జీవం మరియు జీవం కానిది మధ్య తేడాను మనం ఎలా గుర్తించగలం? మనం ఒక కుక్క పరిగెత్తడం, లేదా ఒక ఆవు రోమును నమలడం, లేదా వీధిలో బిగ్గరగా అరుస్తున్న మనిషిని చూసినప్పుడు, అవి జీవులు అని మనకు తెలుసు. కుక్క లేదా ఆవు లేదా మనిషి నిద్రపోతున్నట్లయితే ఏమి చేయాలి? అవి జీవంతో ఉన్నాయని మనం ఇంకా అనుకుంటాము, కానీ అది మనకు ఎలా తెలుసు? మనం వాటిని శ్వాసిస్తున్నట్లు చూస్తాము, మరియు అవి జీవంతో ఉన్నాయని మనకు తెలుసు. మొక్కలు ఏమిటి? అవి జీవంతో ఉన్నాయని మనకు ఎలా తెలుసు? మనం వాటిని పచ్చగా చూస్తాము, మనలో కొంతమంది చెబుతారు. కానీ పచ్చని కాకుండా ఇతర రంగుల ఆకులను కలిగి ఉన్న మొక్కలు ఏమిటి? అవి కాలక్రమేణా పెరుగుతాయి, కాబట్టి అవి జీవంతో ఉన్నాయని మనకు తెలుసు, కొంతమంది చెబుతారు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, జీవంగా ఉండటానికి సాధారణ సాక్ష్యంగా కొన్ని రకాల కదలికలను, పెరుగుదలకు సంబంధించినవి కాకపోయినా, మనం భావించే ధోరణి ఉంటుంది. కానీ దృశ్యమానంగా పెరగని మొక్క ఇంకా జీవంతో ఉంటుంది, మరియు కొన్ని జంతువులు దృశ్యమాన కదలిక లేకుండా శ్వాసించగలవు. కాబట్టి జీవితాన్ని నిర్వచించే లక్షణంగా దృశ్యమాన కదలికను ఉపయోగించడం సరిపోదు.

చాలా చిన్న స్థాయిలలో కదలికలు నగ్నాక్షికి అదృశ్యంగా ఉంటాయి, ఉదాహరణకు, అణువుల కదలికలు. జీవితానికి ఈ అదృశ్యమాన అణు కదలిక అవసరమా? మనం ఈ ప్రశ్నను వృత్తిపరమైన జీవశాస్త్రవేత్తలను అడిగితే, వారు అవును అని చెబుతారు. వాస్తవానికి, వైరస్లు వాటిలో ఎటువంటి అణు కదలికను చూపించవు (అవి కొన్ని కణాలను సోకే వరకు), మరియు అవి నిజంగా జీవంతో ఉన్నాయా లేదా అనే దానిపై వివాదం ఉండటానికి ఇది కొంత కారణం.

జీవితానికి అణు కదలికలు ఎందుకు అవసరం? జీవులు చక్కగా నిర్వహించబడిన నిర్మాణాలు అని మనం మునుపటి తరగతుల్లో చూశాము; వాటికి కణజాలాలు ఉండవచ్చు, కణజాలాలకు కణాలు ఉంటాయి, కణాలలో చిన్న భాగాలు ఉంటాయి, మరియు అలాగే. పర్యావరణ ప్రభావాల కారణంగా, జీవ నిర్మాణాల యొక్క ఈ నిర్వహించబడిన, క్రమబద్ధమైన స్వభావం కాలక్రమేణా విచ్ఛిన్నమవుతుంది. క్రమం విచ్ఛిన్నమైతే, జీవి ఇక జీవంతో ఉండదు. కాబట్టి జీవులు తమ నిర్మాణాలను మరమ్మత్తు చేసుకోవడం మరియు నిర్వహించడం కొనసాగించాలి. ఈ నిర్మాణాలన్నీ అణువులతో తయారు చేయబడినందున, అవి అణువులను ఎప్పుడూ చుట్టూ తిప్పాలి.

జీవులలో నిర్వహణ ప్రక్రియలు ఏమిటి? చూద్దాం.

5.1 జీవ ప్రక్రియలు అంటే ఏమిటి?

జీవుల నిర్వహణ విధులు వారు ఏదైనా ప్రత్యేకంగా చేయకపోయినా కూడా కొనసాగాలి. మనం తరగతిలో కూర్చున్నప్పుడు కూడా, మనం నిద్రపోతున్నప్పుడు కూడా, ఈ నిర్వహణ పని కొనసాగాలి. ఈ నిర్వహణ పనిని కలిసి నిర్వహించే ప్రక్రియలు జీవ ప్రక్రియలు.

ఈ నిర్వహణ ప్రక్రియలు నష్టం మరియు విచ్ఛిన్నాన్ని నిరోధించడానికి అవసరం కాబట్టి, వాటికి శక్తి అవసరం. ఈ శక్తి వ్యక్తిగత జీవి శరీరం వెలుపల నుండి వస్తుంది. కాబట్టి, జీవి శరీరం వెలుపల నుండి శక్తి మూలాన్ని, మనం ఆహారం అని పిలుస్తాము, లోపలికి బదిలీ చేయడానికి ఒక ప్రక్రియ ఉండాలి, ఈ ప్రక్రియను మనం సాధారణంగా పోషణ అని పిలుస్తాము. జీవుల శరీర పరిమాణం పెరగాలంటే, అదనపు ముడి పదార్థాలు కూడా వెలుపల నుండి అవసరం. భూమిపై జీవితం కార్బన్ ఆధారిత అణువులపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, ఈ ఆహార మూలాలలో ఎక్కువ భాగం కార్బన్ ఆధారితమైనవి. ఈ కార్బన్ మూలాల సంక్లిష్టతను బట్టి, వివిధ జీవులు వివిధ రకాల పోషణ ప్రక్రియలను ఉపయోగించగలవు.

వ్యక్తిగత జీవి నియంత్రణలో పర్యావరణం లేనందున, శక్తి యొక్క బాహ్య మూలాలు చాలా వైవిధ్యంగా ఉండవచ్చు. అందువల్ల, శక్తి యొక్క ఈ మూలాలు శరీరంలో విచ్ఛిన్నం చేయబడాలి లేదా నిర్మించబడాలి, మరియు చివరికి జీవ నిర్మాణాలను నిర్వహించడానికి అవసరమైన వివిధ అణు కదలికలకు ఉపయోగించే ఏకరీతి శక్తి మూలంగా మార్చబడాలి, అలాగే శరీరం పెరగడానికి అవసరమైన రకమైన అణువులకు కూడా. దీని కోసం, శరీరంలో ఒక శ్రేణి రసాయన ప్రతిచర్యలు అవసరం. ఆక్సీకరణ-క్షయకరణ ప్రతిచర్యలు అణువులను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి చాలా సాధారణ రసాయన మార్గాలలో కొన్ని. దీని కోసం, చాలా జీవులు శరీరం వెలుపల నుండి పొందిన ఆక్సిజన్ను ఉపయోగిస్తాయి. శరీరం వెలుపల నుండి ఆక్సిజన్ను పొందడం, మరియు కణ అవసరాల కోసం ఆహార మూలాల విచ్ఛిన్నం ప్రక్రియలో దానిని ఉపయోగించడం, దానిని మనం శ్వాసక్రియ అని పిలుస్తాము.

ఏకకణ జీవి విషయంలో, ఆహారం తీసుకోవడానికి, వాయువుల మార్పిడి లేదా వ్యర్థాలను తొలగించడానికి ఎటువంటి నిర్దిష్ట అవయవాలు అవసరం కాకపోవచ్చు ఎందుకంటే జీవి యొక్క మొత్తం ఉపరితలం పర్యావరణంతో సంప్రదించి ఉంటుంది. కానీ జీవి యొక్క శరీర పరిమాణం పెరిగి, శరీర నిర్మాణం మరింత సంక్లిష్టంగా మారినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది? బహుకణ జీవులలో, అన్ని కణాలు చుట్టుపక్కల పర్యావరణంతో నేరుగా సంప్రదించకపోవచ్చు. అందువలన, సాధారణ వ్యాప్తి అన్ని కణాల అవసరాలను తీర్చదు.

బహుకణ జీవులలో, వివిధ శరీర భాగాలు వారు నిర్వహించే విధులలో ప్రత్యేకత పొందాయి అని మనం మునుపటిలో చూశాము. ఈ ప్రత్యేక కణజాలాల భావనతో, మరియు జీవి శరీరంలో వాటి సంస్థాపనతో మనం పరిచయం ఉన్నాము. అందువలన, ఆహారం మరియు ఆక్సిజన్ యొక్క గ్రహణ కూడా ప్రత్యేక కణజాలాల యొక్క విధిగా ఉంటుందని ఆశ్చర్యం కలిగించదు. అయితే, ఇది ఒక సమస్యను ఏర్పరుస్తుంది, ఎందుకంటే ఆహారం మరియు ఆక్సిజన్ ఇప్పుడు జీవుల శరీరంలో ఒక ప్రదేశంలో తీసుకోబడతాయి, అయితే శరీరంలోని అన్ని భాగాలు వాటిని అవసరం. ఈ పరిస్థితి శరీరంలో ఒక ప్రదేశం నుండి మరొక ప్రదేశానికి ఆహారం మరియు ఆక్సిజన్ను తీసుకువెళ్లడానికి రవాణా వ్యవస్థ అవసరాన్ని సృష్టిస్తుంది.

రసాయన ప్రతిచర్యలు శక్తి ఉత్పత్తి కోసం కార్బన్ మూలం మరియు ఆక్సిజన్ను ఉపయోగించినప్పుడు, అవి ఉప ఉత్పత్తులను సృష్టిస్తాయి, అవి శరీరం యొక్క కణాలకు ఉపయోగకరంగా ఉండవు, కానీ హానికరంగా కూడా ఉంటాయి. అందువలన, ఈ వ్యర్థ ఉప ఉత్పత్తులు శరీరం నుండి తొలగించబడాలి మరియు విసర్జన అనే ప్రక్రియ ద్వారా బయటకు విసిరివేయబడాలి. మళ్ళీ, బహుకణ జీవులలో శరీర నిర్మాణం కోసం ప్రాథమిక నియమాలు పాటించబడితే, విసర్జన కోసం ఒక ప్రత్యేక కణజాలం అభివృద్ధి చేయబడుతుంది, అంటే రవాణా వ్యవస్థ కణాల నుండి ఈ విసర్జన కణజాలానికి వ్యర్థాలను రవాణా చేయాల్సిన అవసరం ఉంటుంది.

జీవితాన్ని నిర్వహించడానికి చాలా అవసరమైన ఈ వివిధ ప్రక్రియలను ఒక్కొక్కటిగా పరిశీలిద్దాం.

5.2 పోషణ

మనం నడిచినప్పుడు లేదా సైకిల్ తొక్కినప్పుడు, మనం శక్తిని ఉపయోగిస్తున్నాము. మనం ఎటువంటి స్పష్టమైన కార్యాచరణ చేయకపోయినా, మన శరీరంలో క్రమం యొక్క స్థితిని నిర్వహించడానికి శక్తి అవసరం. పెరగడానికి, అభివృద్ధి చేయడానికి, ప్రోటీన్ మరియు శరీరంలో అవసరమైన ఇతర పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేయడానికి మనకు బయటి నుండి పదార్థాలు కూడా అవసరం. శక్తి మరియు పదార్థాల యొక్క ఈ మూలం మనం తినే ఆహారం.

జీవులు తమ ఆహారాన్ని ఎలా పొందుతాయి?

శక్తి మరియు పదార్థాల సాధారణ అవసరం అన్ని జీవులలో సాధారణం, కానీ అది వివిధ మార్గాల్లో నెరవేరుతుంది. కొన్ని జీవులు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటి రూపంలో అకర్బన మూలాల నుండి పొందిన సాధారణ ఆహార పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. ఈ జీవులు, స్వయంపోషకాలు, పచ్చని మొక్కలు మరియు కొన్ని బ్యాక్టీరియాలను కలిగి ఉంటాయి. ఇతర జీవాలు సంక్లిష్ట పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి. ఈ సంక్లిష్ట పదార్థాలు శరీరం యొక్క నిర్వహణ మరియు పెరుగుదల కోసం ఉపయోగించే ముందు సరళమైన వాటిగా విచ్ఛిన్నం చేయబడాలి. దీనిని సాధించడానికి, జీవులు ఎంజైమ్లు అని పిలువబడే జీవ ఉత్ప్రేరకాలను ఉపయోగిస్తాయి. అందువలన, పరపోషకాల మనుగడ నేరుగా లేదా పరోక్షంగా స్వయంపోషకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పరపోషక జీవులలో జంతువులు మరియు శిలీంధ్రాలు ఉంటాయి.

5.2.1 స్వయంపోషక పోషణ

స్వయంపోషక జీవి యొక్క కార్బన్ మరియు శక్తి అవసరాలు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా నెరవేరుతాయి. ఇది స్వయంపోషకాలు బయటి నుండి పదార్థాలను తీసుకొని వాటిని నిల్వ చేయబడిన శక్తి రూపాలుగా మార్చే ప్రక్రియ. ఈ పదార్థం కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటి రూపంలో తీసుకోబడుతుంది, ఇది సూర్యరశ్మి మరియు క్లోరోఫిల్ సమక్షంలో కార్బోహైడ్రేట్లుగా మార్చబడుతుంది. మొక్కకు శక్తిని అందించడానికి కార్బోహైడ్రేట్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఇది ఎలా జరుగుతుందో మనం తదుపరి విభాగంలో అధ్యయనం చేస్తాము. వెంటనే ఉపయోగించని కార్బోహైడ్రేట్లు స్టార్చ్ రూపంలో నిల్వ చేయబడతాయి, ఇది మొక్కకు అవసరమైనప్పుడు ఉపయోగించడానికి అంతర్గత శక్తి నిల్వగా పనిచేస్తుంది. మనం తినే ఆహారం నుండి పొందిన శక్తిలో కొంత భాగం మన శరీరంలో గ్లైకోజన్ రూపంలో నిల్వ చేయబడుతుంది అనేది మనలో కొంత వరకు ఇలాంటి పరిస్థితి చూడబడుతుంది.

$6 \mathrm{CO}_2+12 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}=\dfrac{\text { Chlorophyll }}{\text { Sunlight }}=\underset{\text { (Glucose) }}{\mathrm{C} _6 \mathrm{H} _{12} \mathrm{O} _6}+6 \mathrm{O} _2+6 \mathrm{H} _2 \mathrm{O}$

ఇప్పుడు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియలో వాస్తవానికి ఏమి జరుగుతుందో చూద్దాం. ఈ ప్రక్రియలో ఈ క్రింది సంఘటనలు జరుగుతాయి -

చిత్రం 5.1 ఆకు యొక్క అడ్డుకోత

(i) క్లోరోఫిల్ ద్వారా కాంతి శక్తి శోషణ.

(ii) కాంతి శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చడం మరియు నీటి అణువులను హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్గా విడగొట్టడం.

(iii) కార్బన్ డయాక్సైడ్ను కార్బోహైడ్రేట్లకు క్షయకరణం చేయడం.

ఈ దశలు వెంటనే ఒకదాని తర్వాత ఒకటి జరగవలసిన అవసరం లేదు. ఉదాహరణకు, ఎడారి మొక్కలు రాత్రిపూట కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తీసుకుంటాయి మరియు పగటిపూట క్లోరోఫిల్ ద్వారా గ్రహించబడిన శక్తి ద్వారా పనిచేయబడే ఒక మధ్యస్థాన్ని సిద్ధం చేస్తాయి.

పై ప్రతిచర్య యొక్క ప్రతి భాగాలు కిరణజన్య సంయోగక్రియకు ఎలా అవసరమో చూద్దాం.

మీరు సూక్ష్మదర్శిని కింద ఒక ఆకు యొక్క అడ్డుకోతను జాగ్రత్తగా గమనిస్తే (చిత్రం 5.1లో చూపబడింది), కొన్ని కణాలు పచ్చని చుక్కలను కలిగి ఉన్నాయని మీరు గమనించవచ్చు. ఈ పచ్చని చుక్కలు క్లోరోఫిల్ను కలిగి ఉన్న క్లోరోప్లాస్ట్లు అని పిలువబడే కణ అవయవాలు. క్లోరోఫిల్ కిరణజన్య సంయోగక్రియకు అవసరమని నిరూపించే ఒక కార్యాచరణ చేద్దాం.

చిత్రం 5.2 వేరియేటెడ్ ఆకు (a) ముందు మరియు (b) స్టార్చ్ పరీక్ష తర్వాత

కార్యాచరణ 5.1

• వేరియేటెడ్ ఆకులతో కూడిన గిన్నె మొక్కను తీసుకోండి - ఉదాహరణకు, మనీ ప్లాంట్ లేదా క్రోటన్లు.
• మొక్కను మూడు రోజులు చీకటి గదిలో ఉంచండి, తద్వారా అన్ని స్టార్చ్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇప్పుడు మొక్కను సుమారు ఆరు గంటల పాటు సూర్యరశ్మిలో ఉంచండి.
• మొక్క నుండి ఒక ఆకును తీసుకోండి. దానిలోని పచ్చని ప్రాంతాలను గుర్తించండి మరియు వాటిని కాగితపు షీట్పై గుర్తించండి.
• ఆకును కొన్ని నిమిషాలు మరిగే నీటిలో ముంచండి.
• దీని తర్వాత, ఆల్కహాల్ కలిగిన బీకర్లో ముంచండి.
• పై బీకర్ను జాగ్రత్తగా నీటి స్నానంలో ఉంచండి మరియు ఆల్కహాల్ మరిగే వరకు వేడి చేయండి.
• ఆకు రంగుకు ఏమి జరుగుతుంది? ద్రావణం రంగు ఏమిటి?
• ఇప్పుడు ఆకును కొన్ని నిమిషాలు అయోడిన్ యొక్క సాధారణ ద్రావణంలో ముంచండి.
• ఆకును బయటకు తీసి అయోడిన్ ద్రావణాన్ని కడగండి.
• ఆకు రంగును గమనించండి మరియు దీనిని ప్రారంభంలో చేసిన ఆకు యొక్క గుర్తుతో పోల్చండి (చిత్రం 5.2).
• ఆకు యొక్క వివిధ ప్రాంతాలలో స్టార్చ్ ఉనికి గురించి మీరు ఏమి నిర్ధారించగలరు?

ఇప్పుడు, మొక్క కార్బన్ డయాక్సైడ్ను ఎలా పొందుతుందో అధ్యయనం చేద్దాం. తరగతి IXలో, మేము ఆకుల ఉపరితలంపై ఉన్న సూక్ష్మ రంధ్రాలు అయిన స్టోమాటా (చిత్రం 5.3) గురించి మాట్లాడాము. కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రయోజనం కోసం ఈ రంధ్రాల ద్వారా ఆకులలో భారీ మొత్తంలో వాయు మార్పిడి జరుగుతుంది. కానీ కాండాలు, వేర్లు మరియు ఆకుల ఉపరితలంపై వాయువుల మార్పిడి కూడా జరుగుతుందని ఇక్కడ గమనించడం ముఖ్యం. ఈ స్టోమాటా ద్వారా పెద్ద మొత్తంలో నీరు కూడా పోగొట్టుకోవచ్చు కాబట్టి, మొక్కకు కిరణజన్య సంయోగక్రియకు కార్బన్ డయాక్సైడ్ అవసరం లేనప్పుడు ఈ రంధ్రాలను మూసివేస్తుంది. రంధ్రం తెరవడం మరియు మూసివేయడం అనేది గార్డ్ కణాల యొక్క విధి. నీరు వాటిలోకి ప్రవహించినప్పుడు గార్డ్ కణాలు వాచిపోతాయి, దీని వలన స్టోమాటల్ రంధ్రం తెరుస్తుంది. అదేవిధంగా గార్డ్ కణాలు కుదిస్తే రంధ్రం మూసివేయబడుతుంది.

(a)

(b)

చిత్రం 5.3 (a) తెరిచిన మరియు (b) మూసిన స్టోమాటల్ రంధ్రం

కార్యాచరణ 5.2

• దాదాపు ఒకే పరిమాణంలో ఉన్న రెండు ఆరోగ్యకరమైన గిన్నె మొక్కలను తీసుకోండి.
• వాటిని మూడు రోజులు చీకటి గదిలో ఉంచండి.
• ఇప్పుడు ప్రతి మొక్కను వేర్వేరు గాజు పలకలపై ఉంచండి. మొక్కలలో ఒకదాని పక్కన పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ కలిగిన వాచ్-గ్లాస్ను ఉంచండి. కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్రహించడానికి పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• చిత్రం 5.4లో చూపిన విధంగా రెండు మొక్కలను వేర్వేరు బెల్-జార్లతో కప్పండి.
• సెటప్ గాలి నిబద్ధత కావడానికి గాజు పలకలకు జార్ల దిగువ భాగాన్ని సీల్ చేయడానికి వాసలిన్ ఉపయోగించండి.
• మొక్కలను సుమారు రెండు గంటల పాటు సూర్యరశ్మిలో ఉంచండి.
• ప్రతి మొక్క నుండి ఒక ఆకును తీసుకోండి మరియు పై కార్యాచరణలో ఉన్నట్లుగా స్టార్చ్ ఉనికిని తనిఖీ చేయండి.
• రెండు ఆకులు ఒకే మొత్తంలో స్టార్చ్ ఉనికిని చూపుతాయా?
• ఈ కార్యాచరణ నుండి మీరు ఏమి నిర్ధారించగలరు?

చిత్రం 5.4 ప్రయోగాత్మక సెటప్ (a) పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్తో (b) పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ లేకుండా

పైన నిర్వహించిన రెండు కార్యాచరణల ఆధారంగా, సూర్యరశ్మి కిరణజన్య సంయోగక్రియకు అవసరమని నిరూపించడానికి మనం ఒక ప్రయోగాన్ని రూపొందించ