जीवों में श्वसन (Respiration in Organisms)

कक्षा 7 विज्ञान अध्याय 6 'जीवों में श्वसन' (Respiration in Organisms) सजीव प्राणियों में ऊर्जा उत्पादन की जैव-रासायनिक और शारीरिक प्रक्रियाओं का गहन और वैज्ञानिक अध्ययन प्रस्तुत करता है। इस अध्याय में विद्यार्थी कोशिकीय श्वसन की आधारभूत संकल्पना समझते हैं, जिसमें ऑक्सीजन की उपस्थिति में होने वाले उच्च ऊर्जा-उत्पादक वायवीय श्वसन (Aerobic Respiration) तथा ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में यीस्ट में होने वाले किण्वन (एथिल ऐल्कोहॉल निर्माण) एवं अत्यधिक व्यायाम के समय मानव पेशियों में लैक्टिक अम्ल निर्माण वाले अवायवीय श्वसन (Anaerobic Respiration) के बीच अंतर स्पष्ट किया गया है। इसके अतिरिक्त भौतिक श्वासोच्छ्वास (सांस लेना और छोड़ना) तथा रासायनिक कोशिकीय श्वसन में विभेद, मानव श्वसन तंत्र (नासा गुहा, ग्रसनी, श्वासनली, फेफड़े और कूपिकाएं/वायुकोष्ठिका), डायाफ्राम और पसलियों की गति से संचालित श्वसन यांत्रिकी, विभिन्न जंतुओं में श्वसन विधियों (कीटों में श्वास रंध्र व प्रणाल, केंचुए में आर्द्र त्वचा, मेंढक में त्वचा व फेफड़े, तथा मछलियों में क्लोम/गलफड़े), एवं पादपों में रंध्रों, वातरंध्रों और मूल रोमों द्वारा गैसीय आदान-प्रदान का विस्तृत विवरण बिहार बोर्ड की पाठ्यचर्या के अनुसार समाहित किया गया है।

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यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है

अध्याय का सार संक्षेप एवं 10 मुख्य निष्कर्ष

मुख्य बिंदु 1

कक्षा 7 विज्ञान अध्याय 6 'जीवों में श्वसन' (Respiration in Organisms) सजीव प्राणियों में ऊर्जा उत्पादन की जैव-रासायनिक और शारीरिक प्रक्रियाओं का एक संपूर्ण, प्रामाणिक और वैज्ञानिक सिंहावलोकन प्रस्तुत करता है। सभी जीवित जीवों को अपनी जैविक गतिविधियों—जैसे वृद्धि, गति, पाचन, तंत्रिका संवहन और कोशिका विभाजन—को संचालित करने के लिए निरंतर ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा हमारे द्वारा ग्रहण किए गए भोजन (ग्लूकोस) के कोशिकीय विखंडन से एटीपी (ATP) के रूप में मुक्त होती है। जब ग्लूकोस का विखंडन ऑक्सीजन की उपस्थिति में होता है, तो इसे वायवीय श्वसन कहते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रिया में संपन्न होकर 36-38 एटीपी ऊर्जा, CO2 और जल बनाता है। जब विखंडन ऑक्सीजन के बिना होता है, तो इसे अवायवीय श्वसन कहते हैं। यीस्ट जैसे एककोशिकीय कवक में अवायवीय श्वसन से एथिल ऐल्कोहॉल और CO2 बनती है, जिसका उपयोग बेकरी में ब्रेड को स्पंजी बनाने और मद्य निर्माण में किया जाता है। अत्यधिक व्यायाम के समय मानव पेशी कोशिकाओं में तात्कालिक ऑक्सीजन कमी के कारण ग्लूकोस लैक्टिक अम्ल में बदल जाता है, जिससे पेशियों में दर्दनाक ऐंठन उत्पन्न होती है; गर्म स्नान या मालिश से रक्त संचार सुधरने पर लैक्टिक अम्ल टूट जाता है और राहत मिलती है।

मुख्य बिंदु 2

अध्याय में सांस लेने (श्वासोच्छ्वास) और कोशिकीय श्वसन में स्पष्ट अंतर किया गया है। श्वासोच्छ्वास एक भौतिक यांत्रिक क्रिया है जिसमें अंतःश्वसन (21% O2 अंदर लेना) और उच्च्श्वसन (16.4% O2 और 4.4% CO2 बाहर छोड़ना) शामिल है। सामान्य विश्राम अवस्था में श्वसन दर 15-18 बार प्रति मिनट होती है, जो व्यायाम के समय बढ़कर 25 या अधिक हो जाती है। उच्च्श्वसित वायु में CO2 की अधिकता को चूने के पानी के दूधिया होने द्वारा प्रयोगशाला में सिद्ध किया जाता है। मानव श्वसन तंत्र में नासा गुहा के रोम व श्लेष्मा वायु को छानते व नम करते हैं, श्वासनली के उपास्थि छल्ले उसे पिचकने से बचाते हैं, और फेफड़ों की 30-50 करोड़ वायुकोष्ठिकाएं 80 वर्ग मीटर का विशाल विनिमय क्षेत्रफल प्रदान करती हैं। अंतःश्वसन में पसलियों की ऊपर-बाहर और डायाफ्राम की नीचे गति से वक्ष गुहा का आयतन बढ़ता है जिससे वायु अंदर आती है; उच्च्श्वसन में पसलियों की नीचे-अंदर और डायाफ्राम की ऊपर गति से आयतन घटता है और वायु बाहर निकल जाती है।

मुख्य बिंदु 3

विविध जंतुओं में श्वसन अनुकूलनों का तुलनात्मक अध्ययन दर्शाता है कि कीटों में रक्त के बिना काम करने वाले श्वास रंध्र व प्रणाल जाल, केंचुए में नम त्वचा, मेंढक में जल में त्वचा व थल पर फेफड़े, तथा मछलियों में जल में घुली ऑक्सीजन सोखने वाले लाल गलफड़े (क्लोम) कार्य करते हैं। पादपों में कोई केंद्रीय श्वसन अंग नहीं होता; उनका प्रत्येक अंग स्वतंत्र रूप से श्वसन करता है—पत्तियों में द्वार कोशिकाओं द्वारा नियंत्रित रंध्र, काष्ठीय तनों में वातरंध्र, और जड़ों में मूल रोम जो मिट्टी के कणों के बीच स्थित वायु छिद्रों से ऑक्सीजन अवशोषित करते हैं। पौधे 24 घंटे श्वसन करते हैं; दिन में प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता के कारण शुद्ध O2 बाहर निकलती है, जबकि रात में केवल CO2 छोड़ी जाती है। खेतों में अत्यधिक जलभराव होने पर मिट्टी के वायु छिद्र बंद हो जाते हैं जिससे जड़ों का दम घुटता है और पौधे सूख जाते हैं।

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