અસંખ્ય ગૂંચળામય નલિકાઓ અને ‘બાઉમેનની કોથળી’માં રુધિરકેશિકાગુચ્છથી બનેલા પાયાના ગાળણ એકમો આવેલા હોય છે જેને મૂત્રપિંડનલિકા (નેફ્રોન) કહે છે. બંનેની દીવાલ પાતળી હોય છે અને બંનેની આસપાસ રુધિરકેશિકાઓની વિશાળ જાળી પથરાયેલી હોય છે.
• ક્રિયાવિધિની તુલના: વાયુકોષ્ઠોનો મુખ્ય હેતુ રુધિર અને હવાની વચ્ચે વાયુઓ (ઑક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ) ની આપ-લે માટે એક વિશાળ સપાટી પૂરી પાડવાનો છે. જ્યારે મૂત્રપિંડનલિકાનો મુખ્ય હેતુ રુધિરમાંથી નાઈટ્રોજનયુક્ત નકામા અને ઝેરી કચરા (યુરિયા, યુરિક એસિડ વગેરે)નું ગાળણ કરી, ઉપયોગી પદાર્થોનું પુનઃશોષણ કરી અને કચરાનો મૂત્ર સ્વરૂપે નિકાલ કરવાનો છે.