The IGNOU BBYCT-135 Solved Question Paper PDF Download page is designed to help students access high-quality exam resources in one place. Here, you can find ignou solved question paper IGNOU Previous Year Question paper solved PDF that covers all important questions with detailed answers. This page provides IGNOU all Previous year Question Papers in one PDF format, making it easier for students to prepare effectively.
- IGNOU BBYCT-135 Solved Question Paper in Hindi
- IGNOU BBYCT-135 Solved Question Paper in English
- IGNOU Previous Year Solved Question Papers (All Courses)
Whether you are looking for IGNOU Previous Year Question paper solved in English or ignou previous year question paper solved in hindi, this page offers both options to suit your learning needs. These solved papers help you understand exam patterns, improve answer writing skills, and boost confidence for upcoming exams.
IGNOU BBYCT-135 Solved Question Paper PDF
This section provides IGNOU BBYCT-135 Solved Question Paper PDF in both Hindi and English. These ignou solved question paper IGNOU Previous Year Question paper solved PDF include detailed answers to help you understand exam patterns and improve your preparation. You can also access IGNOU all Previous year Question Papers in one PDF for quick and effective revision before exams.
IGNOU BBYCT-135 Previous Year Solved Question Paper in Hindi
प्रश्न 1. (क) बताइए कि निम्नलिखित कथन ‘सत्य’ हैं या ‘असत्य’: (i) अरण्ड के बीज एल्बुमिन हीन होते हैं। (ii) भ्रूणपोष अध्यावरणों की सहायता से परिवेशी कोशिकाओं से पोषकों को अवशोषित करता है। (iii) एपीडर्मिस में रंध्र गैस विनिमय में सहायक होते हैं। (iv) चमगादड़ द्वारा किया गया परागण जंतुपरागण (Chiropterophily) कहलाता है। (ख) रिक्त स्थानों को भरिए: (i) चिरस्थायी भ्रूणपोषयुक्त परिपक्व बीज ……….. कहलाते हैं। (ii) एक अनिषेचित अंडे से भ्रूण का विकास ………. कहलाता है। (iii) सिनरजिड/सहाय कोशिका में अंगुलि जैसी झिल्ली के प्रक्षेपण को ………. एपरेट्स कहते हैं। (iv) अर (Ray) कोशिका में ………. वाहिका होती है। (ग) कॉलम ‘ए’ में दिए गए पदों का कॉलम ‘बी’ के पदों से मिलान कीजिए: कॉलम ‘ए’ (अ) कॉर्क/काग कोशिका, (ब) सिस्टोलिथ, (स) ट्राइकोब्लास्ट/रोमकोरक, (द) नवचंद्राकार द्वार कोशिका; कॉलम ‘बी’ (i) द्विबीजपत्री पादप, (ii) मूल रोम, (iii) कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल, (iv) निर्जीव तथा गैसों और जल के लिए अपारगम्य।
उत्तर.
(क) सत्य/असत्य:
- (i) असत्य। अरण्ड (कैस्टर) के बीज एल्बुमिनस या भ्रूणपोषी होते हैं, जिनमें भ्रूण के पोषण के लिए एक स्थायी भ्रूणपोष होता है।
- (ii) असत्य। भ्रूणपोष चूषकांग (haustoria) की मदद से बीजांडकाय (nucellus) जैसी आसपास की कोशिकाओं से पोषक तत्वों को अवशोषित करता है, न कि अध्यावरणों की सहायता से।
- (iii) सत्य। एपिडर्मिस में स्थित रंध्र (stomata) पौधों और वायुमंडल के बीच कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन के आदान-प्रदान के लिए प्राथमिक स्थल हैं, जो प्रकाश संश्लेषण और श्वसन के लिए आवश्यक है।
- (iv) सत्य। चमगादड़ द्वारा होने वाले परागण को तकनीकी रूप से काइरोप्टेरोफिली (Chiropterophily) कहा जाता है।
(ख) रिक्त स्थानों की पूर्ति:
- (i) चिरस्थायी भ्रूणपोषयुक्त परिपक्व बीज एल्बुमिनस (भ्रूणपोषी) कहलाते हैं।
- (ii) एक अनिषेचित अंडे से भ्रूण का विकास अनिषेकजनन (parthenogenesis) कहलाता है।
- (iii) सिनरजिड/सहाय कोशिका में अंगुलि जैसी झिल्ली के प्रक्षेपण को तंतुरूप (filiform) एपरेट्स कहते हैं।
- (iv) अर (Ray) कोशिका में रेजिन (resin) वाहिका होती है।
(ग) कॉलम मिलान:
- (अ) कॉर्क/काग कोशिका – (iv) निर्जीव तथा गैसों और जल के लिए अपारगम्य
- (ब) सिस्टोलिथ – (iii) कैल्शियम कार्बोनेट क्रिस्टल
- (स) ट्राइकोब्लास्ट/रोमकोरक – (ii) मूल रोम
- (द) नवचंद्राकार द्वार कोशिका – (i) द्विबीजपत्री पादप
प्रश्न 2. निम्नलिखित में से किन्हीं दो के बीच अन्तर बताइए: (i) बुलीफॉर्म/आवर्धत्वक कोशिकाएँ और सिलिका कोशिकाएँ (ii) विभज्योतकी ऊतक और स्थायी ऊतक (iii) तनुबीजाण्डकायी और स्थूलबीजाण्डकायी।
उत्तर.
(i) बुलीफॉर्म कोशिकाएँ और सिलिका कोशिकाएँ
विशेषता बुलीफॉर्म कोशिकाएँ (Bulliform Cells) सिलिका कोशिकाएँ (Silica Cells) परिभाषा ये बड़ी, बुलबुले के आकार की, पतली भित्ति वाली बाह्यत्वचीय कोशिकाएँ हैं जो कुछ मोनोकॉट (विशेषकर घास) की पत्तियों की ऊपरी सतह पर समूहों में पाई जाती हैं। ये बाह्यत्वचीय कोशिकाएँ हैं जिनमें सिलिका का जमाव होता है, जो सिलिका बॉडीज (फाइटोलिथ) बनाते हैं। ये अक्सर कॉर्क कोशिकाओं के साथ जुड़ी होती हैं। संरचना ये बड़ी, रिक्तिका युक्त और रंगहीन होती हैं। इनकी कोशिका भित्ति पतली और लचीली होती है। ये छोटी होती हैं और इनका आकार विविध हो सकता है (डम्बल-आकार, गोल, आदि)। इनमें सिलिका के कठोर पिंड होते हैं। कार्य जल की उपलब्धता के आधार पर पत्तियों को मोड़ने और खोलने में मदद करती हैं। जल की कमी होने पर ये कोशिकाएँ शिथिल हो जाती हैं, जिससे पत्ती मुड़ जाती है और वाष्पोत्सर्जन कम हो जाता है। ये पौधों को संरचनात्मक कठोरता, समर्थन और शाकाहारी जीवों से सुरक्षा प्रदान करती हैं। ये वाष्पोत्सर्जन को भी कम कर सकती हैं। उदाहरण गेहूँ, मक्का, और अन्य घासों की पत्तियों में पाई जाती हैं। घास, बांस और सेजेज (sedges) के तनों और पत्तियों में प्रचुर मात्रा में होती हैं।
(ii) विभज्योतकी ऊतक और स्थायी ऊतक
विशेषता विभज्योतकी ऊतक (Meristematic Tissue) स्थायी ऊतक (Permanent Tissue) विभाजन क्षमता इन कोशिकाओं में सक्रिय रूप से और लगातार विभाजन करने की क्षमता होती है। ये कोशिकाएँ अपनी विभाजन क्षमता खो चुकी होती हैं। ये विभेदित होती हैं। कोशिका संरचना कोशिकाएँ छोटी, समव्यासी, पतली भित्ति वाली होती हैं। इनमें सघन कोशिकाद्रव्य, बड़ा केंद्रक और कोई या बहुत छोटी रिक्तिका होती है। कोशिकाएँ बड़ी होती हैं और उनका आकार व आकृति निश्चित होती है। इनमें एक बड़ी केंद्रीय रिक्तिका होती है। कार्य पौधे की वृद्धि के लिए जिम्मेदार हैं। ये नई कोशिकाओं का निर्माण करती हैं जो बाद में स्थायी ऊतकों में विभेदित होती हैं। ये विशिष्ट कार्य करती हैं जैसे प्रकाश संश्लेषण, भंडारण, समर्थन, चालन और सुरक्षा। प्रकार स्थिति के आधार पर: शीर्षस्थ (apical), पार्श्वीय (lateral), और अंतर्वेशी (intercalary) विभज्योतक। संरचना के आधार पर: सरल ऊतक (पैरेन्काइमा, कोलेनकाइमा, स्क्लेरेन्काइमा) और जटिल ऊतक (जाइलम, फ्लोएम)।
(iii) तनुबीजाण्डकायी (Tenuinucellate) और स्थूलबीजाण्डकायी (Crassinucellate)
विशेषता तनुबीजाण्डकायी बीजांड स्थूलबीजाण्डकायी बीजांड बीजांडकाय (Nucellus) बीजांडकाय अल्पविकसित होता है, जो या तो एक एकल कोशिका परत का होता है या अनुपस्थित होता है। बीजांडकाय बड़ा और बहु-परतीय होता है, जो विकासशील भ्रूणकोष को घेरे रहता है। गुरुबीजाणु मातृ कोशिका (MMC) की स्थिति आर्किस्पोरियल कोशिका सीधे गुरुबीजाणु मातृ कोशिका के रूप में कार्य करती है। यह बीजांडकाय में सतही (hypodermal) होती है। आर्किस्पोरियल कोशिका विभाजित होकर एक बाहरी प्राथमिक भित्तीय कोशिका और एक भीतरी प्राथमिक बीजाणुजन कोशिका बनाती है। MMC बीजांडकाय में गहराई में स्थित होती है। भ्रूणकोष का पोषण भ्रूणकोष सीधे अध्यावरण से पोषण प्राप्त कर सकता है क्योंकि बीजांडकाय पतला होता है। भ्रूणकोष बड़े बीजांडकाय से पोषण प्राप्त करता है। उदाहरण यह सिम्पेटेली (Sympetalae) समूह के पौधों (जैसे, एस्टेरेसी परिवार) में आम है। यह पॉलीपेटेली (Polypetalae) समूह और अधिकांश मोनोकॉट में पाया जाता है।
प्रश्न 3. (क) हिस्टोजन/ऊतकजन सिद्धांत की सहायता से मूल शीर्ष संगठन का वर्णन कीजिए। (ख) मूलों में अस्वाभाविक द्वितीयक वृद्धि की मुख्य विशेषताओं का संक्षिप्त वर्णन कीजिए।
उत्तर.
(क) हिस्टोजन सिद्धांत और मूल शीर्ष संगठन
हिस्टोजन (ऊतकजन) सिद्धांत 1868 में जे. वॉन हैनस्टीन द्वारा प्रतिपादित किया गया था। यह सिद्धांत बताता है कि प्ररोह और मूल के शीर्षस्थ विभज्योतक में तीन अलग-अलग कोशिका परतों या क्षेत्रों का समावेश होता है, जिन्हें हिस्टोजन कहा जाता है। प्रत्येक हिस्टोजन पौधे के एक विशिष्ट ऊतक तंत्र को जन्म देता है।
मूल शीर्ष में, तीन मुख्य हिस्टोजन होते हैं:
- त्वचाजन (Dermatogen): यह सबसे बाहरी परत है। यह एककोशिकीय परत होती है और मूल में बाह्यत्वचा (Epiblema) या मूलत्वचा (Rhizodermis) का निर्माण करती है। द्विबीजपत्री पौधों में, यह मूल गोप (root cap) को भी जन्म दे सकती है।
- परिरंभ (Periblem): यह त्वचाजन के ठीक नीचे स्थित मध्य परत है। यह विभाजित होकर वल्कुट (Cortex) का निर्माण करती है, जिसमें सामान्य वल्कुट, अंतस्त्वचा (endodermis) और परिरंभ (pericycle) शामिल हैं।
- रंभजन (Plerome): यह सबसे भीतरी और केंद्रीय हिस्टोजन है। यह विभाजित होकर केंद्रीय रंभ (Stele) या संवहन सिलेंडर का निर्माण करता है। इसमें जाइलम, फ्लोएम और मज्जा (pith) शामिल होते हैं।
एकबीजपत्री पौधों (जैसे, मक्का) के मूल शीर्ष में, एक चौथा, स्वतंत्र हिस्टोजन पाया जाता है जिसे गोपजन (Calyptrogen) कहते हैं। यह विशेष रूप से मूल गोप (Root Cap) का निर्माण करता है। द्विबीजपत्री पौधों में, मूल गोप का निर्माण त्वचाजन से होता है।
यद्यपि यह सिद्धांत ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण है, लेकिन अब इसे आधुनिक अवधारणाओं जैसे ‘शांत केंद्र’ (Quiescent Centre) की संकल्पना द्वारा संशोधित और प्रतिस्थापित कर दिया गया है, जो मूल शीर्ष की अधिक सटीक व्याख्या करता है। (नोट: परीक्षा में इस उत्तर के साथ एक नामांकित चित्र बनाना चाहिए जिसमें त्वचाजन, परिरंभ, रंभजन और गोपजन को दर्शाया गया हो।)
(ख) मूलों में अस्वाभाविक द्वितीयक वृद्धि
अस्वाभाविक या विषम द्वितीयक वृद्धि सामान्य द्वितीयक वृद्धि पैटर्न से विचलन है, जो आमतौर पर कुछ पौधों में विशेष कार्यों (जैसे भंडारण) के लिए अनुकूलन के परिणामस्वरूप होता है। सामान्य द्वितीयक वृद्धि में, एक एकल संवहन कैंबियम वलय द्वितीयक जाइलम और द्वितीयक फ्लोएम का निर्माण करता है। अस्वाभाविक वृद्धि में, कैंबियम की गतिविधि या उत्पत्ति असामान्य होती है।
मूलों में अस्वाभाविक द्वितीयक वृद्धि की मुख्य विशेषताएँ और उदाहरण निम्नलिखित हैं:
- अतिरिक्त कैंबियम वलयों का निर्माण:
- उदाहरण: चुकंदर (Beta vulgaris) और कुछ अन्य चिनोपोडिएसी परिवार के सदस्य।
- प्रक्रिया: सामान्य प्राथमिक संवहन कैंबियम थोड़ी देर के लिए सक्रिय रहता है। इसके बाद, परिरंभ (pericycle) या फ्लोएम पैरेन्काइमा से अतिरिक्त (accessory) कैंबियम वलय क्रमिक रूप से बनते हैं।
- प्रत्येक कैंबियम वलय अंदर की ओर द्वितीयक जाइलम और बाहर की ओर द्वितीयक फ्लोएम का निर्माण करता है। ये संवहन बंडल भंडारण पैरेन्काइमा में अंतःस्थापित होते हैं। इसके परिणामस्वरूप, अनुप्रस्थ काट में कई संकेंद्रित संवहन बंडलों के वलय दिखाई देते हैं, जो चुकंदर की मांसल भंडारण जड़ का निर्माण करते हैं।
- बिखरे हुए कैंबियम का विकास:
- उदाहरण: शकरकंद (Ipomoea batatas) ।
- प्रक्रिया: प्राथमिक जाइलम वाहिकाओं के आसपास कैंबियम उत्पन्न होता है। यह कैंबियम वाहिकाओं की ओर द्वितीयक जाइलम और बाहर की ओर द्वितीयक फ्लोएम व पैरेन्काइमा बनाता है।
- बाद में, द्वितीयक पैरेन्काइमा में कई अतिरिक्त या ‘विसंगत’ कैंबियम पट्टियाँ अनियमित रूप से विकसित होती हैं। ये नए कैंबियम भी जाइलम, फ्लोएम और बड़ी मात्रा में भंडारण पैरेन्काइमा का उत्पादन करते हैं, जिससे जड़ अत्यधिक मांसल हो जाती है।
यह अस्वाभाविक वृद्धि इन पौधों को प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए भोजन और पानी का भंडारण करने में सक्षम बनाती है। प्रश्न 4. ‘द्वार कोशिका’ पद को परिभाषित कीजिए। द्वार कोशिकाएँ किस प्रकार रंध्र के खुलने और बंद होने को नियंत्रित करती हैं? उपयुक्त चित्र की सहायता से इसकी व्याख्या कीजिए।
उत्तर.
द्वार कोशिका (Guard Cell) की परिभाषा:
द्वार कोशिकाएँ पत्तियों, तनों और अन्य पादप अंगों की बाह्यत्वचा (epidermis) में पाई जाने वाली विशेष कोशिकाएँ हैं। ये कोशिकाएँ जोड़े में होती हैं और अपने बीच एक छोटे छिद्र को घेरे रहती हैं, जिसे रंध्र छिद्र (stomatal pore) कहा जाता है। द्वार कोशिकाओं और रंध्र छिद्र को मिलाकर रंध्र (stoma) कहते हैं। द्विबीजपत्री पौधों में द्वार कोशिकाएँ आमतौर पर वृक्काकार (kidney-shaped) होती हैं, जबकि एकबीजपत्री (विशेषकर घास) में ये डम्बल-आकार (dumbbell-shaped) होती हैं। ये जीवित कोशिकाएँ होती हैं और इनमें क्लोरोप्लास्ट भी पाया जाता है। इनका मुख्य कार्य रंध्र छिद्र के आकार को नियंत्रित करके गैस विनिमय (CO₂ और O₂) और वाष्पोत्सर्जन को विनियमित करना है। रंध्र के खुलने और बंद होने की क्रियाविधि:
रंध्रों का खुलना और बंद होना द्वार कोशिकाओं की स्फीति (turgidity) में परिवर्तन के कारण होता है। जब द्वार कोशिकाएँ स्फीत (turgid) होती हैं, तो रंध्र खुल जाते हैं, और जब वे शिथिल (flaccid) हो जाती हैं, तो रंध्र बंद हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को पोटेशियम आयन (K⁺) अंतर्वाह सिद्धांत द्वारा सबसे अच्छी तरह समझाया गया है।
1. रंध्र का खुलना (आमतौर पर दिन में प्रकाश की उपस्थिति में):
- K⁺ आयनों का प्रवेश: प्रकाश की उपस्थिति में, द्वार कोशिकाओं में ATP-चालित प्रोटॉन पंप सक्रिय हो जाते हैं, जो H⁺ आयनों को बाहर की ओर पंप करते हैं। इससे द्वार कोशिकाओं के अंदर एक ऋणात्मक विभव उत्पन्न होता है।
- यह विभव प्रवणता सहायक कोशिकाओं (subsidiary cells) से K⁺ आयनों को द्वार कोशिकाओं के अंदर की ओर खींचती है। क्लोराइड (Cl⁻) आयन भी K⁺ के साथ संतुलन बनाने के लिए अंदर आते हैं।
- द्वार कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट में स्टार्च का मैलिक एसिड में रूपांतरण होता है, जो मैलेट आयनों और H⁺ में वियोजित हो जाता है। ये मैलेट आयन K⁺ की सांद्रता को संतुलित करते हैं।
- परासरण (Osmosis): K⁺ और मैलेट आयनों के जमा होने से द्वार कोशिकाओं के कोशिकाद्रव्य की परासरणी सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे उनका जल विभव (water potential) कम हो जाता है।
- इसके परिणामस्वरूप, आसपास की कोशिकाओं से जल परासरण द्वारा द्वार कोशिकाओं में प्रवेश करता है, और वे स्फीत हो जाती हैं।
- छिद्र का खुलना: द्वार कोशिकाओं की भीतरी भित्ति (छिद्र की ओर वाली) मोटी और अप्रत्यास्थ होती है, जबकि बाहरी भित्ति पतली और प्रत्यास्थ होती है। जब कोशिकाएँ स्फीत होती हैं, तो पतली बाहरी भित्ति बाहर की ओर खिंचती है, जिससे मोटी भीतरी भित्ति भी बाहर की ओर खिंचकर एक चाप का आकार ले लेती है और रंध्र छिद्र खुल जाता है।
2. रंध्र का बंद होना (आमतौर पर रात में या जल तनाव की स्थिति में):
- K⁺ आयनों का बहिर्गमन: अंधेरे में या जल की कमी (एब्सिसिक एसिड, ABA हार्मोन के प्रभाव में) होने पर, प्रोटॉन पंप बंद हो जाते हैं और K⁺ आयन चैनल खुल जाते हैं।
- K⁺ आयन, Cl⁻ और मैलेट आयन द्वार कोशिकाओं से बाहर सहायक कोशिकाओं में चले जाते हैं।
- परासरण: आयनों के बाहर जाने से द्वार कोशिकाओं की परासरणी सांद्रता कम हो जाती है और जल विभव बढ़ जाता है।
- इसके परिणामस्वरूप, जल परासरण द्वारा द्वार कोशिकाओं से बाहर निकल जाता है, जिससे वे शिथिल (flaccid) हो जाती हैं।
- छिद्र का बंद होना: शिथिल होने पर, द्वार कोशिकाएँ अपनी पूर्व स्थिति में वापस आ जाती हैं और रंध्र छिद्र बंद हो जाता है।
(नोट: इस उत्तर के साथ रंध्र के खुलने और बंद होने की प्रक्रिया को दर्शाने वाले दो नामांकित चित्र बनाने चाहिए। एक चित्र में स्फीत द्वार कोशिकाओं (खुला रंध्र) और दूसरे में शिथिल द्वार कोशिकाओं (बंद रंध्र) को दर्शाया जाए, जिसमें K⁺ और जल की गति की दिशा भी इंगित हो।)
प्रश्न 5. (क) मरुद्भिदों में अनुकूलन का सामान्य विवरण दीजिए। (ख) बहुभ्रूणता को परिभाषित कीजिए। इसके संभाव्य अनुप्रयोगों पर चर्चा कीजिए।
उत्तर.
(क) मरुद्भिदों में अनुकूलन (Adaptations in Xerophytes)
मरुद्भिद वे पौधे हैं जो शुष्क या मरुस्थलीय परिस्थितियों में उगने के लिए अनुकूलित होते हैं, जहाँ जल की कमी होती है। जल हानि को कम करने और जल अवशोषण को अधिकतम करने के लिए इनमें विभिन्न प्रकार के अनुकूलन पाए जाते हैं। ये अनुकूलन आकारिकीय, शारीरिक और कार्यिकीय हो सकते हैं।
1. आकारिकीय अनुकूलन (Morphological Adaptations):
- जड़ें: जड़ प्रणाली अत्यधिक विकसित, गहरी और फैली हुई होती है ताकि मिट्टी में गहराई से जल अवशोषित किया जा सके।
- तना: तना प्रायः काष्ठीय, कठोर और मोटी छाल से ढका होता है। कुछ पौधों (जैसे, नागफनी – Opuntia ) में तना चपटा, हरा और मांसल होकर पर्णाभ स्तंभ (Phylloclade) में रूपांतरित हो जाता है, जो प्रकाश संश्लेषण और जल संग्रहण का कार्य करता है।
- पत्तियाँ: वाष्पोत्सर्जन को कम करने के लिए पत्तियाँ अक्सर छोटी (microphylly), कांटों में रूपांतरित (जैसे, नागफनी) या शुष्क मौसम में झड़ जाने वाली होती हैं। कुछ में पत्तियाँ मोटी, मांसल और रसदार होती हैं (जैसे, घृतकुमारी)।
2. शारीरिक या संरचनात्मक अनुकूलन (Anatomical Adaptations):
- बाह्यत्वचा (Epidermis): मोटी क्यूटिकल (cuticle) की परत और बहु-स्तरीय बाह्यत्वचा पाई जाती है, जो जल हानि को रोकती है।
- रंध्र (Stomata): रंध्र अक्सर पत्तियों की निचली सतह पर और गहरे गड्ढों में धंसे हुए (sunken stomata) होते हैं, जिससे वाष्पोत्सर्जन की दर कम हो जाती है। पत्तियों पर घने रोम (trichomes) भी पाए जा सकते हैं।
- पर्णमध्योतक (Mesophyll): खंभ ऊतक (palisade tissue) सुविकसित होता है।
- यांत्रिक ऊतक: स्क्लेरेन्काइमा जैसे यांत्रिक ऊतक प्रचुर मात्रा में होते हैं, जो पौधे को सहारा देते हैं।
3. कार्यिकीय अनुकूलन (Physiological Adaptations):
- उच्च परासरणी दाब: इन पौधों की कोशिकाओं के कोशिका रस का परासरणी दाब उच्च होता है, जिससे वे शुष्क मिट्टी से भी जल अवशोषित कर पाते हैं।
- CAM उपापचय: कई मांसल मरुद्भिद (जैसे, नागफनी, घृतकुमारी) में क्रेसुलेशियन एसिड मेटाबॉलिज्म (CAM) पाया जाता है। ये पौधे रात में अपने रंध्र खोलकर CO₂ ग्रहण करते हैं और उसे मैलिक एसिड के रूप में संग्रहित कर लेते हैं, और दिन में रंध्र बंद रखकर प्रकाश संश्लेषण करते हैं। इससे दिन के समय होने वाली जल हानि से बचा जा सकता है।
(ख) बहुभ्रूणता (Polyembryony) और इसके अनुप्रयोग
परिभाषा: एक ही बीज के अंदर एक से अधिक भ्रूणों के विकसित होने की घटना को बहुभ्रूणता कहा जाता है। यह घटना कई आवृतबीजी और अनावृतबीजी पौधों में देखी जाती है। बहुभ्रूणता के प्रकार:
- सरल बहुभ्रूणता: जब एक बीजांड में एक से अधिक भ्रूणकोष हों और प्रत्येक में निषेचन के बाद एक भ्रूण बने।
- विदलन बहुभ्रूणता (Cleavage Polyembryony): जब एक ही युग्मनज (zygote) या प्राक्भ्रूण (pro-embryo) विभाजित होकर कई भ्रूणों का निर्माण करता है।
- अपस्थानिक भ्रूणता (Adventive Embryony): जब भ्रूण का विकास बीजांड की किसी कायिक कोशिका, जैसे बीजांडकाय (nucellus) या अध्यावरण (integument) की द्विगुणित कोशिकाओं से बिना निषेचन के होता है। यह सबसे सामान्य प्रकार है।
संभाव्य अनुप्रयोग (Potential Applications): बहुभ्रूणता के बागवानी और पादप प्रजनन में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं:
- क्लोनल प्रवर्धन: अपस्थानिक भ्रूणता (विशेष रूप से बीजांडकायी भ्रूण) से विकसित पौधे आनुवंशिक रूप से मातृ पौधे के समान (क्लोन) होते हैं। इसका उपयोग नींबू (Citrus) और आम (Mango) जैसे फलों के पेड़ों के लिए एक समान और रोग-मुक्त (विशेषकर विषाणु-मुक्त) मूलवृंत (rootstocks) तैयार करने में किया जाता है।
- पादप प्रजनन: सहायक कोशिकाओं या प्रतिव्यासांत कोशिकाओं से विकसित अगुणित भ्रूणों का उपयोग अगुणित (haploid) पौधों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। इन अगुणित पौधों को कोलचीसिन उपचार द्वारा द्विगुणित करके समयुग्मजी (homozygous) वंशक्रम तेजी से तैयार किए जा सकते हैं, जिससे प्रजनन चक्र छोटा हो जाता है।
- आनुवंशिक एकरूपता का संरक्षण: बहुभ्रूणता द्वारा उत्पन्न क्लोन उच्च गुणवत्ता वाली किस्मों की आनुवंशिक शुद्धता को बनाए रखने में मदद करते हैं।
- संकर ओज का स्थिरीकरण: यदि संकर बीजों में असंगजनन (apomixis) के माध्यम से बहुभ्रूणता को प्रेरित किया जा सके, तो संकर ओज (heterosis) को पीढ़ी दर पीढ़ी स्थिर रखा जा सकता है, जिससे किसानों को हर साल नए संकर बीज खरीदने की आवश्यकता नहीं होगी।
प्रश्न 6. (क) सस्पेन्सर/निलंबक के कार्यों की उदाहरणों के सहित विवेचना कीजिए। (ख) एकबीजाणुक भ्रूणकोष के विकास का उदाहरणों के साथ वर्णन कीजिए।
उत्तर.
(क) निलंबक (Suspensor) के कार्य
निलंबक एक अस्थायी संरचना है जो द्विबीजपत्री और एकबीजपत्री पौधों में भ्रूण के प्रारंभिक विकास के दौरान बनती है। यह युग्मनज (zygote) के प्रथम विभाजन से बनी दो कोशिकाओं में से आधारी कोशिका (basal cell) से विकसित होता है। निलंबक भ्रूण के मुख्य भाग (embryo proper) को बीजांड के पोषक ऊतक, यानी भ्रूणपोष (endosperm), से जोड़ता है।
निलंबक के मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:
- भ्रूण को धकेलना और स्थापित करना: निलंबक का सबसे प्रमुख कार्य विकासशील भ्रूण को बीजांड के भीतर गहराई में, पोषक तत्वों से भरपूर भ्रूणपोष के अंदर धकेलना है। यह सुनिश्चित करता है कि भ्रूण को विकास के लिए पर्याप्त पोषण मिल सके। उदाहरण के लिए, कैप्सेला (Capsella) में, लंबा निलंबक भ्रूण को भ्रूणपोष के केंद्र में धकेलता है।
- पोषक तत्वों का परिवहन: निलंबक एक नली के रूप में कार्य करता है जो भ्रूणपोष से पोषक तत्वों को अवशोषित कर भ्रूण तक पहुँचाता है। निलंबक की सबसे ऊपरी कोशिका, जो बीजांडद्वार के पास होती है, अक्सर बड़ी होकर एक चूषकांग (haustorium) के रूप में कार्य करती है, जो सक्रिय रूप से पोषक तत्वों का अवशोषण करती है। उदाहरण के लिए, फेसिओलस (Phaseolus) में, निलंबक बड़ा होता है और इसमें चूषकांगी कोशिकाएँ होती हैं।
- हार्मोन का संश्लेषण: आधुनिक शोधों से पता चला है कि निलंबक स्वयं एक सक्रिय चयापचय अंग है। यह ऑक्सिन (auxin) और जिबरेलिन (gibberellin) जैसे पादप हार्मोन का संश्लेषण करता है, जो भ्रूण के प्रारंभिक विभेदन और विकास के लिए आवश्यक हैं।
- एंजाइमों का स्राव: निलंबक कुछ पाचक एंजाइमों का स्राव भी कर सकता है जो आसपास के भ्रूणपोष की कोशिकाओं को पचाकर पोषक तत्वों को घुलनशील रूप में उपलब्ध कराते हैं, जिन्हें भ्रूण आसानी से उपयोग कर सकता है।
भ्रूण के परिपक्व होने पर निलंबक का कार्य समाप्त हो जाता है और यह आमतौर पर नष्ट हो जाता है।
(ख) एकबीजाणुक भ्रूणकोष का विकास (Development of Monosporic Embryo Sac)
एकबीजाणुक भ्रूणकोष वह मादा युग्मकोद्भिद (female gametophyte) है जो चार गुरुबीजाणुओं (megaspores) में से केवल एक क्रियाशील गुरुबीजाणु से विकसित होता है। इसका सबसे सामान्य प्रकार पॉलीगोनम (Polygonum) प्रकार है, जो लगभग 70% आवृतबीजी पौधों में पाया जाता है। इसके विकास की प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों में होती है:
- गुरुबीजाणुजनन (Megasporogenesis): बीजांडकाय (nucellus) में एक द्विगुणित गुरुबीजाणु मातृ कोशिका (Megaspore Mother Cell – MMC) अर्धसूत्री विभाजन (meiosis) द्वारा विभाजित होकर चार अगुणित (haploid) गुरुबीजाणुओं का एक रैखिक चतुष्क (linear tetrad) बनाती है।
- गुरुबीजाणुओं का अपघटन: इन चार गुरुबीजाणुओं में से, बीजांडद्वार (micropyle) की ओर स्थित तीन गुरुबीजाणु अपघटित (degenerate) हो जाते हैं और नष्ट हो जाते हैं। केवल निभागीय (chalazal) छोर पर स्थित एक गुरुबीजाणु ही क्रियाशील रहता है।
- मादा युग्मकोद्भिद का विकास (Megagametogenesis):
- क्रियाशील गुरुबीजाणु आकार में बड़ा हो जाता है। इसका अगुणित केंद्रक तीन बार मुक्त केंद्रकीय समसूत्री विभाजन (free-nuclear mitotic divisions) करता है, जिससे कोशिका भित्ति का निर्माण नहीं होता है।
- पहला विभाजन: एक केंद्रक से दो केंद्रक बनते हैं, जो कोशिका के विपरीत ध्रुवों पर चले जाते हैं।
- दूसरा विभाजन: दोनों केंद्रक फिर से विभाजित होते हैं, जिससे प्रत्येक ध्रुव पर दो-दो, यानी कुल चार केंद्रक बन जाते हैं।
- तीसरा विभाजन: चारों केंद्रक एक बार फिर विभाजित होते हैं, जिससे भ्रूणकोष में कुल आठ अगुणित केंद्रक बन जाते हैं (प्रत्येक ध्रुव पर चार)।
- कोशिकीय संगठन: आठ-केंद्रकीय अवस्था के बाद, कोशिका भित्तियों का निर्माण होता है और केंद्रक व्यवस्थित होते हैं:
- बीजांडद्वार वाले सिरे पर, तीन केंद्रक मिलकर अंड समुच्चय (egg apparatus) बनाते हैं, जिसमें एक केंद्रीय अंड कोशिका (egg cell) और दो पार्श्व सहायक कोशिकाएँ (synergids) होती हैं।
- निभागीय सिरे पर, तीन केंद्रक प्रतिव्यासांत कोशिकाएँ (antipodal cells) बनाते हैं।
- शेष दो केंद्रक, जिन्हें ध्रुवीय केंद्रक (polar nuclei) कहा जाता है, भ्रूणकोष के केंद्र में आकर बड़ी केंद्रीय कोशिका (central cell) में स्थित हो जाते हैं। ये निषेचन से पहले या उसके दौरान आपस में संलयित होकर एक द्विगुणित द्वितीयक केंद्रक (secondary nucleus) बनाते हैं।
इस प्रकार, एक परिपक्व पॉलीगोनम-प्रकार का भ्रूणकोष 7-कोशिकीय और 8-केंद्रकीय संरचना होता है। उदाहरण: पॉलीगोनम (Polygonum), कैप्सेला (Capsella) । (नोट: परीक्षा में इस प्रक्रिया को दर्शाने वाले चरणबद्ध नामांकित चित्र बनाना आवश्यक है।)
प्रश्न 7. (क) श्वासरंध्र/न्यूमेटोफोर क्या होते हैं? इनके कार्यों को बताइए। (ख) असंगजनन को परिभाषित कीजिए। विभिन्न प्रकार के असंगजनन का विस्तृत विवरण दीजिए।
उत्तर.
(क) श्वासरंध्र/न्यूमेटोफोर (Pneumatophores)
परिभाषा: न्यूमेटोफोर, जिन्हें ‘श्वास-मूल’ या श्वासरंध्र भी कहा जाता है, विशेष प्रकार की वायवीय जड़ें हैं जो उन पौधों में पाई जाती हैं जो दलदली, जलमग्न और ऑक्सीजन रहित (anaerobic) मिट्टी में उगते हैं, जैसे मैंग्रोव वनों में। ये जड़ें पौधे की मुख्य क्षैतिज जड़ों से निकलकर गुरुत्वाकर्षण के विपरीत (negatively geotropic) सीधी ऊपर की ओर हवा में निकल आती हैं। विशेषताएँ:
- ये खूंटी जैसी संरचनाएं होती हैं जो मिट्टी की सतह से बाहर निकली रहती हैं।
- इनकी सतह पर कई छोटे छिद्र होते हैं जिन्हें वातरंध्र (lenticels) कहा जाता है।
- आंतरिक रूप से, इनमें एक सुविकसित वायु अवकाशों का तंत्र होता है जिसे वायु ऊतक (aerenchyma) कहते हैं, जो जलमग्न जड़ प्रणाली से जुड़ा होता है।
कार्य (Functions):
- गैसीय विनिमय (Gaseous Exchange): न्यूमेटोफोर का प्राथमिक और सबसे महत्वपूर्ण कार्य जलमग्न जड़ों के लिए श्वसन हेतु गैसों, विशेष रूप से ऑक्सीजन , का आदान-प्रदान करना है। दलदली मिट्टी में ऑक्सीजन की भारी कमी होती है, जिससे जड़ें श्वसन नहीं कर पातीं। न्यूमेटोफोर अपने वातरंध्रों के माध्यम से वायुमंडल से ऑक्सीजन ग्रहण करते हैं और इसे वायु ऊतक के माध्यम से नीचे श्वसन कर रही जड़ कोशिकाओं तक पहुंचाते हैं।
- यांत्रिक सहारा (Anchorage): ये जड़ें नरम और अस्थिर कीचड़ में पेड़ को अतिरिक्त यांत्रिक सहारा और स्थिरता प्रदान करने में भी मदद करती हैं, जिससे पेड़ सीधा खड़ा रह पाता है।
उदाहरण: मैंग्रोव पौधे जैसे एविसेनिया (Avicennia) और सोनेरेशिया (Sonneratia) में न्यूमेटोफोर स्पष्ट रूप से देखे जा सकते हैं।
(ख) असंगजनन (Apomixis) और इसके प्रकार
परिभाषा: असंगजनन एक प्रकार का अलैंगिक जनन है जिसमें बीज का निर्माण तो होता है, लेकिन यह प्रक्रिया बिना युग्मकों के संलयन (निषेचन) के होती है। यह लैंगिक जनन की नकल करता है। असंगजनन से उत्पन्न पौधे (और बीज) आनुवंशिक रूप से पूर्णतः मातृ पौधे के समान होते हैं, अर्थात् वे क्लोन होते हैं। असंगजनन के विभिन्न प्रकार (Types of Apomixis):
असंगजनन को मुख्य रूप से निम्नलिखित श्रेणियों में बांटा गया है:
- पुनरावर्ती असंगजनन (Recurrent Apomixis): इस प्रकार में, भ्रूणकोष की अंड कोशिका द्विगुणित (diploid) होती है और यह बिना निषेचन के सीधे भ्रूण में विकसित हो जाती है। चूँकि भ्रूण द्विगुणित होता है, इससे उत्पन्न पौधा भी द्विगुणित और जननक्षम होता है। यह दो तरीकों से हो सकता है:
- द्विगुणितबीजाणुता (Diplospory): इसमें द्विगुणित गुरुबीजाणु मातृ कोशिका (MMC) में अर्धसूत्री विभाजन नहीं होता या असामान्य रूप से होता है, जिससे एक द्विगुणित भ्रूणकोष बनता है। इस भ्रूणकोष की द्विगुणित अंड कोशिका से भ्रूण विकसित होता है। उदाहरण: टैराक्सेकम (Taraxacum) ।
- अपबीजाणुता (Apospory): इसमें सामान्य अगुणित भ्रूणकोष अपघटित हो जाता है और इसके स्थान पर बीजांड की किसी कायिक कोशिका, जैसे बीजांडकाय (nucellus) या अध्यावरण (integument) की कोशिका, से एक द्विगुणित भ्रूणकोष विकसित होता है। उदाहरण: घास (जैसे, पोआ – Poa )।
- अपुनरावर्ती असंगजनन (Non-recurrent Apomixis): इसमें भ्रूणकोष का निर्माण सामान्य अर्धसूत्री विभाजन से होता है, इसलिए यह अगुणित (haploid) होता है। इस भ्रूणकोष की अगुणित अंड कोशिका बिना निषेचन के (अनिषेकजनन द्वारा) भ्रूण में विकसित हो जाती है। इससे बनने वाला पौधा अगुणित होता है और आमतौर पर बंध्य (sterile) होता है। यह बहुत दुर्लभ है।
- अपस्थानिक भ्रूणता (Adventive Embryony): यह एक प्रकार का बीजाणुद्भिद मुकुलन (sporophytic budding) है। इसमें भ्रूण का विकास भ्रूणकोष के बाहर, बीजांड की किसी द्विगुणित कायिक कोशिका (आमतौर पर बीजांडकाय या अध्यावरण) से सीधे होता है। इस प्रक्रिया में भ्रूणकोष का कोई योगदान नहीं होता। अक्सर, एक ही बीज में लैंगिक जनन से बना एक युग्मनजीय भ्रूण और कई अपस्थानिक भ्रूण एक साथ मौजूद हो सकते हैं। उदाहरण: नींबू (Citrus) और आम (Mangifera) में यह बहुत आम है।
प्रश्न 8. निम्नलिखित में से किन्हीं चार पर लघु टिप्पणियाँ लिखिए: (i) स्क्लैरीड/दृढ़ कोशिकाएँ (ii) अंतःकाष्ठ/हार्टवुड (iii) परागकण बंध्यता (iv) संयुक्त भ्रूणपोष (v) वैलामेन।
उत्तर.
(i) स्क्लैरीड/दृढ़ कोशिकाएँ (Sclereids):
स्क्लैरीड एक प्रकार की स्क्लेरेन्काइमा (दृढ़ोतक) कोशिकाएँ होती हैं। ये परिपक्व होने पर मृत होती हैं और इनकी कोशिका भित्ति लिग्निन के अत्यधिक जमाव के कारण बहुत मोटी, कठोर और काष्ठीय हो जाती है। इनकी आकृति बहुत विविध होती है, जिसके आधार पर ये कई प्रकार की होती हैं, जैसे:
- ब्रैकिस्क्लैरीड (Brachysclereids) या स्टोन सेल: ये समव्यासी होती हैं और फलों के गूदे में पाई जाती हैं, जैसे नाशपाती के गूदे में किरकिरापन इन्हीं के कारण होता है।
- मैक्रोस्क्लैरीड (Macrosclereids): ये स्तंभकार होती हैं और लेग्यूम (मटर कुल) के बीजों के कठोर बीजावरण में पाई जाती हैं।
- ऑस्टियोस्क्लैरीड (Osteosclereids): ये हड्डी के आकार की होती हैं।
- एस्ट्रोस्क्लैरीड (Astrosclereids): ये तारे के आकार की होती हैं और चाय की पत्तियों में पाई जाती हैं।
इनका मुख्य कार्य पौधे के भागों को यांत्रिक शक्ति, कठोरता और सुरक्षा प्रदान करना है।
(ii) अंतःकाष्ठ/हार्टवुड (Heartwood):
पुराने, काष्ठीय द्विबीजपत्री वृक्षों के तने के केंद्रीय भाग में स्थित द्वितीयक जाइलम को अंतःकाष्ठ या हार्टवुड (Duramen) कहते हैं। यह भाग गहरा रंगीन, कठोर और गैर-कार्यात्मक होता है। समय के साथ, इस क्षेत्र की पैरेन्काइमा कोशिकाएँ मृत हो जाती हैं और वाहिकाएँ (vessels) टायलोसिस (tyloses) द्वारा अवरुद्ध हो जाती हैं। इसके अलावा, इस क्षेत्र में टैनिन, रेजिन, गोंद, तेल और अन्य कार्बनिक पदार्थ जमा हो जाते हैं। इन पदार्थों के जमाव के कारण यह भाग गहरा भूरा या काला, बहुत कठोर, टिकाऊ और दीमक, कवक तथा अन्य सूक्ष्मजीवों के प्रति प्रतिरोधी हो जाता है। इसका मुख्य कार्य पेड़ को केवल यांत्रिक सहारा प्रदान करना है; यह जल का संवहन नहीं करता है।
(iii) परागकण बंध्यता (Pollen Sterility):
परागकण बंध्यता एक पौधे की कार्यात्मक या व्यवहार्य (viable) परागकणों का उत्पादन करने में असमर्थता है। यह नर बंध्यता (male sterility) का एक रूप है। इसके कारण पौधे या तो परागकणों का उत्पादन ही नहीं कर पाते, या जो परागकण बनते हैं वे अविकसित, अव्यवहार्य या परागकोश से बाहर नहीं निकल पाते। परागकण बंध्यता आनुवंशिक कारकों (जीनिक या कोशिकाद्रव्यी नर बंध्यता – GMS/CMS) या पर्यावरणीय कारकों (जैसे, अत्यधिक तापमान, सूखा) के कारण हो सकती है। पादप प्रजनन में इसका बहुत महत्व है। संकर बीज उत्पादन के लिए, नर-बंध्य मादा जनक का उपयोग करके स्व-परागण को रोका जाता है और वांछित नर जनक के साथ पर-परागण सुनिश्चित किया जाता है, जिससे संकर बीज का उत्पादन सरल और किफायती हो जाता है।
(iv) संयुक्त भ्रूणपोष (Composite Endosperm):
संयुक्त भ्रूणपोष एक विशेष प्रकार का भ्रूणपोष है जो एक से अधिक स्रोतों से उत्पन्न होता है और बाद में मिलकर एक एकल संरचना बनाता है। यह सामान्य भ्रूणपोष से भिन्न है, जो केवल एक नर युग्मक और द्वितीयक केंद्रक के संलयन से बनता है। यह मुख्य रूप से लोरेन्थेसी (Loranthaceae) जैसे कुछ पादप कुलों में पाया जाता है। इन पौधों में, बीजांड नग्न होते हैं और कई बीजांड एक सामान्य बीजांडासन (placenta) में धंसे होते हैं। जब कई बीजांडों में एक साथ निषेचन होता है, तो प्रत्येक से विकसित होने वाले अलग-अलग भ्रूणपोष आपस में वृद्धि करके और संलयित होकर एक बड़े, एकल, संयुक्त भ्रूणपोष का निर्माण करते हैं। यह संयुक्त संरचना उस बीजांडासन में विकसित हो रहे सभी भ्रूणों को पोषण प्रदान करती है। उदाहरण: टैक्सिलस (Taxillus) ।
(v) वैलामेन (Velamen):
वैलामेन एक विशेष, बहु-स्तरीय, स्पंजी बाह्यत्वचा (epidermis) है जो अधिपादपी (epiphytic) ऑर्किड और कुछ एरेसी (Araceae) कुल के पौधों की वायवीय जड़ों के ऊपर पाई जाती है। यह परिपक्वता पर मृत, खाली कोशिकाओं से बना होता है जिनकी भित्तियों में छिद्र होते हैं। इसका मुख्य कार्य वायुमंडलीय नमी और वर्षा के जल को तेजी से स्पंज की तरह सोखना और संग्रहित करना है। यह चांदी जैसी सफेद परत सूर्य के प्रकाश को परावर्तित करके जड़ों को अधिक गर्म होने से भी बचाती है और आंतरिक वल्कुट से जल की हानि को रोकती है। वैलामेन द्वारा अवशोषित जल को विशेष मार्ग कोशिकाओं (passage cells) के माध्यम से जड़ के जीवित आंतरिक वल्कुट (cortex) में पहुँचाया जाता है। उदाहरण: वैन्डा (Vanda), डेंड्रोबियम (Dendrobium) ।
IGNOU BBYCT-135 Previous Year Solved Question Paper in English
Q1. (a) State whether the following statements are ‘True’ or ‘False’: (i) Seeds of castor are exalbuminous. (ii) Endosperm absorb nutrients from surrounding cells with the help of integuments. (iii) Stomata in the epidermis help in gas exchange. (iv) Pollination brought by bat is called chiropterophily. (b) Fill in the blanks: (i) Mature seed containing persistent endosperm are called as ……….. . (ii) The process of embryo development from an unfertilized egg is called as ……….. . (iii) Finger like wall projections in synergids are known as the ……….. apparatus. (iv) Ray cell contains …………. duct. (c) Match the items given under Column ‘A’ with those given under Column ‘B’: Column ‘A’: (A) Cork cell, (B) Cystolith, (C) Trichoblast, (D) Crescent shaped guard cell; Column ‘B’: (i) Dicot plant, (ii) Root hair, (iii) Calcium carbonate crystal, (iv) Non-living and impermeable to gases and water.
Ans. (a) True/False:
- (i) False. Castor seeds are classic examples of albuminous or endospermic seeds, which contain a persistent endosperm to nourish the embryo.
- (ii) False. The endosperm absorbs nutrients from surrounding tissues like the nucellus with the help of specialized structures called haustoria , not with the help of integuments.
- (iii) True. Stomata located in the epidermis are the primary sites for the exchange of gases like carbon dioxide and oxygen between the plant and the atmosphere, which is essential for photosynthesis and respiration.
- (iv) True. Pollination carried out by bats is technically termed chiropterophily .
(b) Fill in the blanks:
- (i) Mature seed containing persistent endosperm are called as albuminous/endospermic seeds .
- (ii) The process of embryo development from an unfertilized egg is called as parthenogenesis .
- (iii) Finger like wall projections in synergids are known as the filiform apparatus.
- (iv) Ray cell contains resin duct.
(c) Match the columns:
- (A) Cork cell – (iv) Non-living and impermeable to gases and water
- (B) Cystolith – (iii) Calcium carbonate crystal
- (C) Trichoblast – (ii) Root hair
- (D) Crescent shaped guard cell – (i) Dicot plant
Q2. Differentiate between any two of the following: (i) Bulliform cells and Silica cells (ii) Meristematic tissues and Permanent tissues (iii) Tenuinucellate and Crassinucellate.
Ans. (i) Bulliform cells and Silica cells
Feature |
Bulliform Cells |
Silica Cells |
Definition |
Large, bubble-shaped, thin-walled epidermal cells found in groups on the adaxial (upper) surface of leaves of some monocots, especially grasses. | Epidermal cells containing deposits of silica, forming silica bodies (phytoliths). They are often associated with cork cells. |
Structure |
Large, highly vacuolated, and colorless. Their cell walls are thin and flexible. | They are small and can have various shapes (dumbbell-shaped, circular, etc.). They contain hard bodies of silica. |
Function |
Involved in the rolling and unrolling of leaves in response to water availability. During water stress, these cells lose turgor, causing the leaf to curl inward, reducing transpiration. | Provide structural rigidity, support, and defense against herbivores. They can also reduce water loss through transpiration. |
Example |
Found in the leaves of wheat, maize, and other grasses. | Abundant in the stems and leaves of grasses, bamboos, and sedges. |
(ii) Meristematic tissues and Permanent tissues
Feature |
Meristematic Tissue |
Permanent Tissue |
Division Capacity |
The cells are in a state of active and continuous division. They are undifferentiated. | These cells have lost their ability to divide. They are fully differentiated. |
Cell Structure |
Cells are small, isodiametric, with thin walls, dense cytoplasm, a large nucleus, and no or very small vacuoles. | Cells are large with a definite shape and size. They have a large central vacuole. |
Function |
Responsible for the growth of the plant. They produce new cells which later differentiate into permanent tissues. | They perform specific functions like photosynthesis, storage, support, conduction, and protection. |
Types |
Based on position: Apical, lateral, and intercalary meristems. | Based on structure: Simple tissues (parenchyma, collenchyma, sclerenchyma) and Complex tissues (xylem, phloem). |
(iii) Tenuinucellate and Crassinucellate Ovule
Feature |
Tenuinucellate Ovule |
Crassinucellate Ovule |
Nucellus |
The nucellus is poorly developed, consisting of a single cell layer or is sometimes absent. | The nucellus is massive and multi-layered, surrounding the developing embryo sac. |
Position of MMC |
The archesporial cell directly functions as the Megaspore Mother Cell (MMC). It is hypodermal in the nucellus. | The archesporial cell divides to form an outer primary parietal cell and an inner primary sporogenous cell. The MMC is deep-seated within the nucellus. |
Nutrition of Embryo Sac |
The embryo sac may derive nutrition directly from the integuments as the nucellus is thin. | The embryo sac derives nutrition from the massive nucellus. |
Occurrence |
Common in the Sympetalae group of plants (e.g., Asteraceae family). | Found in the Polypetalae group and most monocots. |
Q3. (a) Describe the root apex organisation with the help of histogen theory. (b) Explain briefly the main features of unusual secondary growth in roots.
Ans. (a) Root Apex Organisation and the Histogen Theory The Histogen Theory was proposed by J. von Hanstein in 1868 to explain the organization of the apical meristems of the root and shoot. According to this theory, the apical meristem consists of three distinct zones or layers of cells, called histogens . Each histogen is a group of initial cells that gives rise to a specific tissue system in the plant body. In the root apex, the three primary histogens are:
- Dermatogen: This is the outermost, uniseriate layer of cells. In the root, it gives rise to the epiblema or rhizodermis (the root epidermis). In dicot roots, it may also contribute to the formation of the root cap.
- Periblem: This is the middle zone, located just beneath the dermatogen. Its cells divide to form the cortex , which includes the general cortex, the endodermis, and the pericycle.
- Plerome: This is the innermost, central core of the meristem. It differentiates to form the central vascular cylinder or stele . The stele includes the vascular tissues (xylem and phloem) and the pith.
In the roots of many monocots (e.g., maize), a fourth, independent histogen called the
Calyptrogen
is present. Its sole function is to form the
Root Cap
. In dicots, where a separate calyptrogen is absent, the root cap is typically formed by the dermatogen.
Although the Histogen Theory is historically significant, it has been largely superseded by more modern concepts like the ‘Quiescent Centre’ concept, which provides a more dynamic and accurate view of the root apex organization.
(Note: For an exam, this answer should be accompanied by a labelled diagram showing the dermatogen, periblem, plerome, and calyptrogen in a root apex.) (b) Unusual Secondary Growth in Roots Unusual or anomalous secondary growth is a deviation from the normal pattern of secondary growth, often as an adaptation for special functions like food storage. In normal secondary growth, a single vascular cambium ring produces secondary xylem inwards and secondary phloem outwards. In anomalous growth, the activity or origin of the cambium is abnormal. The main features and examples of unusual secondary growth in roots are:
- Formation of Successive Accessory Cambium Rings:
- Example: Beetroot ( Beta vulgaris ) and some other members of Chenopodiaceae.
- Process: The normal primary vascular cambium is short-lived. Subsequently, successive rings of accessory cambium are formed from the phloem parenchyma or pericycle, outside the previous ones.
- Each cambial ring produces secondary xylem and parenchyma towards the inside and secondary phloem towards the outside. These vascular bundles become embedded in storage parenchyma. The result is a transverse section showing multiple concentric rings of vascular bundles, which constitute the fleshy storage root of the beet.
- Development of Diffuse Cambium:
- Example: Sweet potato ( Ipomoea batatas ) .
- Process: Cambium arises around the primary xylem vessels. This cambium produces secondary xylem towards the vessels and secondary phloem and parenchyma outwards.
- Subsequently, numerous additional or ‘anomalous’ cambial strips arise irregularly in the secondary parenchyma. These new cambial strips also produce xylem, phloem, and a large amount of storage parenchyma, causing the root to become massive and fleshy.
This anomalous growth enables these plants to store large quantities of food and water, helping them survive adverse conditions.
Q4. Define the term ‘guard cells’. How do guard cells control stomatal pore opening and closing? Discuss with the help of an appropriate diagram.
Ans. Definition of Guard Cells: Guard cells are specialized cells found in the epidermis of leaves, stems, and other plant organs. They occur in pairs and surround a tiny opening called the stomatal pore . The entire structure, comprising the two guard cells and the stomatal pore, is known as a stoma (plural: stomata). In dicotyledonous plants, guard cells are typically kidney-shaped , while in monocots (especially grasses), they are dumbbell-shaped . They are living cells and uniquely contain chloroplasts. Their primary function is to regulate the size of the stomatal pore, thereby controlling gas exchange (CO₂ and O₂) and transpiration.
Mechanism of Stomatal Opening and Closing: The opening and closing of stomata are controlled by changes in the turgor pressure of the guard cells. Stomata open when guard cells become turgid and close when they become flaccid. The most widely accepted explanation for this mechanism is the Potassium Ion (K⁺) Influx Theory .
1. Stomatal Opening (Typically in the presence of light):
- Influx of K⁺ ions: In the presence of light, ATP-powered proton pumps in the guard cell membrane actively pump H⁺ ions out of the cell.
- This creates a negative electrical potential inside the guard cells, which drives the uptake of potassium ions (K⁺) from the surrounding subsidiary cells. Chloride ions (Cl⁻) also enter to balance the charge.
- Starch stored in the guard cell chloroplasts is converted to malic acid, which dissociates into malate ions and H⁺. These malate ions also help balance the K⁺ concentration.
- Osmosis: The accumulation of K⁺ and malate ions increases the solute concentration in the cytoplasm of the guard cells, thereby lowering their water potential.
- Consequently, water moves from adjacent epidermal and subsidiary cells into the guard cells by osmosis, causing them to become turgid.
- Pore Opening: The inner wall of the guard cell (facing the pore) is thick and inelastic, while the outer wall is thin and elastic. When the cells become turgid, the thin outer wall stretches outwards, pulling the thick inner wall along with it into a crescent shape, which causes the stomatal pore to open.
2. Stomatal Closing (Typically in the dark or under water stress):
- Efflux of K⁺ ions: In the dark, or in response to the hormone Abscisic Acid (ABA) during water stress, the proton pumps stop and K⁺ ion channels open.
- K⁺ ions, along with Cl⁻ and malate ions, move out of the guard cells into the subsidiary cells.
- Osmosis: The exit of solutes increases the water potential of the guard cells (makes it less negative).
- As a result, water moves out of the guard cells by osmosis, causing them to become flaccid.
- Pore Closing: As the guard cells lose turgor, they shrink back to their original shape, and the stomatal pore closes.
(Note: This answer should be accompanied by two labelled diagrams illustrating the mechanism. One diagram should show turgid guard cells (open stoma) and the other should show flaccid guard cells (closed stoma), indicating the direction of K⁺ and water movement.)
Q5. (a) Give the general account of adaptations in xerophytes. (b) Define polyembryony. Discuss its potential applications.
Ans. (a) Adaptations in Xerophytes Xerophytes are plants adapted to survive in arid or physiologically dry environments where water is scarce. To cope with these conditions, they have evolved a range of adaptations to minimize water loss and maximize water uptake and storage. These adaptations can be morphological, anatomical, and physiological.
1. Morphological Adaptations:
- Roots: They possess an extensive, deep, and spreading root system to absorb water from a large volume of soil, often reaching deep water tables.
- Stem: The stem is often woody, hard, and covered with a thick bark. In some plants like Opuntia (prickly pear), the stem is modified into a flattened, green, fleshy structure called a Phylloclade , which performs photosynthesis and stores water.
- Leaves: To reduce transpiration, leaves are often reduced in size (microphylly), modified into spines (e.g., Opuntia ), or are shed during the dry season. Some have thick, succulent leaves (e.g., Aloe ) for water storage.
2. Anatomical Adaptations:
- Epidermis: The epidermis is covered by a very thick, waxy cuticle and may be multi-layered to prevent water loss.
- Stomata: Stomata are often restricted to the lower leaf surface and are located in deep pits or grooves ( sunken stomata ). This creates a pocket of humid air, reducing the rate of transpiration. A dense covering of hairs (trichomes) may also be present.
- Mesophyll: The palisade tissue is well-developed, often on both sides of the leaf.
- Mechanical Tissue: Sclerenchyma is abundant to provide mechanical support and prevent wilting.
3. Physiological Adaptations:
- High Osmotic Pressure: The cell sap has a high osmotic pressure, which helps in the absorption of water from dry soil.
- CAM Metabolism: Many succulent xerophytes exhibit Crassulacean Acid Metabolism (CAM) . In these plants, stomata open at night to fix CO₂ into malic acid and close during the day to minimize water loss. Photosynthesis is then completed during the day using the stored acid.
(b) Polyembryony and its Applications
Definition:
Polyembryony is the phenomenon of the occurrence of more than one embryo within a single seed. This condition is found in many gymnosperms and some angiosperms.
Types of Polyembryony:
- Simple Polyembryony: Arises from the fertilization of more than one egg cell in an ovule containing multiple embryo sacs.
- Cleavage Polyembryony: Formed by the splitting or cleavage of a single zygote or pro-embryo into two or more units, each developing into an embryo.
- Adventive Polyembryony: Embryos develop directly from diploid somatic cells of the ovule, such as the nucellus or integuments , without fertilization. This is the most common and commercially important type.
Potential Applications: Polyembryony, especially adventive polyembryony, has significant applications in horticulture and plant breeding:
- Clonal Propagation: Nucellar embryos (from adventive polyembryony) are genetically identical to the parent plant, making them clones. This is extensively used in horticulture to produce uniform, disease-free (especially virus-free) rootstocks for fruit trees like Citrus and Mango .
- Plant Breeding: Embryos developing from synergids or antipodals (if haploid) can be used to produce haploid plants . These haploids can be treated with colchicine to double their chromosome number, producing homozygous diploid lines in a single generation, which greatly shortens the breeding cycle.
- Preservation of Genetic Uniformity: Clonal propagation through polyembryony helps in maintaining the genetic purity and elite characteristics of superior varieties.
- Fixation of Hybrid Vigour: If apomixis (which leads to polyembryony) can be engineered into hybrid seeds, the hybrid vigour (heterosis) could be fixed. This would allow farmers to save and reuse seeds from hybrid crops without loss of yield, which is currently not possible.
Q6. (a) Discuss the functions of suspensor with examples. (b) Discuss the development of monosporic embryo sac with examples.
Ans. (a) Functions of the Suspensor The suspensor is a temporary, stalk-like structure that develops from the basal cell following the first transverse division of the zygote in most angiosperms. It connects the main embryo proper to the nutritive tissues of the ovule, such as the endosperm. While it degenerates as the embryo matures, it plays several critical roles during early embryogenesis.
The main functions of the suspensor are:
- Thrust and Positioning: The primary function of the suspensor is to push the developing embryo proper deep into the endosperm. This ensures that the embryo is located in a region rich in nutrients, which is vital for its growth and development. For example, in Capsella , the elongated suspensor effectively pushes the globular embryo into the heart of the endosperm.
- Nutrient Transport: The suspensor acts as a conduit for the transport of nutrients from the maternal tissues (endosperm, nucellus) to the growing embryo. The basal cell of the suspensor, located at the micropylar end, often enlarges to form a haustorium , which is specialized for absorbing and channeling nutrients. For instance, in Phaseolus (bean), the suspensor is massive and has haustorial cells that actively absorb nutrients.
- Synthesis of Growth Hormones: The suspensor is not merely a passive structure; it is metabolically active. It is known to synthesize and supply growth hormones, particularly auxins and gibberellins, which are essential for regulating the differentiation and organized development of the embryo proper.
- Secretion of Enzymes: The suspensor may secrete enzymes that digest the surrounding endosperm cells, converting complex stored food into simpler, soluble forms that can be readily absorbed and utilized by the embryo.
Once the embryo has developed its own organs and can sustain itself, the suspensor’s function is complete, and it undergoes programmed cell death (apoptosis).
(b) Development of Monosporic Embryo Sac A monosporic embryo sac is a female gametophyte that develops from a single functional megaspore out of the four produced during meiosis. The most common type of development is the Polygonum type , which occurs in over 70% of angiosperms.
The development proceeds in the following stages:
- Megasporogenesis: A diploid Megaspore Mother Cell (MMC) within the nucellus of the ovule undergoes meiosis. This meiotic division results in a linear tetrad of four haploid megaspores.
- Megaspore Degeneration: Of the four megaspores formed, the three located towards the micropylar end typically degenerate and disappear. The single megaspore at the chalazal end remains functional.
- Megagametogenesis (Development of the Embryo Sac):
- The functional megaspore enlarges significantly. Its haploid nucleus undergoes three successive rounds of free-nuclear mitotic divisions , meaning the nucleus divides but is not followed by cell wall formation.
- First Mitotic Division: The nucleus divides to form two nuclei, which migrate to opposite poles of the cell.
- Second Mitotic Division: The two nuclei divide again, resulting in a four-nucleate stage, with two nuclei at each pole.
- Third Mitotic Division: A final division occurs, producing a total of eight haploid nuclei, with four at each pole.
- Cellular Organization: After the eight-nucleate stage, cell walls begin to form, organizing the nuclei into distinct cells.
- At the micropylar end, three nuclei are organized into the egg apparatus , consisting of one central egg cell and two flanking synergids .
- At the chalazal end, the three nuclei develop into three antipodal cells .
- The remaining two nuclei, one from each pole, are called polar nuclei . They migrate to the center of the embryo sac and reside within the large central cell . They may fuse before or during fertilization to form a diploid secondary nucleus.
The final result is a mature,
7-celled, 8-nucleate
embryo sac.
Examples:
Polygonum
,
Capsella
.
(Note: This process should be illustrated with a series of labelled diagrams in an exam.)
Q7. (a) What are pneumatophores? Discuss their functions. (b) Define apomixis. Write a detailed account of various types of apomixis.
Ans. (a) Pneumatophores and their Functions Definition: Pneumatophores, also known as ‘breathing roots’, are specialized aerial roots found in plants that grow in waterlogged, anaerobic (oxygen-poor) soils, such as mangrove swamps. These roots arise from the main horizontal roots of the plant and grow vertically upwards into the air, exhibiting negative geotropism.
Characteristics:
- They are peg-like or finger-like structures that project out of the mud or water.
- Their surface is covered with numerous small pores called lenticels .
- Internally, they possess a well-developed system of air spaces known as aerenchyma , which forms a continuous pathway connected to the submerged root system.
Functions:
- Gaseous Exchange: The primary and most crucial function of pneumatophores is to facilitate gas exchange, especially the uptake of oxygen , for the submerged roots. The soil in swamps is anoxic, preventing the roots from respiring. Pneumatophores take up oxygen from the atmosphere through their lenticels and transport it down to the respiring root tissues via the aerenchyma network. This allows the plant to survive in anaerobic soil.
- Anchorage: In addition to respiration, these roots also provide extra mechanical support and anchorage for the tree in the soft, unstable mud of the swamp, helping to stabilize the plant.
Examples:
Pneumatophores are a characteristic feature of several mangrove species, such as
Avicennia
(grey mangrove) and
Sonneratia
(mangrove apple).
(b) Apomixis and its Types Definition: Apomixis is a mode of asexual reproduction that mimics sexual reproduction by producing seeds without fertilization. Since there is no fusion of gametes, the offspring produced through apomixis are genetically identical to the maternal parent, effectively forming clones.
Various Types of Apomixis: Apomixis can be broadly classified into the following types based on the developmental pathway:
- Recurrent Apomixis (Gametophytic Apomixis): In this type, an embryo sac is formed, but its egg cell is diploid and develops into an embryo without fertilization (parthenogenesis). The resulting diploid embryo gives rise to a viable, diploid plant. This can occur in two ways:
- Diplospory: The megaspore mother cell (MMC) either skips or undergoes a modified meiosis, resulting in the formation of a diploid embryo sac . The diploid egg cell within this embryo sac then develops into an embryo. Example: Taraxacum (dandelion).
- Apospory: The meiotically produced haploid embryo sac degenerates. Instead, a diploid embryo sac develops directly from a somatic cell of the nucellus or integument. The embryo then develops from the diploid egg cell of this aposporous embryo sac. Example: Grasses like Poa .
- Non-recurrent Apomixis: In this rare type, the embryo sac is formed through normal meiosis and is haploid. An embryo develops from the haploid egg cell (via parthenogenesis) or another haploid cell of the gametophyte without fertilization. The resulting plant is haploid and usually sterile.
- Adventive Embryony (Sporophytic Budding): This is a form of sporophytic apomixis where the embryo develops directly from a diploid somatic cell of the ovule, such as the nucellus or the integuments, completely outside of the embryo sac. The sexually formed zygotic embryo may or may not be present. Often, multiple adventive embryos and a zygotic embryo can coexist in a single seed, leading to polyembryony. Example: This is very common in Citrus and Mangifera (mango).
Q8. Write short notes on any four of the following: (i) Sclereids (ii) Heartwood (iii) Pollen sterility (iv) Composite endosperm (v) Velamen.
Ans. (i) Sclereids: Sclereids are a type of sclerenchyma cell characterized by their extremely thick, lignified secondary cell walls. They are dead at maturity and primarily function in providing mechanical support, strength, and protection to plant tissues. Sclereids have highly variable shapes and are classified accordingly:
- Brachysclereids or Stone cells: Roughly isodiametric, they are responsible for the gritty texture in the pulp of fruits like pear and guava.
- Macrosclereids: Rod-shaped or columnar, found in the hard seed coats of legumes, providing a protective layer.
- Osteosclereids: Bone-shaped, with enlarged ends.
- Astrosclereids: Star-shaped with radiating arms, found in the leaves of tea and water lily.
Their main role is to make plant parts hard and stiff.
(ii) Heartwood: Heartwood, also known as duramen, is the central, non-living, and darker core of secondary xylem in the trunk of old trees. Over time, the living parenchyma cells in the older xylem die, and the vessels and tracheids become plugged with balloon-like ingrowths called tyloses . This wood also becomes impregnated with organic compounds like tannins, resins, gums, oils, and phenols. These substances make the heartwood dark, hard, durable, and highly resistant to decay by fungi and insects. Its primary function is to provide mechanical support to the tree. It does not conduct water.
(iii) Pollen sterility: Pollen sterility is the inability of a plant to produce functional or viable pollen grains. It is a form of male sterility. Plants with this condition may either fail to produce pollen altogether, produce pollen that fails to dehisce from the anther, or produce pollen grains that are malformed, non-viable, or incapable of germination. Pollen sterility can be caused by genetic factors (Genic Male Sterility – GMS, or Cytoplasmic Male Sterility – CMS) or by environmental factors such as extreme temperatures or drought. It is a vital tool in plant breeding for the production of hybrid seeds. Using a male-sterile female parent prevents self-pollination and ensures cross-pollination with a desired male parent, making hybrid seed production efficient and cost-effective.
(iv) Composite endosperm: A composite endosperm is a nutritive tissue that is formed from the fusion of endosperms from multiple ovules. This is a specialized condition found in certain plant families, notably the Loranthaceae (mistletoes). In these plants, the ovules are often naked (lacking integuments) and are embedded in a common placental column or mass. Following fertilization in several of these ovules, their individual endosperms begin to develop, grow together, and fuse to form a single, massive, composite nutritive tissue. This common endosperm then nourishes all the developing embryos within that structure. An example is seen in the genus Taxillus .
(v) Velamen: Velamen is a specialized, multi-layered, sponge-like epidermis that covers the aerial roots of epiphytic plants, particularly orchids (e.g., Vanda ) and some aroids. It is composed of dead, empty cells at maturity, which have porous walls. The primary functions of the velamen are:
- To rapidly absorb and store atmospheric moisture and rainwater, like a sponge.
- To provide mechanical protection to the inner root cortex.
- To reduce water loss from the cortex.
- To reflect intense sunlight due to its silvery-white appearance, thus preventing the root from overheating.
The water absorbed by the velamen is then passed on to the living cortex of the root through specialized passage cells.
Download IGNOU previous Year Question paper download PDFs for BBYCT-135 to improve your preparation. These ignou solved question paper IGNOU Previous Year Question paper solved PDF in Hindi and English help you understand the exam pattern and score better.
Thanks!
Leave a Reply