Plant Biochemistry Practice Questions (Q11-15) - Plant Biotechnology

ICAR PG Plant Biotechnology 14 Jul 2023Shift 1

Match the Following +4 −1

Match List-I with List-II:

Choose the correct answer from the options given below:

सूची-I को सूची-II से सुमेलित कीजिए:

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

List - I सूची - I Sugar Alcohol शुगर अल्कोहल		List - II सूची - II Use/Property उपयोग / गुण
A	Sorbitol सोर्बिटोल	I	Constituent of flavin coenzymes फ्लेविन सहएंजाइमों का घटक
B	myo-Inositol मायो-इनोसिटोल	II	Used as a laxative to relieve constipation कब्ज से राहत देने के लिए जुलाब के रूप में उपयोग
C	Ribitol रिबिटोल	III	Most commonly used osmotic diuretic सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑस्मोटिक मूत्रवर्धक
D	Mannitol मैनिटोल	IV	Cyclic sugar alcohol चक्रीय शुगर अल्कोहल

(A) - (II), (B) - (III), (C) - (I), (D) - (IV) (A) - (II), (B) - (III), (C) - (I), (D) - (IV) (A) - (III), (B) - (I), (C) - (IV), (D) - (II) (A) - (III), (B) - (I), (C) - (IV), (D) - (II) (A) - (II), (B) - (IV), (C) - (I), (D) - (III) (A) - (II), (B) - (IV), (C) - (I), (D) - (III) (A) - (IV), (B) - (III), (C) - (II), (D) - (I) (A) - (IV), (B) - (III), (C) - (II), (D) - (I)

Biological roles and properties of sugar alcohols:

Sorbitol (D-glucitol) acts as an osmotic laxative used to relieve constipation -> (II).
myo-Inositol is a carbocyclic polyol (cis-1,2,3,5-trans-4,6-cyclohexanehexol), serving as a cyclic sugar alcohol and precursor for phosphoinositide signaling -> (IV).
Ribitol is a pentitol forming the polyol moiety of riboflavin (vitamin B2) and flavin coenzymes (FMN and FAD) -> (I).
Mannitol is clinically administered intravenously as an osmotic diuretic to reduce intracranial and intraocular pressure -> (III).

Thus, the correct match is (A) - (II), (B) - (IV), (C) - (I), (D) - (III).

शुगर अल्कोहल के जैविक गुण एवं उपयोग:

सोर्बिटोल (Sorbitol): आंतों में जल खींचकर रेचक (Laxative) के रूप में कब्ज निवारण हेतु प्रयुक्त होता है -> (II)।
मायो-इनोसिटोल (myo-Inositol): एक चक्रीय पॉलीओल (Cyclic sugar alcohol) है जो कोशिका संकेतन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है -> (IV)।
रिबिटोल (Ribitol): राइबोफ्लेविन (विटामिन B2) तथा फ्लेविन सहएंजाइमों (FMN एवं FAD) का संरचनात्मक घटक है -> (I)।
मैनिटोल (Mannitol): तीव्र अंतःकपालीय दाब घटाने के लिए प्रमुख ऑस्मोटिक मूत्रवर्धक (Osmotic diuretic) है -> (III)।

अतः सही मिलान (A) - (II), (B) - (IV), (C) - (I), (D) - (III) है।

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ICAR PG Plant Biotechnology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following enzymes of Glycolytic pathway has achieved the catalytic perfection in the sense that any increase in its catalytic efficiency would not increase the rate of reaction catalysed by it?

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के निम्नलिखित में से किस एंजाइम ने उत्प्रेरक पूर्णता हासिल कर ली है, इस अर्थ में कि इसकी उत्प्रेरक क्षमता में कोई भी वृद्धि इसके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया की दर को नहीं बढ़ाएगी?

Hexokinase हेक्सोकाइनेज Pyruvate kinase पायरुवेट काइनेज Triose phosphate isomerase ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज Phosphofructokinase फॉस्फोफ्रुक्टोकाइनेज

Catalytic perfection and diffusion-controlled enzymes:

An enzyme is considered 'catalytically perfect' when its catalytic rate is limited only by the rate at which substrate can diffuse into its active site ($k_{\text{cat}}/K_m \approx 10^8 - 10^9 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$).
In glycolysis, Triose Phosphate Isomerase (TIM or TPI) interconverts dihydroxyacetone phosphate (DHAP) and glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) at the diffusion limit ($k_{\text{cat}}/K_m = 2.4 \times 10^8 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$).
Any further increase in its catalytic efficiency would have no effect on the reaction velocity because substrate diffusion is the sole bottleneck.

Therefore, Triose phosphate isomerase has achieved catalytic perfection.

उत्प्रेरक पूर्णता (Catalytic perfection) की अवधारणा:

जब किसी एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता विसरण सीमा (Diffusion limit, $10^8 - 10^9 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$) तक पहुंच जाती है, तो उसे उत्प्रेरक रूप से परिपूर्ण एंजाइम कहा जाता है।
ग्लाइकोलिसिस में ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज (Triose phosphate isomerase - TIM) DHAP और G3P के अंतःपरिवर्तन को विसरण दर पर उत्प्रेरित करता है ($k_{\text{cat}}/K_m = 2.4 \times 10^8 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$)।
इस एंजाइम की दक्षता में किसी भी अतिरिक्त वृद्धि से प्रतिक्रिया की दर नहीं बढ़ सकती क्योंकि विसरण ही एकमात्र सीमित कारक है।

अतः ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज सही उत्तर है।

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ICAR PG Plant Biotechnology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Fructans are polymers of fructose built upon which one of the following starter units?

फ्रक्टन फ्रक्टोज के बहुलक हैं जो निम्नलिखित में से किस आरंभिक इकाई पर निर्मित होते हैं?

Glucose ग्लूकोज Galactose गैलेक्टोज Sucrose सुक्रोज Trehalose ट्रेहालोस

Biosynthesis of plant fructans:

Fructans (such as inulin and levan) are non-structural storage carbohydrates found in temperate grasses, chicory, and Jerusalem artichoke.
The biosynthesis of all plant fructans begins with sucrose ($G-F$) as the essential starter/primer molecule, where sucrose:sucrose 1-fructosyltransferase (1-SST) transfers a fructosyl residue from one sucrose molecule to another to synthesize the trisaccharide 1-kestose.
Fructose polymers are successively extended by adding additional fructose residues onto this terminal sucrose core.

Therefore, the starter unit is Sucrose.

पादप फ्रक्टन (Fructan) का जैव-संश्लेषण:

फ्रक्टन फ्रक्टोज के बहुलक होते हैं जो शीतोष्ण घासों, चिकोरी और प्याज-लहसुन में संचित कार्बोहाइड्रेट के रूप में पाए जाते हैं।
सभी पादप फ्रक्टनों का संश्लेषण सुक्रोज (Sucrose) आरंभक अणु पर शुरू होता है। एंजाइम 1-SST सुक्रोज पर फ्रक्टोज जोड़कर 1-केस्टोज बनाता है।
इसके पश्चात आगे फ्रक्टोज इकाइयां जुड़ती चली जाती हैं, लेकिन मूल आरंभिक इकाई सुक्रोज ही रहती है।

अतः आरंभिक इकाई सुक्रोज है।

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ICAR PG Plant Biotechnology 14 Jul 2023Shift 1

Assertion & Reason +4 −1

Given below are two statements, one is labelled as Assertion (A) and other one labelled as Reason (R).

Assertion (A) : In the early part of the twentieth century, 2,4-Dinitrophenol (DNP) was prescribed as a "diet pill" for weight loss.

Reason (R) : DNP reduces metabolic rate by uncoupling oxidative phosphorylation from electron transport.

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

नीचे दो कथन दिए गए हैं, एक को अभिकथन (A) और दूसरे को कारण के रूप में लेबल किया गया है।

अभिकथन (A) : बीसवीं शताब्दी के आरंभिक भाग में, 2,4-डाइनाइट्रोफेनोल को वजन घटाने के लिए "डाइट पिल" के रूप में निर्धारित किया गया था।

कारण : DNP इलेक्ट्रॉन परिवहन से ऑक्सीडेटिव फॉस्फारिलीकरण को अलग करके चयापचय दर को कम करता है।

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

Both (A) and (R) are true and (R) is the correct explanation of (A). (A) और दोनों सत्य हैं और, (A) की सही व्याख्या है। Both (A) and (R) are true but (R) is NOT the correct explanation of (A). (A) और दोनों सत्य हैं और, (A) की सही व्याख्या नहीं है। (A) is true but (R) is false. (A) सत्य है लेकिन असत्य है। (A) is false but (R) is true. (A) असत्य है लेकिन सत्य है।

ICAR PG Plant Biotechnology 14 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Which of the following statement(s) is/are true about the Type IV isozyme of hexokinase?

(A) . It is highly specific for glucose and is thus often called as glucokinase.

(B) . It has much higher Km value for glucose.

(C) . It is allosterically inhibited by glucose-6-phosphate.

(D) . It is a non-inducible enzyme and follows Michaelis-Menten kinetics.

Choose the correct answer from the options given below:

हेक्सोकाइनेज के टाइप IV आइसोएंजाइम के बारे में निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं?

(A) . यह ग्लूकोज के लिए अत्यधिक विशिष्ट है और इसलिए इसे अक्सर ग्लूकोकाइनेज कहा जाता है।

(B) . इसमें ग्लूकोज के लिए बहुत अधिक Km मान होता है।

(C) . यह ग्लूकोज-6-फॉस्फेट द्वारा एलोस्टेरिक रूप से बाधित होता है।

(D) . यह एक गैर-प्रेरणीय एंजाइम है और माइकलिस-मेंटेन गतिकी का पालन करता है।

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

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

Characteristics of Hexokinase IV (Glucokinase):

True: Hexokinase IV is predominantly expressed in the liver and pancreatic beta-cells; it is specific for D-glucose and commonly called glucokinase.
True: It has a much higher $K_m$ for glucose ($K_m \approx 10\text{ mM}$, compared to $\lt 0.1\text{ mM}$ for Hexokinases I-III), allowing it to function effectively only after a carbohydrate-rich meal when blood glucose is elevated.
False: Hexokinase IV is uniquely NOT inhibited by its product glucose-6-phosphate, allowing continuous glucose phosphorylation even when G6P accumulates.
False: Hexokinase IV is an inducible enzyme (induced by insulin) and exhibits sigmoidal (positive cooperativity) kinetics rather than hyperbolic Michaelis-Menten kinetics.

Therefore, only (A) and (B) are true.

हेक्सोकाइनेज IV (ग्लूकोकाइनेज) के प्रमुख लक्षण:

सत्य: यह यकृत और अग्न्याशय की बीटा कोशिकाओं में पाया जाता है और ग्लूकोज के लिए अत्यधिक विशिष्ट होता है।
सत्य: इसका ग्लूकोज के लिए $K_m$ मान बहुत अधिक (लगभग $10\text{ mM}$) होता है, जिससे यह भोजन के बाद बढ़े हुए शर्करा स्तर पर सक्रिय होता है।
असत्य: हेक्सोकाइनेज IV अन्य आइसोएंजाइमों के विपरीत ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (G6P) द्वारा संदमित (Inhibit) नहीं होता।
असत्य: यह इंसुलिन द्वारा प्रेरित (Inducible) होने वाला एंजाइम है और सिग्मॉइडल वक्र प्रदर्शित करता है।

अतः केवल कथन (A) और (B) सत्य हैं।

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