RBSE Class 12th 2024 Biology-SS-42-2024 Previous Year Papers

Explanation: In DNA, guanine (G) always pairs with cytosine (C) through three hydrogen bonds. This is a fundamental rule of base pairing in the double helix structure.

Explanation: Darwin's finches are a classic example of adaptive radiation, where a single ancestral species diversified into many different forms to exploit various ecological niches on the Galapagos Islands.

Explanation: Diphtheria is caused by the bacterium Corynebacterium diphtheriae. Malaria is caused by a protozoan, amoebiasis by an amoeba, and ascariasis by a roundworm.

Explanation: Aspergillus niger is a fungus widely used in industrial fermentation for the production of citric acid. Acetobacter aceti produces acetic acid, Clostridium butylicum produces butyric acid, and Lactobacillus species produce lactic acid.

Explanation: Agarose is a polysaccharide extracted from red algae (seaweeds), commonly used in gel electrophoresis for separating DNA fragments.

Explanation: Golden rice is genetically modified to produce beta-carotene, which the body converts into vitamin A. It is designed to combat vitamin A deficiency in developing countries.

Labelled Diagram of Transverse Section of a Pollen Sac (Young Anther):

        Epidermis
        Endothecium
        Middle layers
        Connective
        Microspore mother cells
        Sporogenous tissue
        Tapetum

Fig. Transverse section of a young anther / Pollen sac

1. GIFT – Gamete Intra Fallopian Transfer
2. ZIFT – Zygote Intra Fallopian Transfer
3. ICSI – Intra Cytoplasmic Sperm Injection

The defect is caused by the substitution of Glutamic acid (Glu) by Valine (Val) at the sixth position of the beta globin chain of the haemoglobin molecule. This substitution of amino acid in the globin protein results due to a single base substitution at the sixth codon of the beta globin gene from GAG to GUG. The mutant haemoglobin molecule undergoes polymerisation under low oxygen tension, causing the change in the shape of the RBC from a biconcave disc to an elongated sickle-like structure.

Punnett Square for Incomplete Dominance (Snapdragon flower colour):

P generation: Red (RR) × White (rr)
Gametes: R, R × r, r

F₁ generation: All Rr (Pink)

F₂ generation (Rr × Rr):

        |   R   |   r   |
        |-------|-------|
    R   |  RR   |  Rr   |
        | (Red) | (Pink)|
    r   |  Rr   |  rr   |
        |(Pink) |(White)|

Phenotypic ratio: 1 Red : 2 Pink : 1 White
Genotypic ratio: 1 RR : 2 Rr : 1 rr

समाधान / Solution

द्वितीयक उपचार या जैविक उपचार (Secondary treatment or Biological treatment):

प्राथमिक अपशिष्ट (primary effluent) को बड़े वातन टैंकों (aeration tanks) में डाला जाता है, जहाँ इसे लगातार यांत्रिक रूप से हिलाया जाता है और इसमें हवा पंप की जाती है। यह उपयोगी वायवीय सूक्ष्मजीवों (aerobic microbes) को फ्लॉक्स (flocs) में तीव्रता से बढ़ने की अनुमति देता है। फ्लॉक्स जीवाणुओं के समूह होते हैं जो कवक तंतुओं (fungal filaments) से जुड़कर जाल जैसी संरचनाएँ बनाते हैं। बढ़ते समय, ये सूक्ष्मजीव अपशिष्ट में मौजूद अधिकांश कार्बनिक पदार्थ (organic matter) का उपभोग कर लेते हैं।

समाधान / Solution

सूक्ष्म-इंजेक्शन (Micro-injection): इस विधि में, पुनः संयोजक डीएनए (recombinant DNA) को सीधे एक जंतु कोशिका के केंद्रक (nucleus) में इंजेक्ट किया जाता है।

समाधान / Solution

        EcoR I — Cla I — Hind III
            |
        Pvu I
            |
        Pst I — BamH I
            |
        Sal I
            |
        Pvu II

चित्र: इ. कोलाई क्लोनिंग संवाहक pBR322 जिसमें प्रतिबंध स्थल (Hind III, EcoR I, BamH I, Sal I, Pvu II, Pst I, Cla I), ori और प्रतिजैविक प्रतिरोध जीन (ampR और tetR) दर्शाए गए हैं। rop प्लाज्मिड के प्रतिकृति में शामिल प्रोटीन के लिए कोड करता है।

Figure: E. coli cloning vector pBR322 showing restriction sites (Hind III, EcoR I, BamH I, Sal I, Pvu II, Pst I, Cla I), ori and antibiotic resistance genes (ampR and tetR). rop codes for the proteins involved in the replication of the plasmid.

परिजीवी प्राणी (Transgenic Animals): वे प्राणी जिनके DNA में हेरफेर करके उनमें एक अतिरिक्त (विदेशी) जीन को प्रविष्ट कराकर व्यक्त कराया जाता है, परिजीवी प्राणी कहलाते हैं।

मानव को लाभ: परिजीवी प्राणियों का उपयोग रोगों के अध्ययन के लिए मॉडल के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, कैंसर, सिस्टिक फाइब्रोसिस, रुमेटॉइड आर्थराइटिस और अल्जाइमर जैसी मानव बीमारियों के लिए परिजीवी मॉडल विकसित किए गए हैं, जिससे नए उपचारों की खोज संभव हो पाई है।

सामान्यतः किसी रोगजनक (जीवाणु, विषाणु आदि) की उपस्थिति का संदेह तब होता है जब वह रोग के लक्षण उत्पन्न कर चुका होता है। इस समय तक शरीर में रोगजनकों की सांद्रता बहुत अधिक हो जाती है।

आणविक निदान तकनीक, विशेषकर PCR (पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन), रोग के लक्षण प्रकट होने से पहले ही शरीर में बहुत कम मात्रा में उपस्थित जीवाणु या विषाणु के न्यूक्लिक अम्ल को प्रवर्धित (amplify) करके उनका पता लगा सकती है।

उदाहरण: HIV संक्रमण के शुरुआती चरण में, जब एंटीबॉडी परीक्षण नकारात्मक हो सकता है, PCR तकनीक द्वारा वायरल RNA का पता लगाकर रोग का शीघ्र निदान किया जा सकता है।

स्वस्थाने संरक्षण: जब हम संपूर्ण पारिस्थितिकी तंत्र का संरक्षण और संवर्धन करते हैं, जिससे उसके सभी स्तरों पर जैव विविधता सुरक्षित रहती है, तो इसे स्वस्थाने (In situ) संरक्षण कहते हैं। उदाहरण के लिए, बाघ को बचाने के लिए पूरे जंगल को बचाना।

उदाहरण: पवित्र उपवन (Sacred groves) स्वस्थाने संरक्षण का एक उत्कृष्ट उदाहरण हैं। ये मेघालय की खासी और जैंतिया पहाड़ियों, राजस्थान की अरावली पहाड़ियों, कर्नाटक और महाराष्ट्र के पश्चिमी घाट क्षेत्रों तथा मध्य प्रदेश के सरगुजा, छंदा और बस्तर क्षेत्रों में पाए जाते हैं। मेघालय में ये पवित्र उपवन अनेक दुर्लभ और संकटग्रस्त पौधों की अंतिम शरणस्थली हैं।

शुक्रजनन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा नर जनन कोशिकाएँ (शुक्राणु) वृषण की अर्धवृषण नलिकाओं (seminiferous tubules) में निर्मित होती हैं। यह प्रक्रिया यौवनारंभ से शुरू होकर जीवनभर चलती रहती है।

प्रक्रिया के चरण:

1. प्रजनन काल (Multiplication Phase): वृषण नलिकाओं की भित्ति में स्थित जनन कोशिकाएँ (spermatogonia) समसूत्री विभाजन द्वारा बढ़ती हैं।
2. वृद्धि काल (Growth Phase): प्रत्येक शुक्राणुजन (spermatogonium) आकार में बढ़कर प्राथमिक शुक्राणुकोशिका (primary spermatocyte) बनता है।
3. परिपक्वन काल (Maturation Phase): प्राथमिक शुक्राणुकोशिका अर्धसूत्री विभाजन-I (meiosis I) द्वारा दो अगुणित द्वितीयक शुक्राणुकोशिकाएँ (secondary spermatocytes) बनाती है। ये अर्धसूत्री विभाजन-II (meiosis II) द्वारा चार अगुणित शुक्राणुजन (spermatids) बनाती हैं।
4. रूपांतरण काल (Spermiogenesis): शुक्राणुजन (spermatids) जटिल रूपात्मक परिवर्तनों से गुज़रकर परिपक्व शुक्राणु (spermatozoa) में बदल जाते हैं। इस प्रक्रिया में केंद्रक संकुचित हो जाता है, एक पूँछ (flagellum) विकसित होती है, और अधिकांश कोशिकाद्रव्य नष्ट हो जाता है।

परिपक्व शुक्राणु अंततः अर्धवृषण नलिकाओं के लुमेन में मुक्त हो जाते हैं।

1. शीर्ष (Head): शीर्ष में केंद्रक (nucleus) होता है जो पितृवंशिकीय सामग्री (DNA) को अंडाणु तक पहुँचाता है। शीर्ष के अग्र भाग पर एक्रोप्लाज्म (acrosome) नामक टोपी होती है जिसमें निषेचन एंजाइम (जैसे हायलूरोनिडेज़) होते हैं, जो अंडाणु के आवरण को भेदने में सहायता करते हैं।
2. मध्यखंड (Middle Piece): इसमें अनेक माइटोकॉन्ड्रिया (mitochondria) होते हैं जो शुक्राणु की गति के लिए आवश्यक ऊर्जा (ATP) का उत्पादन करते हैं। यह शुक्राणु का शक्ति गृह (power house) है।
3. पूँछ (Tail): पूँछ एक लंबी कोशिका-कशाभिका (flagellum) होती है जो तरंगित गति (wave-like movement) करके शुक्राणु को मादा जनन पथ में तैरने और अंडाणु तक पहुँचने में सक्षम बनाती है।

डीएनए (DNA) और आरएनए (RNA) में तीन प्रमुख अंतर:

उत्तर:

1. दोहरा कार्य करने वाला आनुवंशिक कूट (Genetic code with dual functions): आनुवंशिक कूट (जेनेटिक कोड) न्यूक्लियोटाइड त्रिक (कोडॉन) का एक क्रम है जो प्रोटीन संश्लेषण के दौरान एक विशिष्ट अमीनो अम्ल को निर्दिष्ट करता है। इसके दोहरे कार्य हैं: (1) यह मैसेंजर RNA (mRNA) पर स्थित होता है और प्रोटीन में अमीनो अम्ल के अनुक्रम को निर्धारित करता है। (2) कुछ कोडॉन (जैसे AUG) न केवल मेथियोनीन अमीनो अम्ल के लिए कोड करते हैं, बल्कि प्रोटीन संश्लेषण की शुरुआत (स्टार्ट सिग्नल) का भी संकेत देते हैं। इसी प्रकार, UAA, UAG और UGA कोडॉन स्टॉप सिग्नल के रूप में कार्य करते हैं और किसी अमीनो अम्ल के लिए कोड नहीं करते।
2. डीएनए का वह खंड जो पॉलीपेप्टाइड का कूटलेखन करता है: डीएनए का वह खंड जो किसी पॉलीपेप्टाइड (प्रोटीन) के लिए कोड करता है, जीन (Gene) कहलाता है। एक जीन डीएनए का एक विशिष्ट अनुक्रम है जो प्रतिलेखन (transcription) द्वारा mRNA में बदल जाता है, और फिर अनुवाद (translation) द्वारा पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का निर्माण करता है।
3. डीएनए खंड जिस एंजाइम के द्वारा जुड़ते हैं: डीएनए के दो खंडों (जैसे ओकाजाकी खंड) को जोड़ने का कार्य डीएनए लाइगेज (DNA ligase) एंजाइम द्वारा किया जाता है। यह एंजाइम डीएनए प्रतिकृति (replication) और मरम्मत (repair) के दौरान डीएनए स्ट्रैंड में फॉस्फोडाइएस्टर बंध बनाकर खंडों को जोड़ता है।

OR

(i) AUG: Acts as a start codon and also codes for the amino acid methionine.

(ii) Structural gene: A gene that codes for a protein or RNA product (other than a regulatory factor).

(iii) DNA ligase: An enzyme that joins DNA fragments together by forming phosphodiester bonds.

Logistic Growth: In nature, no population has unlimited resources for exponential growth. Limited resources lead to competition among individuals. A habitat can support only a maximum number of individuals of a species, known as the carrying capacity (K).

When a population grows in a habitat with limited resources, it shows an initial lag phase, followed by acceleration, then deceleration, and finally an asymptote when population density reaches the carrying capacity. The graph of population density (N) versus time (t) gives a sigmoid (S-shaped) curve. This type of growth is called Verhulst-Pearl Logistic Growth.

The equation for logistic growth is:

dN/dt = rN [(K - N)/K]

Where:

• N = Population density at time t
• r = Intrinsic rate of natural increase
• K = Carrying capacity

Fig. Population growth curve:

• a: When resources are not limiting, growth is exponential (J-shaped).
• b: When resources are limiting, growth is logistic (S-shaped).
• K: Carrying capacity (the maximum population size that the environment can sustain).

Three important characteristics of a population are:

1. Population density (N): The number of individuals per unit area or volume.
2. Birth rate (natality): The number of births per individual per unit time.
3. Death rate (mortality): The number of deaths per individual per unit time.

Other important characteristics include age structure, sex ratio, and population growth rate.

Full Name: Acquired Immuno Deficiency Syndrome.

Transmission of HIV Infection:

1. Sexual contact with an infected person.
2. By transfusion of contaminated blood and blood products.
3. By sharing infected needles (e.g., intravenous drug abusers).
4. From infected mother to her child through the placenta.

Prevention: As AIDS has no cure, prevention is the best option. The only effective way is to avoid risky behaviours such as unprotected sex, sharing needles, and ensure proper screening of blood transfusions. Awareness and education are key — "don't die of ignorance".

Contact inhibition is a property of normal cells by virtue of which contact with other cells inhibits their uncontrolled growth.

Difference between Benign and Malignant Tumors:

• Benign tumors: Normally remain confined to their original location, do not spread to other parts of the body, and cause little damage.
• Malignant tumors: Are a mass of proliferating cells (neoplastic/tumor cells) that grow very rapidly, invading and damaging surrounding normal tissues, and can spread (metastasize) to other parts of the body.

One cause of cancer: Ionising radiations like X-rays and gamma rays, and non-ionising radiations like UV rays cause DNA damage leading to neoplastic transformation.

(i) नेट प्राथमिक उत्पादकता (Net Primary Productivity - NPP):

यह उत्पादकों (पौधों) द्वारा प्रकाश-संश्लेषण के माध्यम से संचित कुल ऊर्जा (सकल प्राथमिक उत्पादकता) में से श्वसन में खर्च हुई ऊर्जा को घटाने के बाद बची हुई ऊर्जा है। यह विषमपोषी जीवों (heterotrophs) के उपभोग के लिए उपलब्ध बायोमास है।

सूत्र: NPP = GPP - R (जहाँ R = श्वसन हानि)

इसे प्रति इकाई क्षेत्रफल या आयतन में प्रति इकाई समय में उत्पादकों द्वारा संचित कार्बनिक पदार्थ के भार के रूप में भी व्यक्त किया जाता है।

(ii) ऊर्जा का पिरामिड (Pyramid of Energy):

पारितंत्र में उत्पादकों और उपभोक्ताओं के बीच ऊर्जा प्रवाह के संबंध को पिरामिड के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है, जिसे ऊर्जा का पिरामिड कहते हैं। यह सदैव सीधा (खड़ा) होता है क्योंकि प्रत्येक पोषी स्तर पर ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा के रूप में व्यय होता है और यह 10% नियम का पालन करता है।

        शीर्ष उपभोक्ता (Top Carnivores)
        --------------------
        द्वितीयक उपभोक्ता (Secondary Consumers)
        --------------------
        प्राथमिक उपभोक्ता (Primary Consumers)
        --------------------
        उत्पादक (Producers)
        --------------------
    

(i) स्थित शस्य या खड़ी फसल (Standing Crop):

किसी पारितंत्र में किसी विशेष समय पर प्रत्येक पोषी स्तर पर उपस्थित जीवित पदार्थ (बायोमास) की मात्रा को स्थित शस्य या खड़ी फसल कहते हैं। इसे प्रति इकाई क्षेत्रफल में जीवों के भार या ऊर्जा के रूप में मापा जाता है।

(ii) स्थलीय पारितंत्र में अपघटन (Decomposition) के चरण:

अपघटन वह प्रक्रिया है जिसमें मृत कार्बनिक पदार्थ (अपरद) सरल अकार्बनिक पदार्थों में टूट जाता है। इसके प्रमुख चरण निम्नलिखित हैं:

1. खंडीकरण (Fragmentation): अपरद (detritus) के छोटे-छोटे टुकड़ों में टूटने की प्रक्रिया। यह केंचुआ (किसान का मित्र) जैसे जीवों द्वारा किया जाता है। इससे अपरद का पृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ जाता है।
2. निक्षालन (Leaching): जल में घुलनशील अकार्बनिक पोषक तत्वों का मिट्टी में नीचे की ओर जाकर अवक्षेपित होने की प्रक्रिया।
3. अपचय (Catabolism): जीवाणु और कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा एंजाइमों की सहायता से अपरद को सरल अकार्बनिक पदार्थों में तोड़ने की प्रक्रिया।
4. ह्यूमसीकरण (Humification): एक गहरे रंग के असंरचित पदार्थ 'ह्यूमस' के संचय की प्रक्रिया। ह्यूमस सूक्ष्मजीवी क्रिया के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी होता है और अत्यंत धीमी गति से अपघटित होता है। यह पोषक तत्वों का भंडार होता है।
5. खनिजीकरण (Mineralisation): ह्यूमस का कुछ सूक्ष्मजीवों द्वारा और अधिक अपघटन करके अकार्बनिक पोषक तत्वों (जैसे नाइट्रेट, फॉस्फेट) को मुक्त करने की प्रक्रिया।