RBSE Class 12th 2011 Biology-SS-42-1-2011 Previous Year Papers

उत्तर: पेनीसिलीन की खोज अलेक्जेंडर फ्लेमिंग ने की थी। यह पेनिसिलियम नोटेटम (Penicillium notatum) नामक कवक से प्राप्त होता है।

उत्तर: विशाल वृक्ष पारिस्थितिक तंत्र में जैवभार का पिरामिड उल्टा (inverted) होता है, जबकि जीवसंख्या का पिरामिड सीधा (upright) होता है।

उत्तर: पारिस्थितिक दशांश का नियम लिंडमैन (Lindeman) द्वारा प्रतिपादित किया गया। इसके अनुसार, एक पोषी स्तर से दूसरे पोषी स्तर पर केवल 10% ऊर्जा स्थानांतरित होती है, शेष 90% ऊर्जा विभिन्न क्रियाओं में व्यय हो जाती है।

उत्तर:

• इन-सीटू संरक्षण (In-situ conservation): इसमें जीवों को उनके प्राकृतिक आवास में संरक्षित किया जाता है, जैसे राष्ट्रीय उद्यान, अभयारण्य, बायोस्फीयर रिजर्व।
• एक्स-सीटू संरक्षण (Ex-situ conservation): इसमें जीवों को उनके प्राकृतिक आवास से बाहर संरक्षित किया जाता है, जैसे प्राणी उद्यान, वनस्पति उद्यान, जीन बैंक, बीज बैंक।

उत्तर: योगर्ट दूध में लैक्टोबैसिलस बल्गेरिकस (Lactobacillus bulgaricus) और स्ट्रेप्टोकोकस थर्मोफिलस (Streptococcus thermophilus) जीवाणुओं के किण्वन द्वारा प्राप्त किया जाता है। ये जीवाणु दूध की शर्करा (लैक्टोज) को लैक्टिक अम्ल में बदलते हैं, जिससे दूध जम जाता है और योगर्ट बनता है।

उत्तर: इन्टरफेरोन एक प्रकार का प्रोटीन है जो वायरस के संक्रमण के प्रतिक्रिया में शरीर की कोशिकाओं द्वारा स्रावित होता है। इसका कार्य वायरस के प्रतिकृति को रोकना और प्रतिरक्षा तंत्र को सक्रिय करना है।

उत्तर: परागकणों के लंबे समय तक जीवाश्म के रूप में संरक्षित रहने का कारण स्पोरोपोलेनिन (Sporopollenin) नामक पदार्थ है। यह एक अत्यंत कठोर और रासायनिक रूप से प्रतिरोधी पदार्थ है, जो एसिड, क्षार और उच्च तापमान को सहन कर सकता है, जिससे परागकण लाखों वर्षों तक संरक्षित रहते हैं।

उत्तर: विषम वर्तिकात्व (Heterostyly) एक आनुवंशिक अनुकूलन है जिसमें एक ही प्रजाति के विभिन्न पुष्पों में स्त्रीकेसर (वर्तिका) और पुंकेसर की लंबाई भिन्न-भिन्न होती है। यह स्व-परागण को रोकने और पर-परागण को बढ़ावा देने के लिए होता है।

उदाहरण: प्रिमुला (Primula) में पिन (pin) और थ्रुम (thrum) प्रकार के पुष्प पाए जाते हैं। पिन पुष्प में लंबी वर्तिका और छोटे पुंकेसर होते हैं, जबकि थ्रुम पुष्प में छोटी वर्तिका और लंबे पुंकेसर होते हैं।

उत्तर: यदि नील हरित शैवाल (सायनोबैक्टीरिया) से हेटेरोसिस्ट हटा दी जाए, तो नाइट्रोजन स्थिरीकरण (Nitrogen fixation) की क्रिया प्रभावित होगी। हेटेरोसिस्ट विशेष कोशिकाएं हैं जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया में बदलने का कार्य करती हैं।

उत्तर: गुलाब की कलम में जड़ें शीघ्र प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित सुझाव दिए जा सकते हैं:

• कलम को जड़ उत्तेजक हार्मोन (जैसे इंडोल ब्यूटिरिक अम्ल - IBA) के घोल में डुबोकर रोपें।
• कलम को नम वातावरण में रखें और उचित तापमान (लगभग 20-25°C) प्रदान करें।
• रोपण से पहले कलम के निचले सिरे को तिरछा काटें ताकि जड़ निकलने का क्षेत्र बढ़े।
• हल्की और जल निकासी वाली मिट्टी का उपयोग करें।

उत्तर: कवक मूल साहचर्य (Mycorrhizal association) कवक और उच्च पादपों की जड़ों के बीच पाया जाने वाला सहजीवी संबंध है, जिसमें दोनों एक-दूसरे को लाभ पहुंचाते हैं। कवक पादप को मिट्टी से खनिज और जल अवशोषित करने में मदद करता है, जबकि पादप कवक को कार्बोहाइड्रेट प्रदान करता है।

उदाहरण: पाइनस (Pinus) वृक्ष की जड़ों में पाया जाने वाला कवक मूल साहचर्य।

उत्तर: पेट्रो पादप (Petroplants) वे पादप हैं जिनसे पेट्रोलियम जैसे ईंधन प्राप्त किए जा सकते हैं। दो पेट्रो पादपों के वानस्पतिक नाम निम्नलिखित हैं:

1. Jatropha curcas (रतनजोत)
2. Euphorbia tirucalli (थूहर)

उत्तर: पुष्प को रूपान्तरित निश्चित वृद्धि वाला प्ररोह (modified determinate shoot) इसलिए कहा जाता है क्योंकि:

• पुष्प का विकास प्ररोह के शीर्षस्थ विभज्योतक से होता है, जो सामान्य प्ररोह की तरह ही होता है, लेकिन इसकी वृद्धि निश्चित (determinate) होती है, अर्थात यह एक निश्चित आकार तक बढ़ने के बाद रुक जाता है।
• पुष्प के विभिन्न भाग (बाह्यदल, दल, पुंकेसर, स्त्रीकेसर) रूपान्तरित पत्तियाँ हैं, जो प्रजनन कार्यों के लिए विशिष्टीकृत हो गई हैं।
• पुष्प में गांठें (nodes) और अंतर्गांठें (internodes) अत्यधिक छोटी होती हैं, जो इसे एक संक्षिप्त प्ररोह बनाती हैं।

उत्तर: छुईमुई (Mimosa pudica) के पत्तों के बंद होने का कारण एक प्रकार की संवेदनशील गति (thigmonastic movement) है। जब पादप के किसी भाग को स्पर्श किया जाता है, तो पत्ती के आधार पर स्थित पल्वीनस (pulvinus) नामक कोशिकाओं से जल तेजी से बाहर निकल जाता है, जिससे कोशिकाएं शिथिल हो जाती हैं और पत्तियाँ मुड़कर बंद हो जाती हैं। यह एक रक्षात्मक प्रतिक्रिया है जो पादप को शाकाहारी जीवों से बचाती है।

उत्तर: जल का विसरण उस कोशिका की ओर होगा जिसका जल विभव (Water Potential) कम होता है। जल विभव (Ψ) = दाब विभव (Pressure Potential) - परासरण दाब (Osmotic Pressure) या Ψ = T.P. - O.P. (सरलीकृत रूप में)।

• कोशिका A के लिए: Ψ_A = 6 - 8 = -2 Atm
• कोशिका B के लिए: Ψ_B = 2 - 5 = -3 Atm

चूंकि कोशिका B का जल विभव (-3 Atm) कोशिका A के जल विभव (-2 Atm) से अधिक ऋणात्मक (कम) है, इसलिए जल का विसरण कोशिका A से कोशिका B की ओर होगा।

उत्तर: चारा प्रदान करने वाले दो पादपों के वानस्पतिक नाम एवं कुल निम्नलिखित हैं:

उत्तर: इस टमाटर को मैटर टमाटर (Matter Tomato) या दृढ़ फल वाला टमाटर कहा जाता है। इस व्यवहार का कारण यह है कि इस टमाटर में पॉलीगैलेक्ट्यूरोनेज़ (Polygalacturonase) एंजाइम की कमी होती है, जो फलों को नरम करने के लिए जिम्मेदार होता है। इस एंजाइम की अनुपस्थिति में कोशिका भित्ति में पेक्टिन का विघटन नहीं होता, जिससे छिलका मोटा और मजबूत बना रहता है। यह आनुवंशिक रूप से संशोधित (GM) टमाटर है जिसे लंबी दूरी तक परिवहन के लिए विकसित किया गया है।

Answer: The name of this tomato is Slab Tomato (or Processing Tomato).

Reason: This behaviour is due to the presence of a thick pericarp (fruit wall) and a firm, solid texture. These tomatoes are specifically bred for mechanical harvesting and processing (e.g., for ketchup, sauces) because they can withstand rough handling, transport, and impact without bursting or cracking. The thick pericarp provides structural integrity and resistance to splitting.

Answer: Artificial seeds are produced by encapsulating somatic embryos (derived from plant tissue culture) in a protective coating. The process involves:

1. Production of somatic embryos: Plant cells are cultured in a nutrient medium to form embryos (similar to zygotic embryos).
2. Encapsulation: These embryos are mixed with a gel (e.g., sodium alginate) and dropped into a calcium chloride solution to form beads.
3. Coating: The beads are coated with a protective layer (e.g., synthetic seed coat) containing nutrients, fungicides, and growth regulators.
4. Storage and germination: The artificial seeds can be stored and later germinated under suitable conditions.

Labelled diagram of artificial seed:

        _________________________
       |   Protective coating    |
       |   (Synthetic seed coat) |
       |   ___________________   |
       |  |  Somatic embryo   |  |
       |  |  (inside gel bead)|  |
       |  |___________________|  |
       |   Nutrient layer        |
       |_________________________|

Labels: Protective coating (synthetic seed coat), Somatic embryo, Gel bead (alginate), Nutrient layer.

1. Environmental sustainability: To reduce the use of synthetic chemicals (pesticides, fertilizers) and promote natural farming methods that protect soil, water, and biodiversity.
2. Soil health improvement: To enhance soil fertility through organic matter, crop rotation, and biological nitrogen fixation.
3. Human health: To produce chemical-free, nutritious food that is safe for consumption.
4. Economic viability: To reduce input costs for farmers and promote self-reliance through local resources and traditional knowledge.

Vector-less direct gene transfer: It is a method of introducing foreign DNA into a cell without using a biological vector (like a plasmid or virus). The DNA is directly delivered into the cell using physical or chemical methods.

Four main methods:

1. Gene gun method (biolistics)
2. Microinjection
3. Electroporation
4. Liposome-mediated transfer

Gene-gun method (Biolistics):

In this method, DNA-coated gold or tungsten particles (microprojectiles) are accelerated at high speed using a gene gun. The particles penetrate the cell wall and membrane, delivering the DNA into the cell's nucleus or cytoplasm. It is commonly used for plant cells and some animal cells.

Labelled diagram of Gene-gun method:

        _________________________
       |   Gene gun device       |
       |   (Helium gas or        |
       |    gunpowder driven)    |
       |_________________________|
                |
                |  (High pressure)
                v
        _________________________
       |  DNA-coated micro-      |
       |  projectiles (gold/     |
       |  tungsten particles)    |
       |_________________________|
                |
                v
        _________________________
       |  Target cells (e.g.,    |
       |  plant leaf or embryo)  |
       |  placed on a petri dish |
       |_________________________|

Labels: Gene gun device, DNA-coated microprojectiles, Target cells (plant tissue), Petri dish.

Answer (Xerosere on bare rocks - Lithosere):

Xerosere is a plant succession that begins on dry, bare rocks (lithosere). The stages are:

1. Crustose lichen stage: Pioneers like Lecanora and Rhizocarpon grow on bare rock, secreting acids that weather the rock surface.
2. Foliose lichen stage: Lichens like Parmelia and Umbilicaria form leafy structures, trapping dust and organic matter.
3. Moss stage: Mosses like Polytrichum and Bryum colonize the thin soil layer, further building organic matter.
4. Herb stage: Grasses and small herbs (e.g., Poa, Festuca) establish, creating deeper soil.
5. Shrub stage: Shrubs like Rhododendron and Berberis appear, providing shade and more organic matter.
6. Climax forest stage: Trees like Pinus or Quercus dominate, forming a stable forest community.

Diagram of Lithosere on bare rock:

        Stage 1: Bare rock
        _________________________
       |   (No vegetation)       |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 2: Crustose lichens
        _________________________
       |   (Thin crust on rock)  |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 3: Foliose lichens
        _________________________
       |   (Leafy lichens)       |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 4: Mosses
        _________________________
       |   (Green carpet)        |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 5: Herbs & grasses
        _________________________
       |   (Small plants)        |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 6: Shrubs
        _________________________
       |   (Bushes)              |
       |_________________________|
                |
                v
        Stage 7: Climax forest
        _________________________
       |   (Tall trees)          |
       |_________________________|

Note: Each stage modifies the environment, making it suitable for the next stage.

Hydrosere is a plant succession that occurs in an aquatic environment (like a pond or lake) which gradually transforms into a land community. The various stages are:

1. Phytoplankton stage: Microscopic algae (e.g., Chlamydomonas, Spirogyra) appear first, adding organic matter to the water.
2. Submerged plant stage: Rooted submerged plants like Hydrilla, Vallisneria grow, trapping silt and raising the bottom.
3. Floating plant stage: Plants like Nymphaea (water lily), Eichhornia (water hyacinth) cover the surface, reducing light and oxygen below.
4. Reed-swamp stage: Emergent plants like Typha (cattail), Phragmites (reed) grow in shallow water, further filling the basin.
5. Sedge-meadow stage: Moisture-loving grasses and sedges (e.g., Carex) dominate as water recedes.
6. Woodland stage: Shrubs and trees like Salix (willow) appear, leading to a climax forest.

Example: A pond in a temperate region gradually filling with silt and organic debris, eventually becoming a forest.

(Diagram should show a cross-section of a pond with labeled stages from open water to forest.)

Glycolysis (Embden-Meyerhof Pathway)

Process: Glycolysis occurs in the cytoplasm of all living cells. It is the breakdown of one molecule of glucose (6C) into two molecules of pyruvate (3C) through a series of enzyme-catalyzed reactions.

Linear diagram (simplified):

Glucose (6C)
    ↓ (2 ATP used)
Glucose-6-phosphate
    ↓
Fructose-6-phosphate
    ↓ (1 ATP used)
Fructose-1,6-bisphosphate
    ↓ (splits)
Glyceraldehyde-3-phosphate (2 molecules)
    ↓ (2 NADH produced)
1,3-Bisphosphoglycerate
    ↓ (2 ATP produced)
3-Phosphoglycerate
    ↓
2-Phosphoglycerate
    ↓
Phosphoenolpyruvate (PEP)
    ↓ (2 ATP produced)
Pyruvate (2 molecules, 3C each)

Summary:

• Input: 1 Glucose (6C), 2 NAD⁺, 2 ADP + 2 Pi
• Output: 2 Pyruvate (3C), 2 NADH + H⁺, net 2 ATP (4 produced, 2 used)
• Location: Cytoplasm
• Significance: First step of cellular respiration; does not require oxygen; produces ATP and NADH for further energy extraction.

Krebs Cycle (Citric Acid Cycle / TCA Cycle)

Process: The Krebs cycle occurs in the mitochondrial matrix. It oxidizes acetyl-CoA (derived from pyruvate) to CO₂, producing energy-rich molecules.

Linear diagram (simplified):

Acetyl-CoA (2C) + Oxaloacetate (4C)
    ↓
Citrate (6C)
    ↓ (isomerization)
Isocitrate (6C)
    ↓ (NADH produced)
α-Ketoglutarate (5C)
    ↓ (NADH produced)
Succinyl-CoA (4C)
    ↓ (GTP/ATP produced)
Succinate (4C)
    ↓ (FADH₂ produced)
Fumarate (4C)
    ↓
Malate (4C)
    ↓ (NADH produced)
Oxaloacetate (4C) → (cycle repeats)

Summary (per turn of the cycle):

• Input: 1 Acetyl-CoA (2C), 3 NAD⁺, 1 FAD, 1 ADP + Pi
• Output: 2 CO₂, 3 NADH + H⁺, 1 FADH₂, 1 GTP (or ATP)
• Location: Mitochondrial matrix
• Significance: Major source of electron carriers (NADH, FADH₂) for oxidative phosphorylation; produces ATP directly; central hub of metabolism.