खमीर में अवायवीय श्वसन: क्या, कैसे, कब, कहाँ, मार्ग और कई तथ्य

अवायवीय श्वसन एक ऑक्सीजन स्वतंत्र श्वसन प्रक्रिया है, जिसका अर्थ है कि जब इस प्रक्रिया के माध्यम से वातावरण में ऑक्सीजन मौजूद नहीं है तो एक जीव ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है। यहां हम खमीर में अवायवीय श्वसन के संबंध में सभी संभावित पहलुओं पर चर्चा करने जा रहे हैं। 

जब वातावरण में ऑक्सीजन की कमी होती है तो यीस्ट अवायवीय रूप से श्वसन करना शुरू कर देता है। इस प्रक्रिया में चीनी या ग्लूकोज के अणु ग्लाइकोलाइसिस से गुजरते हैं और पाइरूवेट में टूट जाते हैं। पाइरूवेट आगे टूट जाता है, इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ थोड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करता है। इस प्रकार के श्वसन को यीस्ट में अवायवीय श्वसन के रूप में जाना जाता है। 

सामान्य यीस्ट या सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया किण्वन प्रक्रिया में अपनी भूमिका के लिए व्यावसायिक रूप से सबसे लोकप्रिय यीस्ट प्रजातियों में से एक है। यीस्ट में एरोबिक और एनारोबिक दोनों तरीकों से सांस लेने की क्षमता होती है लेकिन जब पर्यावरण में ऑक्सीजन अनुपस्थित होती है तो यीस्ट अवायवीय रूप से सांस लेना शुरू कर देता है। इसे के नाम से भी जाना जाता है बेकर का खमीर।

अवायवीय श्वसन से विकिमीडिया कॉमन्स

यीस्ट में अवायवीय श्वसन कैसे होता है?  ?

खमीर एककोशिकीय होते हैं यूकेरियोटिक कवकएरोबिक और एनारोबिक दोनों तरीकों से सेलुलर श्वसन को आगे बढ़ाने में सक्षम।

जब कोशिकीय वातावरण में ऑक्सीजन मौजूद होता है तो यीस्ट एक एरोबिक श्वसन प्रक्रिया के लिए जाता है और अधिक ऊर्जा पैदा करता है। लेकिन अगर वातावरण में ऑक्सीजन की कमी हो तो यीस्ट किण्वन करना शुरू कर देता है। अवायवीय श्वसन प्रक्रिया के लिए ग्लूकोज अणु (6-कार्बन अणु) ग्लाइकोलाइसिस से गुजरता है और पाइरूवेट (2-कार्बन अणु) के 3 अणुओं में टूट जाता है। बाद में पाइरूवेट कार्बनिक अल्कोहल इथेनॉल (2-कार्बन अणु) में परिवर्तित हो जाता है, एक कार्बोक्सिल समूह कार्बन डाइऑक्साइड अणु और थोड़ी मात्रा में ऊर्जा रिलीज करता है।

चूंकि इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन के अणु सल्फेट जैसे अन्य अकार्बनिक अणुओं में शामिल नहीं होते हैं, नाइट्रेट समूह इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं और ऊर्जा छोड़ते हैं। इस प्रकार की फास्फारिलीकरण प्रक्रिया ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण प्रक्रिया की तुलना में कम कुशल होती है। इसलिए कम मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन होता है। 

यीस्ट में अवायवीय श्वसन कहाँ होता है?

खमीर एककोशिकीय यूकेरियोटिक कवक प्रजाति है। दोनों में सांस लेने की क्षमता होना एरोबिक और एनारोबिक तौर तरीका।

खमीर में अवायवीय श्वसन जीव के कोशिकीय कोशिकाद्रव्य में होता है। 

एरोबिक श्वसन प्रक्रिया में पहला चरण ग्लाइकोलाइसिस साइटोप्लाज्म में होता है और बाद में एसिटाइल-सीओए के गठन से लेकर ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण तक सभी चरणों में होता है। माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स में होता है.

मनुष्य और यीस्ट में अवायवीय श्वसन कब होता है?

दो प्रमुख प्रकार की अवायवीय श्वसन प्रक्रियाएं पाई जाती हैं, जैसे लैक्टिक एसिड उत्पादन और अल्कोहल किण्वन। 

मनुष्य में लैक्टिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया पाई जाती है और यीस्ट सेल में अल्कोहल किण्वन प्रक्रिया पाई जाती है। 

मनुष्य में लैक्टिक अम्ल उत्पादन प्रक्रिया पाई जाती है। गहन व्यायाम या कड़ी मेहनत के दौरान मांसपेशियों के ऊतकों में सेलुलर वातावरण में पर्याप्त ऑक्सीजन की कमी होती है। इस पर काबू पाने के लिए पेशी कोशिकाएं अवायवीय रूप से श्वसन करने लगती हैं और ऊर्जा उत्पन्न करती हैं। इस प्रक्रिया में ग्लूकोज ग्लाइकोलाइसिस से गुजरता है और पाइरूवेट में परिवर्तित हो जाता है। पाइरूवेट आगे लैक्टिक एसिड में टूट जाता है और ऊर्जा छोड़ता है। 

ग्लूकोज → लैक्टिक एसिड + ऊर्जा

C₆H₁₂O₆    → सी₃H₆O₃ + ऊर्जा (2ATP)

से लैक्टिक एसिड उत्पादन विकिमीडिया कॉमन्स

यीस्ट में जब वातावरण में ऑक्सीजन की कमी होती है तो यह किण्वन प्रक्रिया के माध्यम से सांस लेना शुरू कर देता है। इस प्रक्रिया में चीनी या ग्लूकोज के अणु ग्लाइकोलाइसिस से गुजरते हैं और पाइरूवेट में टूट जाते हैं। पाइरूवेट आगे टूट जाता है, इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ थोड़ी मात्रा में ऊर्जा (आमतौर पर एटीपी के 2 अणु) का उत्पादन करता है।

ग्लूकोज → इथेनॉल + कार्बन डाइऑक्साइड + ऊर्जा

C₆H₁₂O₆   → सी₂H₅ओह + सीओ₂ + ऊर्जा (2ATP)

से अल्कोहल किण्वन विकिमीडिया कॉमन्स

खमीर समीकरण में अवायवीय श्वसन?

यीस्ट में अवायवीय श्वसन का समीकरण- 

ग्लूकोज → इथेनॉल + कार्बन डाइऑक्साइड + ऊर्जा

C₆H₁₂O₆→ सी₂H₅ओह + सीओ₂+ ऊर्जा (2ATP)

समीकरण में कहा गया है कि अवायवीय श्वसन के एक चक्र में एक ग्लूकोज (6-कार्बन अणु) अणु टूट जाता है और कम मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करता है, आमतौर पर एटीपी या एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के 2 अणु इथेनॉल के एक अणु (2 - कार्बन अणु) और एक अणु के साथ। कार्बन डाइऑक्साइड (1-कार्बन अणु)।

खमीर प्रयोग में अवायवीय श्वसन?

Saccharomyces cerevisiae या सामान्य खमीर का उपयोग अवायवीय श्वसन विधि से शराब बनाने की क्षमता के कारण आर्थिक रूप से बहुत लोकप्रिय है। आइए एक साधारण प्रयोग के माध्यम से यीस्ट में अवायवीय श्वसन को प्रदर्शित करें।

सिद्धांत

सामान्य खमीर या सैक्रोमाइसेस सेरेविसिया है a एककोशिकीय यूकेरियोटिक कवक ऑक्सीजन अणुओं की अनुपस्थिति में अवायवीय रूप से श्वसन करने में सक्षम। अवायवीय श्वसन प्रक्रिया के दौरान खमीर ग्लूकोज अणुओं को तोड़ता है और कार्बनिक अल्कोहल (इथेनॉल) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के साथ कुछ मात्रा में ऊर्जा पैदा करता है। इस प्रक्रिया को किण्वन प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है। 

C₆H₁₂O₆   → सी₂H₅ओह + सीओ₂ + ऊर्जा (2ATP)

सामग्री की आवश्यकता

• खमीर
• 60 ग्राम पानी
• 30 ग्राम ग्लूकोज
• ब्रेकर
• कुप्पी
• थर्मामीटर
• दो छेद वाले कॉर्क
• लौ जलाने वाला
• नीबू पानी या CA (OH) 2 (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का जलीय घोल)
• परखनली
• तरल पैराफिन
• वितरण ट्यूब

प्रक्रिया

• एक बीकर में पानी डालें और उसमें ग्लूकोज़ पाउडर डालें।
• इसे एक बर्नर से गर्म करें।
• उबले हुए पानी को बिना हिलाए ठंडा कर लें।
• पानी में खमीर डालें
• इसे फ्लास्क में स्थानांतरित करें
• फ्लास्क में तरल पैराफिन डालें
• फ्लास्क के उद्घाटन को दो छेद वाले कॉर्क से बंद करें।
• कॉर्क के एक छेद से फ्लास्क में थर्मामीटर डालें।
• दूसरे छेद के माध्यम से एक डिलीवरी ट्यूब डालें।
• डिलीवरी ट्यूब के दूसरे सिरे को टेस्ट ट्यूब में एडजस्ट करें
• परखनली को चूने के पानी से भरें
• थर्मामीटर के पठन से प्रारंभिक तापमान नोट करें। 

परिणाम

24 घंटे बिताने के बाद हम देखते हैं कि ग्लूकोज के घोल का तापमान बढ़ जाता है। परखनली में चूने का पानी अपने रंग को सफेद दूधिया रंग में बदल देता है। फ्लास्क कॉर्क खोलने के बाद घोल से एक मादक गंध आती है। 

विश्लेषण

समाधान का बढ़ता तापमान समाधान में ऊर्जा उत्पादन को इंगित करता है। चूने के पानी का दूधिया सफेद रंग ग्लूकोज के घोल से CO2 या कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई को दर्शाता है। मादक गंध नमूना समाधान में इथेनॉल के उत्पादन को इंगित करता है। 

इसका मतलब है कि ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में खमीर (उबला हुआ पानी) में इथेनॉल के साथ अवायवीय श्वसन उत्पादन ऊर्जा शामिल होती है और इससे कार्बन डाइऑक्साइड CO2 निकलती है।

अवायवीय जीवों के बारे में अधिक जानने के लिए हमारा लेख पढ़ें 10+ अवायवीय जीवाणु उदाहरण :विस्तृत व्याख्या

खमीर उत्पादों में अवायवीय श्वसन?

अवायवीय श्वसन के दौरान ऊर्जा के साथ कुछ प्रतिक्रिया उपोत्पाद भी बनते हैं।

खमीर में अवायवीय श्वसन के दौरान उत्पादित उत्पाद एटीपी के 2 अणु या एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, इथेनॉल का एक अणु (C) है।₂H₅OH) और कार्बन डाइऑक्साइड का एक अणु (CO .)₂). 

खमीर में अवायवीय श्वसन का मार्ग 

अवायवीय श्वसन मार्ग उतना जटिल नहीं है जितना कि एरोबिक श्वसन मार्ग। इसमें एसिटाइल-सीओए गठन, क्रेब्स चक्र, आदि जैसे कई चरण शामिल नहीं हैं। अवायवीय श्वसन मार्ग बहुत सरल है और आम तौर पर कार्बनिक यौगिकों के साथ ऊर्जा का उत्पादन करता है। 

यीस्ट में अवायवीय श्वसन के मार्ग में क्रमशः दो चरण होते हैं-

• ग्लाइकोलाइसिस
• संक्रमण प्रतिक्रिया

ग्लाइकोलाइसिस

अवायवीय श्वसन में पहला कदम एरोबिक श्वसन के समान है जो ग्लाइकोलाइसिस है। इस प्रक्रिया में ग्लूकोज अणु (6-कार्बन अणु) टूट जाता है और कुछ मात्रा में ऊर्जा पैदा करता है, आमतौर पर 2 एटीपी अणु पाइरुविक एसिड या पाइरूवेट (2-कार्बन अणु) के 3 अणुओं के साथ। 

संक्रमण प्रतिक्रिया

यह अवायवीय श्वसन का दूसरा और अंतिम चरण है। इस प्रक्रिया में पाइरूवेट कुछ कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है, खमीर के मामले में यह इथेनॉल में परिवर्तित हो जाता है और कम मात्रा में ऊर्जा (2 एटीपी) पैदा करता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है।  

अधिक जानने के लिए अवायवीय श्वसन पर हमारा लेख पढ़ें: किण्वन अवायवीय श्वसन है: क्या, क्यों, विस्तृत तथ्य

अवायवीय श्वसन खमीर और मानव कोशिकाओं में कैसे भिन्न होता है?

खमीर कोशिकाओं और मानव कोशिकाओं में अवायवीय श्वसन प्रक्रियाएं एक दूसरे से भिन्न होती हैं। 

खमीर कोशिकाओं में अवायवीय श्वसन प्रक्रिया आम तौर पर किण्वन प्रक्रिया होती है जो उप-उत्पाद के रूप में इथेनॉल या कुछ अन्य अल्कोहल का उत्पादन करती है।

मानव कोशिकाओं के मामले में अवायवीय श्वसन आम तौर पर एक लैक्टिक एसिड उत्पादन प्रक्रिया है जिसमें लैक्टिक एसिड प्रतिक्रिया के उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है जिससे मांसपेशियों में दर्द होता है।

अधिक जानने के लिए अवायवीय श्वसन पर हमारा लेख पढ़ें 4+ अवायवीय श्वसन उदाहरण: विस्तृत स्पष्टीकरण

समग्र रूप से हम कह सकते हैं कि खमीर का अवायवीय श्वसन आर्थिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हम यीस्ट में अवायवीय श्वसन प्रक्रिया के मार्ग और चरणों की भी चर्चा करते हैं। हम खमीर और मानव कोशिकाओं में अवायवीय श्वसन के बीच अंतर देखते हैं। आशा है कि यह आपके लिए अच्छी जानकारीपूर्ण होगी।

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पियाली दास

नमस्ते, मैं पियाली दास हूं, कलकत्ता विश्वविद्यालय से प्राणीशास्त्र में स्नातकोत्तर कर रही हूं। मुझे एकेडमिक आर्टिकल लिखने का बहुत शौक है। मेरा उद्देश्य पाठकों को अपने लेखन के माध्यम से जटिल चीजों को सरल तरीके से समझाना है।