এসএসসি জীববিজ্ঞান অধ্যায়ঃ ৪ (কনসেপ্ট শর্ট নোট )

জীবনীশক্তি ও কোষীয় শ্বসন

এসএসসি (SSC) জীববিজ্ঞান - চতুর্থ অধ্যায়ের সম্পূর্ণ হ্যান্ডনোট

📖 ১ম অংশ: এটিপি (ATP) ও জৈবমুদ্রার ধারণা

📌 অ্যাডিনোসিন ও এর গঠন

• ➮ অ্যাডেনিন ➔ N বেস বা ক্ষারক (যা DNA/RNA তে থাকে)
• ➮ অ্যাডেনিন + পাঁচ কার্বনবিশিষ্ট রাইবোজ সুগার ➔ অ্যাডিনোসিন
• ↳ 5C + H + O (একটি জটিল জৈব যৌগ)
• ➮ AMP/ADP/ATP এই তিনটা তৈরি করতে অপরিহার্য উপাদান হলো = অ্যাডেনিন।

⚡ AMP, ADP এবং ATP এর রূপান্তর

• *** অ্যাডিনোসিন অণু + ১টি অজৈব ফসফেট (Pᵢ) ➔ AMP (অ্যাডিনোসিন মনো ফসফেট)
• *** অ্যাডিনোসিন অণু + 2P ➔ ADP এতে বাইরে থেকে শক্তি দিতে হয়।
• *** অ্যাডিনোসিন অণু + 3P ➔ ATP এতে বাইরে থেকে শক্তি দিতে হয়।

🔄 ফসফোরাইলেশন ও ডিফসফোরাইলেশন

• ➮ অ্যাডিনোসিন + ফসফেট (বন্ধন তৈরি) = פסফোরাইলেশন কোষে শক্তি প্রদান/সঞ্চয়
• ➮ অ্যাডিনোসিন — ফসফেট (বন্ধন ভাঙা) = ডিফসফোরাইলেশন কোষ থেকে শক্তি নির্গমন
• ✴ শক্তির পরিমাণ: প্রতি মোল ATP অণুর প্রান্তীয় ফসফেট গ্রুপ ভাঙলে ৭.৩ কিলোক্যালরি / প্রায় ৩০.৫৫ কিলোজুল শক্তি নির্গত বা সঞ্চিত হয়।

🔋 রিচার্জেবল ব্যাটারী ও জৈব মুদ্রা (Energy Coin)

• ➮ পরিবেশ থেকে শক্তি সংগ্রহ করে শক্তিকে কোষের ব্যবহার উপযোগী করার কাজটি সম্পন্ন করে প্লাস্টিড ও মাইটোকন্ড্রিয়া।
• ➮ প্লাস্টিড ও মাইটোকন্ড্রিয়ায় থাকে e- ট্রান্সপোর্ট সিস্টেম (ETS) নামক জৈব অণু।
• ↳ কাজ: পুষ্টি উপাদান (গ্লুকোজ) ও অন্তর্বর্তীকালীন অণু (Protein + fat) এর শক্তিকে ATP এর ফসফেট গ্রুপের বন্ধনশক্তি হিসেবে জমা করা।
• ➮ ATP এর ভাঙা-গড়া হলো রিচার্জেবল ব্যাটারীর মতো। এর রাসায়নিক বন্ধন ভেঙে প্রাপ্ত শক্তি জীবদেহের জৈবনিক কাজ সম্পাদন করে।
• *** ATP শক্তি জমা রাখে ও প্রয়োজন অনুসারে তা খরচ করে বলে ATP হলো জৈব মুদ্রা / Energy Coin।
• *** ফোটন: সৌরশক্তির যে অংশ উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণে ব্যয় করে, তাই ফোটন।

📖 ২য় অংশ: সালোকসংশ্লেষণ (Photosynthesis)

🌿 সালোকসংশ্লেষণ পরিচিতি ও সংজ্ঞা

• ➮ Photosynthesis শব্দটি বিজ্ঞানী বার্নেস প্রথম ব্যবহার করেন।
  [Photo (আলো) + synthesis (তৈরি করা) ➔ আলোর উপস্থিতিতে কিছু তৈরি করা]
• ⇒ সংজ্ঞা: যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সবুজ উদ্ভিদ সূর্যালোকের উপস্থিতিতে CO₂ ও পানি থেকে শর্করা (কার্বোহাইড্রেট) জাতীয় খাদ্য তৈরি করে, তাই সালোকসংশ্লেষণ।
• ➮ এটি একটি জারণ-বিজারণ প্রক্রিয়া। এতে আলোকশক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয় এবং এটি প্রধানত পত্ররন্ধ্র দিয়ে সম্পন্ন হয়।
• ➮ উৎপাদিত খাদ্যের ব্যবহার: উদ্ভিদের বিপাকীয় কাজে ব্যবহৃত হয় এবং অবশিষ্ট খাদ্য ফলমূল, কাণ্ড ও পাতায় জমা থাকে যা মানবজাতি ও অন্যান্য জীবের অস্তিত্ব রক্ষা করে।

🧪 উপাদান ও জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া

প্রধান অঙ্গ	সবুজ পাতা	যন্ত্রপাতি	প্লাস্টিড (ক্লোরোপ্লাস্ট)
কাঁচামাল	CO2, পানি, আলো, ক্লোরোফিল	প্রধান স্থান	পাতার মেসোফিল টিস্যু

সালোকসংশ্লেষণের সামগ্রিক রাসায়নিক সমীকরণ:

বিজারণ

6CO₂

+

12H₂O

জারণ

আলো (বেগুনী, নীল, কমলা, লাল)

---

ক্লোরোফিল

C₆H₁₂O₆

+

উপজাত

6H₂O + 6O₂

💧 কাঁচামাল গ্রহণ ও CO₂ এর প্রভাব

• ➮ স্থলজ উদ্ভিদ: মাটি থেকে মূল দ্বারা पानी শোষণ করে মেসোফিল টিস্যুর ক্লোরোপ্লাস্টে পাঠায় এবং বায়ু থেকে CO₂ গ্রহণ করে।
• ➮ জলজ উদ্ভিদ: পানিতে দ্রবীভূত CO₂ গ্রহণ করে।
• ✴ CO₂ এর পরিমাণ: বায়ুমণ্ডলে 0.03% এবং পানিতে 0.3%। এ কারণে জলজ উদ্ভিদে সালোকসংশ্লেষণের হার বেশি।

☀️ সালোকসংশ্লেষণের পর্যায়সমূহ (বিজ্ঞানী ব্ল্যাকম্যান)

সালোকসংশ্লেষণ একটি জটিল ও দীর্ঘ প্রক্রিয়া। ১৯০৫ সালে বিজ্ঞানী ব্ল্যাকম্যান একে দুটি পর্যায়ে ভাগ করেন:

১. আলোক নির্ভর পর্যায় (Light Dependent Stage)

• ➔ ক্লোরোপ্লাস্টের গ্রানামে (Thylakoid) সম্পন্ন হয়। এখানে আলো অত্যাবশ্যক।
• ➔ সৌরশক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে ATP, NADPH ও H⁺ উৎপন্ন করে। এদেরকে একত্রে আত্তীকরণ শক্তি (Assimilatory Power) বলে।
• ➔ ফটোফসফোরাইলেশন: ক্লোরোফিল ফোটন শোষণ করে ADP + Pᵢ এর সাহায্যে ATP তৈরি করে।
• ➔ Photolysis (পানির ফটোলাইসিস): আলোর উপস্থিতিতে পানি বিয়োজিত হয়ে ওটিজেন (O₂), হাইড্রোজেন (H⁺) ও ইলেকট্রন (e⁻) উৎপন্ন হওয়ার প্রক্রিয়া।

২. আলোক নিরপেক্ষ পর্যায় (Light Independent Stage)

• ➔ ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমাতে সম্পন্ন হয়। আলোর সরাসরি প্রয়োজন নেই।
• ➔ আলোক পর্যায়ে তৈরি আত্তীকরণ শক্তি (ATP ও NADPH) ব্যবহার করে CO₂ বিজারিত হয়ে কার্বোহাইড্রেট তৈরি করে।
• ➔ কার্বন বিজারণের গতিপথ ৩টি: ক্যালভিন চক্র (C₃), হ্যাচ ও স্ল্যাক চক্র (C₄) এবং CAM।

🔄 C₃ চক্র, C₄ চক্র এবং CAM

ক্যালভিন চক্র (C₃ Cycle):

• ➮ প্রায় ৯৯% উদ্ভিদে কার্বন বিজারণ এই চক্রে ঘটে। কম তাপমাত্রা ও কম CO₂ ঘনত্বের উপযোগী।
• ➮ প্রথম স্থায়ী পদার্থ: ৩-কার্বন বিশিষ্ট ৩-ফসফোগ্লিসারিক এসিড (3-PGA)। CO₂ গ্রহীতা: রাইবুলোজ ১,৫-ডাইফসফেট (RuDP) রুবিস্কো এনজাইমের উপস্থিতিতে।
• ➮ আবিষ্কারক: মেলভিন ক্যালভিন (১৯৬১ সালে নোবেল পুরস্কার পান)।

হ্যাচ ও স্ল্যাক চক্র (C₄ Cycle):

• ➮ প্রথম স্থায়ী পদার্থ: ৪-কার্বন বিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসিটিক এসিড (OAA)। CO₂ গ্রহীতা: ফসফোইনল পাইরুভিক এসিড (PEP)।
• ➮ সুবিধাজনক তাপমাত্রা: ৩০-৪৫°C। আবিষ্কারক: M.D. Hatch ও C.R. Slack (১৯৬৬)। C₄ উদ্ভিদে সালোকসংশ্লেষণের হার ও উৎপাদন বেশি।

💡 C₄ উদ্ভিদ মনে রাখার শর্টকাট টেকনিক

"আমাদের আঁখি মুনকে দুইবার ছুঁয়া চিঠি দেয়"

আমাদেরঅ্যামারেনথাস

আঁখিআখ

মুনকেমুথাগাছ / নটশাক

দুইবারদুর্বাঘাস

ছুঁয়াভুট্টা

চিঠিচিনাবাদাম

CAM (ক্রাসুলোসিয়ান এসিড মেটাবলিজম):

➮ সাধারণত মরুভূমির উদ্ভিদে (ক্যাকটাস জাতীয়) পানি বাঁচানোর জন্য এই প্রক্রিয়ায় খাদ্য তৈরি ঘটে।

☀️ সালোকসংশ্লেষণে আলো ও ক্লোরোফিলের ভূমিকা

• 🌿 ক্লোরোফিল: ক্লোরোপ্লাস্ট সৃষ্টির হার বাড়লে সালোকসংশ্লেষণ বাড়ে ↑। কিন্তু খুব বেশি ক্লোরোফিল হলে এনজাইমের অভাব ঘটে এবং হার কমে ↓।
• ☀️ আলোর বর্ণালী: সালোকসংশ্লেষণ সবচেয়ে ভালো হয় আলোর লাল, নীল, কমলা ও বেগুনি অংশে। সবুজ ও হলুদ আলোতে ভালো হয় না।
• ✴ তরঙ্গদৈর্ঘ্য: ৪00 nm থেকে ৬৮0 nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিশিষ্ট আলোতে সালোকসংশ্লেষণ সবচেয়ে বেশি হয়।
• ⚠️ আলোর পরিমাণ অত্যাধিক বৃদ্ধি পেলে পাতার এনজাইম নষ্ট হয়ে ক্লোরোফিল উৎপাদন কমে যায় এবং সালোকসংশ্লেষণের হার হ্রাস পায়।

📊 সালোকসংশ্লেষণের প্রভাবকসমূহ

🌍 বাহ্যিক প্রভাবক:

• ১. আলো: আলো বাড়লে সালোকসংশ্লেষণ বাড়ে ↑।
• ২. CO₂: CO₂ বাড়লে হার বাড়ে, তবে খুব বেশি বাড়লে মেসোফিল টিস্যুর অম্লত্ব বেড়ে পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যায়।
• ৩. তাপমাত্রা: পরিমিত তাপমাত্রা ২২°C - ৩৫°C। ০°C এর কাছাকাছি বা ৪৫°C এর উপরে এই প্রক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায়।
• ৪. পানি: পানির ঘাটতি হলে পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যায়, ফলে হার কমে ↓।
• ৫. ওটিজেন (O₂): O₂ এর ঘনত্ব বাড়লে সালোকসংশ্লেষণের হার কমে ↓।
• ৬. খনিজ ও রাসায়নিক পদার্থ: খনিজ বা ভিটামিনের অভাব হলে হার কমে।

🧬 অভ্যন্তরীণ প্রভাবক:

• ১. শর্করা: শর্করার পরিমাণ বাড়লে সালোকসংশ্লেষণ কমে ↓ (বিকেলে শর্করা বেশি জমে তাই হার কমে)।
• ২. পটাশিয়াম (K): এটি অনুঘটক হিসেবে কাজ করে, অভাব হলে হার কমে ↓।
• ৩. পাতার বয়স ও সংখ্যা: মাঝারি বয়সী পাতায় সালোকসংশ্লেষণ সবচেয়ে বেশি হয়। পাতার সংখ্যা বাড়লে হার বাড়ে ↑।
• ৪. অন্যান্য: পাতার অন্তর্গঠন, ক্লোরোফিলের পরিমাণ, প্রোটোপ্লাজম এবং প্রয়োজনীয় এনজাইম।

📖 ৩য় অংশ: কোষীয় শ্বসন (Respiration)

📌 শ্বসন পরিচিতি ও প্রকারভেদ

• ➮ সংজ্ঞা: জীবদেহে সঞ্চিত জটিল খাদ্যবস্তু (শর্করা, প্রোটিন, লিপিড) ভেঙে সহজ উপাদানে পরিণত হওয়া এবং শক্তি উৎপাদনের জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াই হলো শ্বসন।
• ➮ স্থান ও সময়: কোষের সাইটোপ্লাজম ও মাইটোকন্ড্রিয়ায় জীবন্ত কোষে ২৪ ঘণ্টাই শ্বসন প্রক্রিয়া চলে।

খাদ্যগ্রহণ ➔ খাদ্য থেকে শক্তি সঞ্চারণের মূল প্রক্রিয়াই হলো শ্বসন

কার্বোহাইড্রেট/প্রোটিন/ফ্যাট ➔ গ্লুকোজ/অ্যামাইনো এসিড/ফ্যাটি এসিড ➔ রাসায়নিক শক্তি (ATP)

⚡ সবাত শ্বসনের পর্যায় ও শক্তি উৎপাদন (Aerobic Respiration)

অক্সিজেনের উপস্থিতিতে যে শ্বসন হয় তাকে সবাত শ্বসন বলে। এটি ৪টি ধাপে সম্পন্ন হয়:

১. গ্লাইকোলাইসিস

➔

২. অ্যাসিটাইল কো-এ সৃষ্টি

➔

৩. ক্রেবস চক্র

➔

৪. ইলেকট্রন প্রবাহতন্ত্র

শ্বসনের পর্যায়	সম্পন্ন স্থান	উৎপাদিত মোট বস্তু	নিট শক্তি উৎপাদন হিসাব
গ্লাইকোলাইসিস	সাইটোপ্লাজম	২ অণু পাইরুভিক এসিড, ২ অণু NADH+H⁺, ৪ অণু ATP	৮ ATP (২ অণু ATP ব্যয় হয়)
অ্যাসিটাইল Co-A	সাইটোপ্লাজম	২ অণু অ্যাসিটাইল Co-A, ২ অণু CO₂, ২ অণু NADH+H⁺	৬ ATP
ক্রেবস চক্র	মাইটোকন্ড্রিয়া	৪ অণু CO₂, ৬ অণু NADH+H⁺, ২ অণু FADH₂, ২ অণু GTP	২৪ ATP
সর্বমোট নিট উৎপাদন:			৩৮ অণু ATP + ৬ অণু CO₂

🚫 অবাত শ্বসন (Anaerobic Respiration)

অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে যে শ্বসন হয় তাকে অবাত শ্বসন বলে। এটি প্রধানত ব্যাকটেরিয়া ও ইস্টে ঘটে।

• ✴ শক্তির পরিমাণ: অবাত শ্বসনে মাত্র ২ অণু ATP বা ৫৬ kcal/mol শক্তি উৎপন্ন হয়।

📊 শ্বসনের প্রভাবকসমূহ

🌍 বাহ্যিক প্রভাবক:

• ১. তাপমাত্রা: শ্বসনের জন্য উত্তম তাপমাত্রা ২০°C থেকে ৪৫°C।
• ২. ওটিজেন (O₂): সবাত শ্বসনের জন্য ওটিজেন অত্যাবশ্যক।

🌟 জীবজগতে শ্বসনের গুরুত্ব

• ✔ বেকারি ও দুগ্ধ শিল্প: ইস্টের অবাত শ্বসনের ফলে তৈরি CO₂ এর চাপে রুটি ফোলে। ল্যাকটিক এসিড ফার্মেন্টেশনের মাধ্যমে দই ও পনির তৈরি হয়।

⚖️ ৪র্থ অংশ: তুলনামূলক পার্থক্যসমূহ

১. সবাত শ্বসন বনাম অবাত শ্বসনের পার্থক্য

বৈশিষ্ট্য	সবাত শ্বসন (Aerobic)	অবাত শ্বসন (Anaerobic)
১. অক্সিজেন	অক্সিজেনের উপস্থিতি অপরিহার্য।	অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে ঘটে।
২. উৎপাদিত শক্তি	বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয় (৩৮ ATP)।	সামান্য শক্তি উৎপন্ন হয় (২ ATP)।
৩. রাসায়নিক সংকেত	C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ➔ 6CO₂ + 6H₂O + ৬৮৬ kcal	C₆H₁₂O₆ ➔ 2C₂H₅OH + 2CO₂ + ৫৬ kcal

২. সালোকসংশ্লেষণ বনাম শ্বসনের তুলনামূলক পার্থক্য

তুলনীয় বিষয়	সালোকসংশ্লেষণ (Photosynthesis)	শ্বসন (Respiration)
১. বিপাকীয় প্রক্রিয়া	উপচিতিমূলক প্রক্রিয়া (দেহের শুষ্ক ওজন বাড়ে)।	অপচিতিমূলক প্রক্রিয়া (দেহের শুষ্ক ওজন কমে)।
২. সংঘটন স্থান	কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে ঘটে।	কোষের সাইটোপ্লাজম ও মাইটোকন্ড্রিয়ায় ঘটে।