सामयिक सामान्य विज्ञान: सांस लेते हैं या बीमारियों को? आपकी तैयारी के लिए महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय: नमस्कार, भविष्य के सफल प्रतियोगियों! आज के गतिशील विश्व में, विज्ञान केवल पाठ्यपुस्तकों तक सीमित नहीं है; यह हमारे दैनिक जीवन, हमारे स्वास्थ्य और हमारे आसपास की दुनिया से गहराई से जुड़ा हुआ है। प्रतियोगी परीक्षाओं में, सामान्य विज्ञान एक महत्वपूर्ण खंड है जो आपके विश्लेषणात्मक कौशल और अवधारणात्मक समझ का परीक्षण करता है। आज, हम एक ऐसे सामयिक विषय पर आधारित प्रश्नों का अभ्यास करेंगे जो हमें सांस लेने वाली हवा की गुणवत्ता और संभावित स्वास्थ्य प्रभावों पर विचार करने के लिए प्रेरित करता है, ताकि आपकी परीक्षा की तैयारी और भी मजबूत हो सके।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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वायुमंडलीय कणों के आकार के संबंध में, निम्नलिखित में से कौन सा कण श्वसन तंत्र के सबसे गहरे हिस्सों (जैसे एल्वियोली) में प्रवेश कर सकता है?
- (a) 10 माइक्रोमीटर से बड़ा
- (b) 5.0 से 10 माइक्रोमीटर
- (c) 2.5 से 5.0 माइक्रोमीटर
- (d) 0.1 से 2.5 माइक्रोमीटर
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): श्वसन तंत्र में कणों का प्रवेश उनके आकार पर निर्भर करता है। बड़े कण ऊपरी श्वसन पथ में फंस जाते हैं, जबकि छोटे कण फेफड़ों के गहरे हिस्सों तक पहुँच सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्टिकुलेट मैटर (PM) के आकार के आधार पर, 2.5 माइक्रोमीटर (PM2.5) या उससे छोटे कण इतने छोटे होते हैं कि वे श्वसन पथ के सबसे नाजुक हिस्सों, जैसे एल्वियोली तक आसानी से पहुँच सकते हैं, जहाँ गैसों का आदान-प्रदान होता है। ये कण फेफड़ों में सूजन और अन्य स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकते हैं। 10 माइक्रोमीटर से बड़े कण नासिका मार्ग और ग्रसनी में फंस जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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समाचार शीर्षक में उल्लिखित “dementia” (मनोभ्रंश) को बढ़ावा देने वाले वायु प्रदूषक का सबसे संभावित रासायनिक घटक क्या है, जो अक्सर जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न होता है?
- (a) ओजोन (O₃)
- (b) सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂)
- (c) नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂)
- (d) कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): विभिन्न वायु प्रदूषक मानव स्वास्थ्य पर अलग-अलग प्रभाव डालते हैं। नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) जैसे कुछ प्रदूषक न्यूरोइन्फ्लेमेशन और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से जुड़े पाए गए हैं।
व्याख्या (Explanation): नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) मुख्य रूप से वाहनों और औद्योगिक प्रक्रियाओं से जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्पन्न होती है। अध्ययनों से पता चला है कि NO₂ के उच्च स्तर तंत्रिका तंत्र में सूजन (neuroinflammation) को बढ़ा सकते हैं और मनोभ्रंश (dementia) जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों के जोखिम को बढ़ा सकते हैं। ओजोन और सल्फर डाइऑक्साइड भी श्वसन तंत्र के लिए हानिकारक हैं, जबकि कार्बन मोनोऑक्साइड रक्त में ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता को कम करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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यदि हवा में कणों का आकार 2.5 माइक्रोमीटर (PM2.5) है, तो यह आमतौर पर किस भौतिक गुण के कारण हमारे फेफड़ों में गहराई तक प्रवेश करता है?
- (a) उच्च घनत्व (High Density)
- (b) निम्न तापीय चालकता (Low Thermal Conductivity)
- (c) उच्च सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात (High Surface Area-to-Volume Ratio)
- (d) कम श्यानता (Low Viscosity)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): किसी कण का छोटा आकार उसे अधिक वायुगतिकीय रूप से फुर्तीला बनाता है और उसे वायु प्रवाह के साथ फेफड़ों के छोटे वायुमार्गों में ले जाने में मदद करता है। हालाँकि, सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात भी प्रासंगिक है क्योंकि यह कण की प्रतिक्रियाशीलता को प्रभावित करता है।
व्याख्या (Explanation): PM2.5 कणों का छोटा व्यास (2.5 माइक्रोमीटर या उससे कम) ही उन्हें फेफड़ों की गहराई तक पहुँचने की अनुमति देता है। बड़े कणों की तुलना में, इन छोटे कणों का सतह क्षेत्र-से-आयतन अनुपात अधिक होता है, जिसका अर्थ है कि उनकी सतह उनके आयतन के अनुपात में बड़ी होती है। यह अधिक सतह क्षेत्र कणों को आसपास के ऊतकों के साथ अधिक प्रभावी ढंग से बातचीत करने की अनुमति देता है, संभावित रूप से सूजन और विषाक्त प्रभाव पैदा करता है। हालाँकि, सीधा कारण उनका छोटा आकार और वायुगतिकी है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) के संबंध में, तंत्रिका कोशिकाओं (neurons) को नुकसान पहुँचाने वाली प्रतिक्रिया को अक्सर निम्नलिखित में से कौन सा शब्द दिया जाता है?
- (a) ऑक्सीकरण (Oxidation)
- (b) ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस (Oxidative Stress)
- (c) अपचयन (Reduction)
- (d) किण्वन (Fermentation)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस तब होता है जब शरीर में मुक्त कणों (free radicals) की मात्रा एंटीऑक्सिडेंट की मात्रा से अधिक हो जाती है। यह कोशिकाओं को नुकसान पहुँचा सकता है, जिसमें तंत्रिका कोशिकाएं भी शामिल हैं।
व्याख्या (Explanation): वायु प्रदूषक, विशेष रूप से अतिसूक्ष्म कण (ultrafine particles), शरीर में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के उत्पादन को बढ़ा सकते हैं। ROS को मुक्त कण कहा जाता है। जब ROS का स्तर शरीर के एंटीऑक्सिडेंट सुरक्षा तंत्र को पार कर जाता है, तो यह ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस की स्थिति पैदा करता है। यह ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस तंत्रिका कोशिकाओं की झिल्लियों, प्रोटीन और डीएनए को नुकसान पहुँचा सकता है, जिससे न्यूरोडीजेनेरेशन और मनोभ्रंश के विकास में योगदान हो सकता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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यदि फेफड़ों में प्रवेश करने वाले प्रदूषित कणों का व्यास 10 माइक्रोमीटर है, तो वे मुख्य रूप से श्वसन पथ के किस भाग में रुक जाएंगे?
- (a) एल्वियोली
- (b) ब्रोंकिओल्स
- (c) श्वासनली (Trachea) और ब्रांकाई
- (d) लैरिंक्स (Larynx)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): वायुमंडलीय कणों का आकार उनके जमाव (deposition) के स्थान को निर्धारित करता है। बड़े कण श्वास नलिका के ऊपरी हिस्सों में अधिक आसानी से फंस जाते हैं।
व्याख्या (Explanation): 10 माइक्रोमीटर या उससे बड़े व्यास वाले कण आमतौर पर इतने बड़े होते हैं कि श्वासनली (trachea), ब्रांकाई (bronchi) और बड़े ब्रोन्किओल्स (bronchioles) में पाए जाने वाले म्यूकोसिलरी क्लीयरेंस (mucociliary clearance) तंत्र द्वारा फंस जाते हैं और हटा दिए जाते हैं। यह तंत्र सिलिया (cilia) द्वारा उत्पन्न बलगम का उपयोग करके कणों को बाहर निकालने में मदद करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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वायु प्रदूषण के कारण होने वाले तंत्रिका संबंधी प्रभावों (neurological effects) में, कौन सा आयन (ion) तंत्रिका संकेतों के संचरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और वायु प्रदूषकों से प्रभावित हो सकता है?
- (a) सोडियम आयन (Na⁺)
- (b) पोटेशियम आयन (K⁺)
- (c) कैल्शियम आयन (Ca²⁺)
- (d) क्लोराइड आयन (Cl⁻)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): तंत्रिका आवेगों (nerve impulses) का संचरण आयन चालन (ion conduction) पर निर्भर करता है, विशेष रूप से सोडियम (Na⁺) और पोटेशियम (K⁺) आयनों का। हालाँकि, कैल्शियम आयन (Ca²⁺) न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी (synaptic plasticity) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो सीखने और स्मृति के लिए आवश्यक हैं।
व्याख्या (Explanation): वायु प्रदूषक, विशेष रूप से अतिसूक्ष्म कण, रक्त-मस्तिष्क बाधा (blood-brain barrier) को पार कर सकते हैं और सीधे मस्तिष्क को प्रभावित कर सकते हैं। वे सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को बाधित कर सकते हैं, जो न्यूरोट्रांसमीटर के रिलीज पर निर्भर करता है। कैल्शियम आयन (Ca²⁺) वोल्टेज-गेटेड कैल्शियम चैनलों (voltage-gated calcium channels) के माध्यम से तंत्रिका टर्मिनलों में प्रवेश करके न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज को ट्रिगर करने में महत्वपूर्ण हैं। यदि प्रदूषक इन चैनलों के कार्य को बाधित करते हैं, तो यह सिनैप्टिक कार्य को ख़राब कर सकता है और संज्ञानात्मक गिरावट में योगदान कर सकता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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कार्बनिक यौगिक जो जीवाश्म ईंधन के अधूरे दहन से उत्पन्न होते हैं और वायु को प्रदूषित करते हैं, वे क्या कहलाते हैं?
- (a) अकार्बनिक यौगिक (Inorganic Compounds)
- (b) वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (Volatile Organic Compounds – VOCs)
- (c) नोबल गैसें (Noble Gases)
- (d) धातु ऑक्साइड (Metal Oxides)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जीवाश्म ईंधन के जलने से विभिन्न प्रकार के प्रदूषक निकलते हैं, जिनमें से कई कार्बन-आधारित यौगिक होते हैं जो आसानी से वाष्पीकृत हो जाते हैं।
व्याख्या (Explanation): वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) ऐसे कार्बनिक रसायन होते हैं जिनमें कमरे के तापमान पर हवा में वाष्पीकृत होने की प्रवृत्ति होती है। ये ऑटोमोबाइल निकास, औद्योगिक प्रक्रियाओं और सॉल्वैंट्स के उपयोग सहित विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न होते हैं। कई VOCs, जैसे बेंजीन, मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक होते हैं और वायु गुणवत्ता को ख़राब करते हैं। वे ओजोन निर्माण में भी योगदान करते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) के जोखिम को बढ़ाने वाले वायु प्रदूषण से संबंधित कोशिका प्रतिक्रिया में, कौन सा कोशिका अंग (organelle) विशेष रूप से क्षतिग्रस्त हो सकता है?
- (a) गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
- (b) लाइसोसोम (Lysosome)
- (c) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (d) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका का ‘ऊर्जा गृह’ है और यह ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। वायु प्रदूषक माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन (mitochondrial dysfunction) का कारण बन सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): अतिसूक्ष्म कण (ultrafine particles) माइटोकॉन्ड्रिया को सीधे नुकसान पहुँचा सकते हैं या माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लियों में ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस उत्पन्न कर सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका श्वसन और ऊर्जा उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं। जब वे ठीक से काम नहीं करते हैं, तो यह कोशिका मृत्यु (apoptosis) का कारण बन सकता है और तंत्रिका कोशिकाओं के कार्य को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है, जो ऊर्जा की उच्च मांग वाली होती हैं। माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन कई न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का एक प्रमुख कारक माना जाता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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यदि हवा में ओजोन (O₃) का स्तर अधिक है, तो यह मुख्य रूप से किस प्रकार का प्रदूषक है और इसका प्रभाव क्या है?
- (a) प्राथमिक प्रदूषक; श्वसन तंत्र में जलन
- (b) द्वितीयक प्रदूषक; पौधों के विकास को बढ़ावा देना
- (c) प्राथमिक प्रदूषक; दृश्यता में सुधार
- (d) द्वितीयक प्रदूषक; ओजोन परत को बढ़ाना
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): ओजोन (O₃) एक द्वितीयक प्रदूषक है जो सूर्य की रोशनी की उपस्थिति में नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाओं से बनता है। यह जमीन के स्तर पर हानिकारक है।
व्याख्या (Explanation): भू-स्तरीय ओजोन (ground-level ozone) एक द्वितीयक प्रदूषक है जो प्रत्यक्ष रूप से उत्सर्जित नहीं होता है, बल्कि अन्य प्रदूषकों की प्रतिक्रिया से बनता है। यह एक शक्तिशाली ऑक्सीडेंट है और मानव श्वसन तंत्र, विशेष रूप से फेफड़ों में सूजन और जलन पैदा कर सकता है। उच्च ओजोन सांद्रता अस्थमा को बढ़ा सकती है और फेफड़ों की कार्य क्षमता को कम कर सकती है। (ध्यान दें: क्षोभमंडल (troposphere) में ओजोन एक प्रदूषक है, जबकि समताप मंडल (stratosphere) में यह हानिकारक UV विकिरण से हमारी रक्षा करता है)।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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मानव रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन मुख्य रूप से किस प्रोटीन द्वारा किया जाता है?
- (a) हीमोग्लोबिन
- (b) मायोग्लोबिन
- (c) एल्ब्यूमिन
- (d) कोलेजन
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन एक विशेष प्रोटीन है जो ऑक्सीजन को फेफड़ों से शरीर के ऊतकों तक ले जाने के लिए जिम्मेदार है।
व्याख्या (Explanation): हीमोग्लोबिन एक जटिल प्रोटीन है जिसमें लौह (iron) युक्त ‘हीम’ समूह होता है। प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु चार ऑक्सीजन अणुओं को बांध सकता है। यह फेफड़ों में ऑक्सीजन के उच्च आंशिक दबाव वाले वातावरण में ऑक्सीजन से जुड़ता है और ऊतकों में ऑक्सीजन के कम आंशिक दबाव वाले वातावरण में ऑक्सीजन छोड़ता है। मायोग्लोबिन मांसपेशियों में ऑक्सीजन संग्रहीत करता है, एल्ब्यूमिन रक्त में पदार्थों के परिवहन और आसमाटिक दबाव को बनाए रखने में मदद करता है, और कोलेजन संयोजी ऊतकों का एक संरचनात्मक प्रोटीन है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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यदि प्रदूषित हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) का उच्च स्तर है, तो यह रक्त में ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता को कैसे प्रभावित करेगा?
- (a) यह लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन बढ़ाएगा।
- (b) यह हीमोग्लोबिन के ऑक्सीजन बंधन को बढ़ाएगा।
- (c) यह हीमोग्लोबिन से बंध जाएगा और ऑक्सीजन को ऊतकों तक पहुँचने से रोकेगा।
- (d) यह फेफड़ों की ऑक्सीजन ग्रहण क्षमता बढ़ाएगा।
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) हीमोग्लोबिन के लिए ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक आत्मीयता (affinity) रखता है, जिससे यह स्थायी रूप से बंध जाता है और ऑक्सीजन परिवहन को बाधित करता है।
व्याख्या (Explanation): CO अणु का हीमोग्लोबिन के लौह आयन (Fe²⁺) से जुड़ने की आत्मीयता ऑक्सीजन (O₂) की तुलना में लगभग 200-250 गुना अधिक होती है। जब CO हीमोग्लोबिन से बंध जाता है, तो यह कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन (COHb) बनाता है। यह बंधन स्थायी होता है और हीमोग्लोबिन के उन स्थलों को अवरुद्ध कर देता है जहाँ ऑक्सीजन को बंधना चाहिए। इससे रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता नाटकीय रूप से कम हो जाती है, जिससे ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी (hypoxia) हो जाती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) से जुड़े न्यूरोइन्फ्लेमेशन (neuroinflammation) में, प्रतिरक्षा कोशिकाएं जो मस्तिष्क में सक्रिय हो जाती हैं, उन्हें क्या कहा जाता है?
- (a) न्यूरॉन्स (Neurons)
- (b) एस्ट्रोसाइट्स (Astrocytes)
- (c) माइक्रोग्लिया (Microglia)
- (d) ओलिगोडेंड्रोसाइट्स (Oligodendrocytes)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): माइक्रोग्लिया केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) की मुख्य प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं। वे चोट या बीमारी के जवाब में सक्रिय हो जाते हैं और सूजन पैदा करने वाले अणुओं को छोड़ते हैं।
व्याख्या (Explanation): माइक्रोग्लिया मस्तिष्क की निवासी मैक्रोफेज (macrophages) की तरह काम करती हैं। जब वायु प्रदूषक या उनके प्रभाव मस्तिष्क में सूजन को ट्रिगर करते हैं, तो माइक्रोग्लिया सक्रिय हो जाते हैं। यह सक्रियण साइटोकिन्स (cytokines) जैसे सूजन मध्यस्थों (inflammatory mediators) की रिहाई की ओर जाता है। जबकि माइक्रोग्लिया का प्रारंभिक उद्देश्य रोगजनकों या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को साफ करना है, पुरानी सक्रियता या अति-सक्रियता न्यूरोइन्फ्लेमेशन में योगदान कर सकती है, जो न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों जैसे मनोभ्रंश में एक महत्वपूर्ण कारक है। एस्ट्रोसाइट्स सहायक कोशिकाएं हैं, और ओलिगोडेंड्रोसाइट्स माइलिन शीथ बनाते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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अतिसूक्ष्म कण (Ultrafine Particles – UFPs) का व्यास आमतौर पर कितने से कम होता है?
- (a) 100 नैनोमीटर
- (b) 500 नैनोमीटर
- (c) 1000 नैनोमीटर
- (d) 2500 नैनोमीटर
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्टिकुलेट मैटर (PM) को उनके आकार के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। अतिसूक्ष्म कण (UFPs) विशेष रूप से छोटे होते हैं और फेफड़ों के भीतर गहराई तक प्रवेश कर सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): वायुमंडलीय कणों को उनके व्यास के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। PM10 (10 माइक्रोमीटर तक) ऊपरी वायुमार्गों में फंस जाते हैं, PM2.5 (2.5 माइक्रोमीटर तक) फेफड़ों के गहरे हिस्सों में प्रवेश करते हैं, और अतिसूक्ष्म कण (UFPs) 100 नैनोमीटर (0.1 माइक्रोमीटर) से कम व्यास वाले होते हैं। इन UFPs का अत्यंत छोटा आकार उन्हें रक्तप्रवाह में प्रवेश करने और शरीर के विभिन्न अंगों, जिनमें मस्तिष्क भी शामिल है, तक पहुँचने में सक्षम बनाता है, जिससे वे विशेष रूप से चिंता का विषय बन जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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अम्लीय वर्षा (Acid Rain) का मुख्य कारण बनने वाले वायु प्रदूषक कौन से हैं?
- (a) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) और मीथेन (CH₄)
- (b) ओजोन (O₃) और परॉक्सीएसिटिल नाइट्रेट (PAN)
- (c) सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx)
- (d) अमोनिया (NH₃) और सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF₆)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अम्लीय वर्षा मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन के जलने से उत्सर्जित सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) के वायुमंडल में जल और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के कारण होती है।
व्याख्या (Explanation): SO₂ पानी के साथ प्रतिक्रिया करके सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) बनाता है, और NOx पानी के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रिक एसिड (HNO₃) बनाता है। ये एसिड वर्षा, बर्फ या धूल के रूप में पृथ्वी पर गिरते हैं, जिससे अम्लीय वर्षा होती है। अम्लीय वर्षा जल निकायों, मिट्टी, वनस्पति और इमारतों को नुकसान पहुँचाती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) के संदर्भ में, तंत्रिका कोशिकाओं के बीच सूचना के हस्तांतरण में शामिल रासायनिक पदार्थ क्या कहलाते हैं?
- (a) एंजाइम (Enzymes)
- (b) हार्मोन (Hormones)
- (c) न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitters)
- (d) एंटीबॉडी (Antibodies)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): न्यूरोट्रांसमीटर सिनैप्स (synapses) में तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) के बीच रासायनिक संकेत प्रसारित करने वाले यौगिक होते हैं।
व्याख्या (Explanation): जब एक तंत्रिका आवेग एक न्यूरॉन के अंत तक पहुँचता है, तो यह न्यूरोट्रांसमीटर जारी करता है। ये रसायन सिनेप्टिक फांक (synaptic cleft) को पार करते हैं और अगले न्यूरॉन पर रिसेप्टर्स से बंधते हैं, जिससे एक नया तंत्रिका आवेग शुरू होता है या रुक जाता है। डोपामाइन, सेरोटोनिन और एसिटाइलकोलाइन जैसे न्यूरोट्रांसमीटर स्मृति, सीखने और सामान्य संज्ञानात्मक कार्य के लिए महत्वपूर्ण हैं। वायु प्रदूषण इन न्यूरोट्रांसमीटर के उत्पादन, रिहाई या पुनः ग्रहण को प्रभावित करके उनके कार्य को बाधित कर सकता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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प्रकाश रासायनिक स्मॉग (Photochemical Smog) का एक प्रमुख घटक क्या है जो आंखों में जलन और श्वसन संबंधी समस्याएं पैदा करता है?
- (a) कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
- (b) सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂)
- (c) ओजोन (O₃)
- (d) लेड (Pb)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश रासायनिक स्मॉग सूर्य की रोशनी की उपस्थिति में नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) की प्रतिक्रिया से बनने वाले द्वितीयक प्रदूषकों का एक जटिल मिश्रण है। ओजोन (O₃) इनमें से सबसे प्रमुख और हानिकारक घटक है।
व्याख्या (Explanation): भू-स्तरीय ओजोन (ground-level ozone) प्रकाश रासायनिक स्मॉग का एक मुख्य घटक है। यह आंखों में जलन, गले में खराश और फेफड़ों को नुकसान सहित श्वसन संबंधी समस्याओं का कारण बनता है। यह पौधों को भी नुकसान पहुंचाता है। CO और SO₂ अलग-अलग प्रदूषक हैं, और लेड एक भारी धातु है जो स्मॉग का मुख्य घटक नहीं है, हालांकि यह भी एक वायु प्रदूषक है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मानव शरीर में, कौन सा खनिज आयन (mineral ion) तंत्रिका संकेतों के प्रसार (propagation) के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से एक्शन पोटेंशियल (action potential) के निर्माण में?
- (a) आयरन (Fe²⁺)
- (b) मैग्नीशियम (Mg²⁺)
- (c) पोटेशियम (K⁺)
- (d) फास्फोरस (P)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): झिल्ली क्षमता (membrane potential) में परिवर्तन, जो तंत्रिका संकेतों का आधार है, मुख्य रूप से झिल्ली के पार आयनों (विशेष रूप से सोडियम (Na⁺) और पोटेशियम (K⁺)) की गति से उत्पन्न होता है।
व्याख्या (Explanation): तंत्रिका कोशिकाएं अपनी झिल्ली क्षमता को बनाए रखने के लिए सोडियम-पोटेशियम पंप (Na⁺/K⁺-ATPase) का उपयोग करती हैं। आराम अवस्था में, कोशिका के अंदर पोटेशियम आयनों (K⁺) की सांद्रता बाहर की तुलना में अधिक होती है, और झिल्ली पोटेशियम के लिए अधिक पारगम्य होती है। जब एक तंत्रिका आवेग उत्पन्न होता है, तो सोडियम आयन (Na⁺) तेजी से कोशिका में प्रवेश करते हैं, जिससे झिल्ली क्षमता में तेजी से वृद्धि होती है (depolarization)। इसके बाद, पोटेशियम आयन (K⁺) कोशिका से बाहर निकलते हैं, जिससे झिल्ली अपनी आराम अवस्था में लौट आती है (repolarization)। मैग्नीशियम तंत्रिका तंत्र में एक अवरोधक भूमिका निभाता है, और आयरन हीमोग्लोबिन के लिए महत्वपूर्ण है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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वायुमंडलीय रसायन शास्त्र में, NOx (नाइट्रोजन के ऑक्साइड) और VOCs (वाष्पशील कार्बनिक यौगिक) के बीच प्रतिक्रिया से बनने वाला एक महत्वपूर्ण वायु प्रदूषक है:
- (a) कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂)
- (b) मीथेन (CH₄)
- (c) सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂)
- (d) ओजोन (O₃)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): NOx और VOCs सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करके भू-स्तरीय ओजोन (ground-level ozone) बनाते हैं, जो प्रकाश रासायनिक स्मॉग का एक प्रमुख घटक है।
व्याख्या (Explanation): सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा NOx और VOCs को विघटित करती है, जिससे प्रतिक्रियाशील मुक्त कण बनते हैं। ये मुक्त कण ऑक्सीजन (O₂) के साथ प्रतिक्रिया करके ओजोन (O₃) बनाते हैं। यह प्रक्रिया विशेष रूप से धूप वाले दिनों में वायुमंडलीय प्रदूषण की समस्या को बढ़ाती है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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यदि मस्तिष्क में तंत्रिका कोशिकाओं को पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं मिलती है, तो क्या स्थिति उत्पन्न हो सकती है?
- (a) बढ़ी हुई न्यूरोट्रांसमिशन
- (b) हाइपोक्सिया (Hypoxia)
- (c) बढ़ा हुआ न्यूरोनल विकास
- (d) न्यूरोनल अति-उत्तेजना
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हाइपोक्सिया ऊतकों को ऑक्सीजन की अपर्याप्त आपूर्ति की स्थिति है। मस्तिष्क के लिए, यह विशेष रूप से हानिकारक है क्योंकि इसे लगातार ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
व्याख्या (Explanation): मस्तिष्क ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा का उपभोग करता है और ऑक्सीजन पर बहुत अधिक निर्भर करता है। यदि रक्त ऑक्सीजन ले जाने में अक्षम हो जाता है (जैसे CO विषाक्तता में) या यदि फेफड़ों से ऑक्सीजन का सेवन कम हो जाता है, तो मस्तिष्क के ऊतकों को पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं मिल पाती है। यह स्थिति हाइपोक्सिया कहलाती है। गंभीर या लंबे समय तक हाइपोक्सिया से तंत्रिका कोशिकाओं को अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है, जिससे संज्ञानात्मक कार्य में कमी और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का खतरा बढ़ सकता है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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वायु प्रदूषक के रूप में, कौन सा भारी धातु (heavy metal) तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुँचाने के लिए जाना जाता है और पिछली शताब्दियों में गैसोलीन में एक योजक के रूप में इस्तेमाल किया जाता था?
- (a) पारा (Mercury – Hg)
- (b) सीसा (Lead – Pb)
- (c) कैडमियम (Cadmium – Cd)
- (d) आर्सेनिक (Arsenic – As)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सीसा (Lead – Pb) एक ज्ञात न्यूरोटॉक्सिन है जो विशेष रूप से बच्चों के विकासशील मस्तिष्क के लिए हानिकारक है। यह ऐतिहासिक रूप से गैसोलीन (टेट्राएथिललेड) में एक एंटी-नॉक एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता था।
व्याख्या (Explanation): सीसा का एक्सपोजर तंत्रिका तंत्र के विकास और कार्य को गंभीर रूप से बाधित कर सकता है, जिससे सीखने की अक्षमता, व्यवहार संबंधी समस्याएं और संज्ञानात्मक गिरावट हो सकती है। हालांकि अन्य भारी धातुएं भी विषाक्त हैं, सीसा का गैसोलीन में व्यापक उपयोग इसे एक प्रमुख वायु प्रदूषक बनाता था जिसने मानव स्वास्थ्य, विशेष रूप से मस्तिष्क के स्वास्थ्य को प्रभावित किया।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) के संबंध में, मस्तिष्क में रक्त-मस्तिष्क बाधा (blood-brain barrier – BBB) की अखंडता का उल्लंघन वायु प्रदूषकों द्वारा कैसे हो सकता है?
- (a) BBB के माध्यम से धनात्मक आवेशित कणों का आकर्षण।
- (b) BBB के पार कोशिका झिल्लियों का प्रत्यक्ष छिद्रण।
- (c) BBB में सूजन (inflammation) और ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस को बढ़ाना।
- (d) BBB में कैल्शियम आयनों का अवशोषण बढ़ाना।
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): रक्त-मस्तिष्क बाधा (BBB) एक सुरक्षात्मक परत है जो मस्तिष्क को हानिकारक पदार्थों से बचाती है। वायु प्रदूषक BBB की अखंडता को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे मस्तिष्क के लिए खतरा बढ़ जाता है।
व्याख्या (Explanation): वायु प्रदूषक, विशेष रूप से अतिसूक्ष्म कण (UFPs), BBB में सूजन (inflammation) को ट्रिगर कर सकते हैं। यह सूजन BBB को बनाने वाली एंडोथेलियल कोशिकाओं (endothelial cells) के बीच के अंतर को बढ़ा सकती है, जिससे BBB की अभेद्यता (impermeability) कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, प्रदूषकों द्वारा उत्पन्न ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस BBB की कोशिकाओं को नुकसान पहुँचा सकता है। जब BBB की अखंडता से समझौता हो जाता है, तो यह अधिक आसानी से हानिकारक पदार्थों, सूजन अणुओं और पैथोजेन्स को मस्तिष्क में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जिससे न्यूरोनल क्षति हो सकती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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वायुमंडलीय प्रदूषण के संबंध में, ‘Particulate Matter’ (PM) का अर्थ क्या है?
- (a) केवल गैसें जो हवा में निलंबित हैं।
- (b) हवा में निलंबित तरल बूंदें।
- (c) हवा में निलंबित ठोस कण और तरल बूंदों का मिश्रण।
- (d) हवा में मौजूद केवल सूक्ष्मजीव।
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पार्टिकुलेट मैटर (PM) एक जटिल वायु प्रदूषक है जिसमें विभिन्न आकार और रासायनिक संरचनाओं के कण शामिल होते हैं।
व्याख्या (Explanation): पार्टिकुलेट मैटर (PM) हवा में निलंबित छोटे ठोस कणों और तरल बूंदों का एक मिश्रण है। ये कण विभिन्न स्रोतों से उत्पन्न हो सकते हैं, जैसे निर्माण, औद्योगिक प्रक्रियाएं, वाहन निकास, जंगल की आग और धूल। उनका आकार PM2.5 (2.5 माइक्रोमीटर से कम) और PM10 (10 माइक्रोमीटर से कम) जैसे विभिन्न वर्गों में वर्गीकृत किया जाता है, और उनके छोटे आकार के कारण वे मानव स्वास्थ्य के लिए विशेष रूप से हानिकारक हो सकते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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तंत्रिका तंत्र के किस भाग में स्मृति, सीखने और संज्ञानात्मक कार्यों के लिए महत्वपूर्ण न्यूरॉन की संरचनाएँ (जैसे सिनैप्स) प्रमुख रूप से स्थित होती हैं?
- (a) मेडुला ऑबलोंगटा (Medulla Oblongata)
- (b) सेरिबैलम (Cerebellum)
- (c) सेरिब्रम (Cerebrum)
- (d) स्पाइनल कॉर्ड (Spinal Cord)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव मस्तिष्क का सेरिब्रम (Cerebrum) उच्च-स्तरीय संज्ञानात्मक कार्यों, स्मृति, सोच और चेतना के लिए जिम्मेदार है, और इसमें बड़ी संख्या में सिनैप्स होते हैं।
व्याख्या (Explanation): सेरिब्रम मस्तिष्क का सबसे बड़ा भाग है और यह स्मृति (memory), सीखने (learning), तर्क (reasoning), भाषा (language) और अन्य जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है। इन प्रक्रियाओं के लिए तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) के बीच सिनैप्टिक कनेक्शन का एक विशाल नेटवर्क आवश्यक है। वायु प्रदूषण द्वारा इन सिनैप्स को होने वाला नुकसान सीधे इन संज्ञानात्मक कार्यों को प्रभावित कर सकता है, जिससे मनोभ्रंश हो सकता है। मेडुला ऑबलोंगटा अनैच्छिक कार्यों को नियंत्रित करता है, सेरिबैलम समन्वय के लिए है, और स्पाइनल कॉर्ड केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का हिस्सा है जो मस्तिष्क और शरीर के बाकी हिस्सों के बीच संकेत भेजता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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वायुमंडलीय प्रदूषण में, ‘particulate matter’ (PM) के छोटे कणों को फेफड़ों के ऊतकों में प्रवेश करने से रोकने के लिए मानव श्वसन तंत्र में कौन सी संरचनाएं मदद करती हैं?
- (a) वायु-कोष्ठिका (Alveoli)
- (b) स्वरयंत्र (Larynx)
- (c) श्वासनली (Trachea) पर सिलिया (Cilia)
- (d) डायाफ्राम (Diaphragm)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): श्वसन पथ में सिलिया (Cilia) और म्यूकस (mucus) का एक संयुक्त तंत्र होता है जिसे म्यूकोसिलरी क्लीयरेंस (mucociliary clearance) कहा जाता है, जो फँसे हुए कणों को बाहर निकालने में मदद करता है।
व्याख्या (Explanation): श्वासनली (trachea) और ब्रोन्किओल्स (bronchioles) में श्वसन उपकला (respiratory epithelium) पर छोटे, बाल जैसे सिलिया होते हैं। ये सिलिया लगातार ऊपर की ओर तरंगें उत्पन्न करते हैं, जो श्वास नलिका के उपकला में ग्रंथियों द्वारा स्रावित बलगम की परत को ऊपर की ओर धकेलती हैं। इस बलगम में फँसे हुए धूल, बैक्टीरिया और प्रदूषित कणों को अंततः निगल लिया जाता है या खाँस कर बाहर निकाल दिया जाता है। वायु-कोष्ठिका (alveoli) गैस विनिमय के लिए होती हैं, स्वरयंत्र (larynx) वॉयस बॉक्स है, और डायाफ्राम (diaphragm) सांस लेने की मांसपेशी है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मनोभ्रंश (Dementia) के संबंध में, मस्तिष्क में एक प्रकार की कोशिका मृत्यु (cell death) को क्या कहा जाता है, जो विषाक्त पदार्थों या सूजन के कारण हो सकती है?
- (a) एपोप्टोसिस (Apoptosis)
- (b) माइटोसिस (Mitosis)
- (c) मेटास्टेसिस (Metastasis)
- (d) एन्हांसमेंट (Enhancement)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एपोप्टोसिस (Apoptosis) एक क्रमादेशित कोशिका मृत्यु (programmed cell death) है जो शरीर के विकास और रखरखाव के लिए आवश्यक है, लेकिन यह बाहरी कारकों जैसे विषाक्त पदार्थों या पुरानी सूजन के कारण भी हो सकती है।
व्याख्या (Explanation): वायु प्रदूषकों के संपर्क में आने से उत्पन्न होने वाला ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस और न्यूरोइन्फ्लेमेशन तंत्रिका कोशिकाओं में एपोप्टोसिस को ट्रिगर कर सकता है। यह एक नियंत्रित प्रक्रिया है जहाँ कोशिका खुद को नष्ट कर लेती है, लेकिन जब यह अत्यधिक होती है, तो यह मस्तिष्क के ऊतकों के नुकसान और संज्ञानात्मक गिरावट में योगदान करती है। माइटोसिस कोशिका विभाजन है, मेटास्टेसिस कैंसर का फैलाव है, और एन्हांसमेंट किसी चीज़ को बढ़ाना है।
अतः, सही उत्तर (a) है।