The organelles involved in the process of photorespiration are...

Q.1

ICAR AIEEA PG 2024 - Plant Biotechnology (Q.94)

MCQ (Single Correct) +4 −1

The organelles involved in the process of photorespiration are:

(A) . Chloroplast

(B) . Mitochondria

(C) . Peroxisomes

(D) . Vacuole

प्रकाश-श्वसन ($C_2$ चक्र / Photorespiration) की प्रक्रिया में शामिल कोशिकांग कौन से हैं?

(A) . हरितलवक (Chloroplast)

(B) . माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)

(C) . परऑक्सीसोम (Peroxisomes)

(D) . रसधानी (Vacuole)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

(A), (B) and (C) (A), (B) और (C) केवल (A), (B) and (D) (A), (B) और (D) केवल (A), (B), (C) and (D) (A), (B), (C) और (D) केवल (B), (C) and (D) (B), (C) और (D) केवल

Photorespiration (the $C_2$ photosynthetic carbon oxidation cycle) is a coordinated metabolic pathway compartmentalized sequentially across three distinct organelles:

Chloroplast: RuBisCO oxygenates RuBP into 3-PGA and 2-phosphoglycolate; the latter is dephosphorylated to glycolate.
Peroxisome: Glycolate is imported and oxidized to glyoxylate by glycolate oxidase (producing $H_2O_2$, degraded by catalase), and then transaminated to glycine.
Mitochondria: Two molecules of glycine are converted by glycine decarboxylase and serine hydroxymethyltransferase into one molecule of serine, releasing $CO_2$ and $NH_3$.
Serine returns to peroxisomes and chloroplasts to regenerate 3-PGA. Vacuoles have no involvement.

प्रकाश-श्वसन ($C_2$ चक्र) तीन कोशिकांगों के समन्वित सहयोग से पूर्ण होता है:

क्लोरोप्लास्ट (हरितलवक): रुबिस्को की ऑक्सीजिनेज सक्रियता से 2-फॉस्फोग्लाइकोलेट बनता है, जो ग्लाइकोलेट में बदलता है।
परऑक्सीसोम: ग्लाइकोलेट का ऑक्सीकरण ग्लाइऑक्सीलेट में होता है और फिर ग्लाइसिन बनता है।
माइटोकॉन्ड्रिया: दो ग्लाइसिन अणु मिलकर सेरीन बनाते हैं तथा $CO_2$ और $NH_3$ मुक्त होते हैं।

अतः इसमें क्लोरोप्लास्ट, परऑक्सीसोम और माइटोकॉन्ड्रिया ((A), (B), और (C)) शामिल हैं।

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Q.2

ICAR AIEEA PG 2024 - Plant Biotechnology (Q.107)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Identify the crops with low "Light Compensation Point":

(A) . Lettuce

(B) . Soybean

(C) . Betelvine

(D) . Fingermillet

निम्न "प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु" (Low Light Compensation Point) वाली फसलों की पहचान कीजिए:

(A) . लेट्यूस (Lettuce / सलाद पत्ता)

(B) . सोयाबीन (Soybean)

(C) . पान (Betelvine)

(D) . रागी / मड़ुआ (Fingermillet)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए:

(B) and (D) only (B) और (D) केवल (A) and (C) only (A) और (C) केवल (D) only (D) केवल (B) only (B) केवल

The Light Compensation Point (LCP) is the irradiance level at which the rate of photosynthetic carbon fixation exactly balances the rate of respiratory carbon release ($P_n = 0$). Shade-adapted plants (sciophytes) and shade-tolerant leafy crops (such as Betelvine, grown in shaded 'bareja' structures, and Lettuce) exhibit very low dark respiration rates and high light-harvesting antenna efficiency, resulting in a distinctly low Light Compensation Point. In contrast, heliophytes and $C_4$ grasses like Fingermillet (Eleusine coracana) have high respiration rates and require much higher light intensities to reach compensation.

प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु (Light Compensation Point) वह प्रकाश तीव्रता है जिस पर प्रकाश संश्लेषण की दर और श्वसन की दर बिल्कुल बराबर हो जाती है (शुद्ध $CO_2$ विनिमय शून्य)। छाया-प्रिय (Sciophytes) और छाया-सहिष्णु फसलें, जैसे पान की बेल (Betelvine, जो पान-बरोज की छाया में उगाई जाती है) और लेट्यूस (Lettuce), कम प्रकाश में भी प्रकाश संश्लेषण कर लेती हैं क्योंकि इनकी श्वसन दर बहुत कम होती है, जिससे इनका प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु काफी कम होता है। अतः (A) और (C) सही हैं।

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Q.3

ICAR AIEEA PG Plant Biotechnology 09 July 2023 (Shift 1) Paper (Q.88)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Choose the WRONGLY-matched answer/s :

(A) Sorghum: Kranz anatomy

(B) Blackman: Law of limiting factors

(C) IBA: Natural auxins

(D) PS I: P680

Choose the correct answer from the options given below :

गलत सुमेलित (WRONGLY-matched) उत्तर/उत्तरों का चयन कीजिए :

(A) ज्वार (Sorghum) : क्रैंज शारीरिकी (Kranz anatomy)

(B) ब्लैकमैन (Blackman) : सीमाकारी कारकों का नियम (Law of limiting factors)

(C) आईबीए (IBA) : प्राकृतिक ऑक्सिन

(D) पीएस I (PS I) : P680

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर का चयन कीजिए :

(A), (B) and (D) only केवल (A), (B) और (D) (A), (C) and (D) only केवल (A), (C) और (D) (D) only केवल (D) (A) only केवल

Pair (A) is correctly matched: Sorghum is a classic $C_4$ monocot displaying specialized Kranz leaf anatomy with distinct mesophyll and bundle sheath rings.
Pair (B) is correctly matched: F.F. Blackman (1905) formulated the Law of Limiting Factors governing the rate of physiological processes like photosynthesis.
Pair (C) is considered correctly matched: Indole-3-butyric acid (IBA) occurs naturally in many plant tissues and behaves as an endogenous natural auxin alongside IAA.
Pair (D) is WRONGLY matched: Photosystem I (PS I) has its reaction center chlorophyll $a$ peak absorption at 700 nm (P700), whereas P680 is the reaction center chlorophyll of Photosystem II (PS II).
Hence, the wrongly matched pair is (D) only (Option 3).

युग्म (A) सही सुमेलित है: ज्वार (Sorghum) एक $C_4$ पौधा है जिसमें विशिष्ट क्रैंज शारीरिकी (Kranz anatomy) पाई जाती है।
युग्म (B) सही सुमेलित है: एफ.एफ. ब्लैकमैन (1905) ने प्रकाश संश्लेषण की दर हेतु सीमाकारी कारकों का नियम (Law of limiting factors) प्रतिपादित किया था।
युग्म (C) सही सुमेलित है: इंडोल-3-ब्यूटाइरिक एसिड (IBA) कई पौधों में प्राकृतिक रूप से अंतर्जात ऑक्सिन के रूप में पाया जाता है।
युग्म (D) गलत सुमेलित है: फोटोसिस्टम I (PS I) का अभिक्रिया केंद्र P700 होता है (जो 700 nm पर अवशोषण करता है), जबकि P680 फोटोसिस्टम II (PS II) का अभिक्रिया केंद्र होता है।
अतः गलत सुमेलित युग्म केवल (D) (विकल्प 3) है।

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Q.4

ICAR AIEEA PG Plant Biotechnology 09 July 2023 (Shift 1) Paper (Q.106)

MCQ (Single Correct) +4 −1

Photorespiration is found to be zero (or) negligible in these crop plants :

(A) Sunflower

(B) Pineapple

(C) Amaranthus

(D) Fingermillet

Choose the correct answer from the options given below :

निम्नलिखित में से किन फसली पौधों में प्रकाश-श्वसन (Photorespiration) शून्य (अथवा) नगण्य पाया जाता है?

(A) सूरजमुखी (Sunflower)

(B) अनानास (Pineapple)

(C) चौलाई (Amaranthus)

(D) रागी / फिंगर मिलेट (Fingermillet)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर का चयन कीजिए :

(A) and (C) only केवल (A) और (C) (B) and (D) only केवल (B) और (D) (A) and (D) only केवल (A) और (D) (B), (C) and (D) only केवल (B), (C) और (D)

Photorespiration ($C_2$ cycle) occurs when RuBisCO binds molecular oxygen instead of $\text{CO}_2$, forming 2-phosphoglycolate and wasting metabolic energy.
In $C_4$ plants (e.g., Amaranthus (C) and Fingermillet (D)), the spatial separation of initial PEP carboxylation and high internal $\text{CO}_2$ release inside bundle sheath cells completely suppresses the oxygenase activity of RuBisCO, reducing photorespiration to near zero.
In CAM plants (e.g., Pineapple (B)), temporal separation elevates vacuolar malate-derived internal $\text{CO}_2$ during the day around RuBisCO, similarly rendering photorespiration negligible.
In contrast, Sunflower (A) is a standard $C_3$ plant with substantial photorespiration (losing 25-40% of fixed carbon).
Thus, photorespiration is zero or negligible in (B), (C) and (D) only (Option 4).

प्रकाश-श्वसन ($C_2$ चक्र): तब होता है जब रुबिस्को (RuBisCO) एंजाइम $\text{CO}_2$ के स्थान पर ऑक्सीजन ($O_2$) से जुड़कर फॉस्फोग्लाइकोलेट बनाता है, जिससे ऊर्जा और कार्बन की भारी हानि होती है।
$C_4$ पादपों में: जैसे चौलाई / Amaranthus (C) तथा रागी / Fingermillet (D) में पूलाच्छद (Bundle sheath) कोशिकाओं में $\text{CO}_2$ की सांद्रता बहुत उच्च बनी रहती है, जिससे रुबिस्को की ऑक्सीजिनेज सक्रियता दब जाती है और प्रकाश-श्वसन शून्य या नगण्य हो जाता है।
CAM पादपों में: जैसे अनानास (B) में दिन के समय मैलिक अम्ल के विखंडन से रुबिस्को के चारों ओर उच्च $\text{CO}_2$ वातावरण बन जाता है, जिससे प्रकाश-श्वसन नगण्य रहता है।
सूरजमुखी (A) एक $C_3$ पौधा है जिसमें प्रचुर मात्रा में प्रकाश-श्वसन होता है।
अतः प्रकाश-श्वसन केवल (B), (C) और (D) में नगण्य होता है (विकल्प 4)।

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Q.5

ICAR AIEEA PG Plant Biotechnology 09 July 2023 (Shift 1) Paper (Q.112)

Assertion & Reason +4 −1

Given below are two statements

Statement (I) : The Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) at which the CO2 uptake by photosynthesis exactly equals CO2 released through respiratory process is called Light Compensation Point (LCP).

Statement (II) : LCP of sun plants ranges from 5 umol m-2 s-1 whereas the corresponding values for shade plants are 10 - 20 umol m-2 s-1.

In light of the above statements, choose the most appropriate answer from the options given below :

नीचे दो कथन दिए गए हैं

कथन (I) : वह प्रकाश संश्लेषक फोटॉन फ्लक्स घनत्व (PPFD) जिस पर प्रकाश संश्लेषण द्वारा $\text{CO}_2$ का अवशोषण, श्वसन प्रक्रिया द्वारा मुक्त $\text{CO}_2$ के बिल्कुल बराबर होता है, प्रकाश प्रतिकार बिंदु (Light Compensation Point - LCP) कहलाता है।

कथन (II) : सूर्य पादपों (Sun plants) का LCP मान $5\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$ होता है, जबकि छाया पादपों (Shade plants) के लिए इसके संगत मान $10 - 20\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$ होते हैं।

उपर्युक्त कथनों के आलोक में, नीचे दिए गए विकल्पों में से सबसे उपयुक्त उत्तर का चयन कीजिए :

Both Statement (I) and Statement (II) are correct कथन (I) और कथन (II) दोनों सही हैं Both Statement (I) and Statement (II) are incorrect कथन (I) और कथन (II) दोनों गलत हैं Statement (I) is correct but Statement (II) is incorrect कथन (I) सही है लेकिन कथन (II) गलत है Statement (I) is incorrect but Statement (II) is correct कथन (I) गलत है लेकिन कथन (II) सही है

Statement (I) is correct: The Light Compensation Point (LCP) is the irradiance (PPFD) level at which the rate of photosynthetic $\text{CO}_2$ fixation exactly balances the rate of respiratory $\text{CO}_2$ evolution, resulting in net carbon exchange of zero.
Statement (II) is incorrect: Sun plants (heliophytes) maintain higher metabolic activity and higher rates of dark respiration, resulting in a higher LCP (typically $10 - 25\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$). Shade plants (sciophytes) are adapted to dim light with minimal dark respiration, giving them a much lower LCP (typically $1 - 5\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$). Statement II has inverted these values.
Thus, Statement (I) is correct but Statement (II) is incorrect (Option 3).

कथन (I) सही है: प्रकाश प्रतिकार बिंदु (LCP) वह प्रकाश तीव्रता (PPFD) है जिस पर प्रकाश संश्लेषण द्वारा ग्रहण की गई $\text{CO}_2$ की दर श्वसन द्वारा निष्कासित $\text{CO}_2$ की दर के ठीक बराबर होती है, अर्थात् शुद्ध गैस विनिमय शून्य होता है।
कथन (II) गलत है: सूर्य पादपों (Sun plants) में श्वसन दर अधिक होने के कारण उनका LCP उच्च (लगभग $10 - 25\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$) होता है। इसके विपरीत, छाया पादपों (Shade plants) की श्वसन दर बहुत कम होती है, अतः उनका LCP बहुत कम (लगभग $1 - 5\,\mu\text{mol}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$) होता है। कथन II में इन मानों को परस्पर उल्टा लिखा गया है।
अतः कथन (I) सही है लेकिन कथन (II) गलत है (विकल्प 3)।