सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न: अपनी तैयारी को परखें
परिचय:** प्रतिस्पर्धी परीक्षाओं में सफलता प्राप्त करने के लिए सामान्य विज्ञान (भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान) की गहन समझ आवश्यक है। यह खंड आपको विभिन्न महत्वपूर्ण अवधारणाओं पर आधारित प्रश्नों का अभ्यास करने और अपनी तैयारी के स्तर का आकलन करने में मदद करेगा। आइए, इन प्रश्नों के माध्यम से अपने ज्ञान को और मजबूत करें!
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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निम्न में से कौन सा ME/क्रोनिक फटीग सिंड्रोम (ME/CFS) के लिए संभावित आनुवंशिक सुराग की पहचान करने वाले बड़े अध्ययन से संबंधित नहीं है?
- (a) जीन अभिव्यक्ति (Gene Expression)
- (b) डीएनए अनुक्रमण (DNA Sequencing)
- (c) प्रोटीन संरचना (Protein Structure)
- (d) प्रतिरक्षा प्रणाली प्रतिक्रिया (Immune System Response)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): आनुवंशिक अध्ययनों में मुख्य रूप से डीएनए, आरएनए और जीन अभिव्यक्ति के स्तर पर बदलावों का विश्लेषण किया जाता है। प्रोटीन संरचना मुख्य रूप से इन आनुवंशिक सूचनाओं का परिणाम होती है, न कि सीधे आनुवंशिक सुराग की पहचान का प्रारंभिक बिंदु। ME/CFS जैसे सिंड्रोम के आनुवंशिक अध्ययनों में जीन अभिव्यक्ति में भिन्नता, विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों की पहचान और प्रतिरक्षा प्रणाली में आनुवंशिक योगदान का मूल्यांकन शामिल होता है।
व्याख्या (Explanation): ME/CFS जैसे जटिल सिंड्रोम के आनुवंशिक अध्ययनों में, शोधकर्ता आमतौर पर यह देखते हैं कि कौन से जीन सक्रिय (अभिव्यक्त) हो रहे हैं और इनमें क्या बदलाव आ रहे हैं। वे डीएनए अनुक्रमण का उपयोग करके आनुवंशिक कोड में विभिन्नताओं की भी पहचान करते हैं। प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया का अध्ययन इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि ME/CFS में प्रतिरक्षा प्रणाली अक्सर असामान्य रूप से प्रतिक्रिया करती है, और इन प्रतिक्रियाओं का आनुवंशिक आधार हो सकता है। प्रोटीन संरचना, हालांकि महत्वपूर्ण है, जीन स्तर पर आनुवंशिक सुरागों की प्रत्यक्ष पहचान का हिस्सा नहीं है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/क्रोनिक फटीग सिंड्रोम (ME/CFS) में, थकान का एक प्रमुख कारण निम्न में से किस कोशिकांग (organelle) की शिथिलता हो सकता है?
- (a) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (b) गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
- (c) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
- (d) लाइसोसोम (Lysosomes)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं के ‘पावरहाउस’ होते हैं, जो कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) के माध्यम से ऊर्जा (ATP) का उत्पादन करते हैं। ME/CFS जैसी स्थितियाँ अक्सर ऊर्जा उत्पादन में कमी से जुड़ी होती हैं, जो माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता का संकेत दे सकती है।
व्याख्या (Explanation): ME/CFS से पीड़ित व्यक्तियों में अक्सर गंभीर और दुर्बल करने वाली थकान का अनुभव होता है। यह थकान कोशिकीय ऊर्जा उत्पादन में कमी का परिणाम हो सकती है। माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य कोशिकाओं के लिए ऊर्जा का उत्पादन करना है। यदि माइटोकॉन्ड्रिया ठीक से काम नहीं करते हैं, तो शरीर पर्याप्त ऊर्जा का उत्पादन नहीं कर पाएगा, जिससे अत्यधिक थकान होगी। अन्य कोशिकांगों की शिथिलता भी स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकती है, लेकिन ऊर्जा उत्पादन से सीधा संबंध माइटोकॉन्ड्रिया का है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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यदि ME/CFS में किसी विशेष जीन में उत्परिवर्तन (mutation) पाया जाता है, तो यह उत्परिवर्तन किस स्तर पर होगा?
- (a) प्रोटीन
- (b) आरएनए (RNA)
- (c) डीएनए (DNA)
- (d) लिपिड (Lipid)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जीन डीएनए के खंड होते हैं, जो आनुवंशिक जानकारी को एन्कोड करते हैं। उत्परिवर्तन (mutation) डीएनए अनुक्रम में परिवर्तन है।
व्याख्या (Explanation): उत्परिवर्तन, जो एक रोग का कारण बन सकता है, डीएनए के रासायनिक स्तर पर होता है। जीन डीएनए से बने होते हैं, इसलिए उत्परिवर्तन डीएनए अनुक्रम में एक बदलाव होगा। यह बदला हुआ डीएनए फिर आरएनए में कॉपी हो सकता है (ट्रांसक्रिप्शन), और फिर आरएनए से प्रोटीन बन सकता है (ट्रांसलेशन)। लेकिन मूल परिवर्तन डीएनए में ही होता है। लिपिड कोशिका झिल्ली के घटक होते हैं और सीधे जीन का हिस्सा नहीं होते।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के एक आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ता एक विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति के स्तर को माप रहे हैं। अभिव्यक्ति के स्तर को मापने के लिए निम्न में से किस तकनीक का उपयोग किया जा सकता है?
- (a) एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी (X-ray Crystallography)
- (b) स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री (Spectrophotometry)
- (c) पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR)
- (d) इलेक्ट्रोफोरेसिस (Electrophoresis)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): जीन अभिव्यक्ति का मतलब है कि एक जीन से प्रोटीन बनाने की प्रक्रिया कितनी सक्रिय है। यह आमतौर पर जीन से बने आरएनए (mRNA) की मात्रा को मापकर किया जाता है। पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (PCR) एक ऐसी तकनीक है जो डीएनए की प्रतियों की संख्या को बढ़ा सकती है, और इसके संशोधित रूप (जैसे RT-PCR) आरएनए की मात्रा को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जो जीन अभिव्यक्ति का एक संकेतक है।
व्याख्या (Explanation): जीन अभिव्यक्ति को मापने के लिए, हम उस जीन द्वारा बनाए गए आरएनए (mRNA) की मात्रा देखते हैं। RT-PCR (Reverse Transcription PCR) एक विधि है जहाँ आरएनए को पहले डीएनए में बदला जाता है, और फिर उस डीएनए की मात्रा को पीसीआर द्वारा बढ़ाया जाता है। आरएनए की मात्रा जीन की अभिव्यक्ति के स्तर को दर्शाती है। एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी प्रोटीन की संरचना का अध्ययन करती है। स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश के अवशोषण को मापती है, जो अक्सर रसायनों की सांद्रता के लिए उपयोग की जाती है, लेकिन सीधे जीन अभिव्यक्ति के लिए नहीं। इलेक्ट्रोफोरेसिस डीएनए या आरएनए को उनके आकार के अनुसार अलग करती है, लेकिन सीधे अभिव्यक्ति के स्तर को मापने के लिए मुख्य तकनीक नहीं है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययनों में, शोधकर्ताओं ने विभिन्न आबादियों में एक ही जीन के अलग-अलग संस्करणों (versions) की पहचान की है। ये विभिन्न संस्करण क्या कहलाते हैं?
- (a) जीन साइलेंसिंग (Gene Silencing)
- (b) एलील्स (Alleles)
- (c) क्रोमोसोम (Chromosomes)
- (d) जीनोटाइप (Genotype)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एलील (Allele) किसी विशेष जीन के विभिन्न रूप होते हैं, जो न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में भिन्न होते हैं। ये भिन्नताएँ किसी जीव के लक्षणों में अंतर पैदा कर सकती हैं।
व्याख्या (Explanation): जीन एक विशिष्ट प्रोटीन बनाने के लिए जानकारी रखते हैं। हालांकि, एक ही जीन विभिन्न व्यक्तियों में थोड़े अलग रूपों में मौजूद हो सकता है। इन विभिन्न रूपों को एलील कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक जीन के लिए एक व्यक्ति में एक एलील हो सकता है जो “सामान्य” रूप है, जबकि दूसरे में एक “उत्परिवर्तित” एलील हो सकता है। जीन साइलेंसिंग एक प्रक्रिया है जो जीन की अभिव्यक्ति को रोकती है। क्रोमोसोम डीएनए और प्रोटीन से बने होते हैं जो आनुवंशिक जानकारी रखते हैं। जीनोटाइप किसी विशेष जीन के लिए एक जीव के एलील्स का संयोजन है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS से पीड़ित व्यक्ति में, कोशिका झिल्लियों (cell membranes) में असामान्यताओं की पहचान की गई है। कोशिका झिल्ली का मुख्य संरचनात्मक घटक क्या है?
- (a) कार्बोहाइड्रेट (Carbohydrates)
- (b) प्रोटीन (Proteins)
- (c) न्यूक्लिक एसिड (Nucleic Acids)
- (d) लिपिड (Lipids)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिका झिल्ली मुख्य रूप से फॉस्फोलिपिड्स (phospholipids) की एक द्वि-परत (bilayer) से बनी होती है, जो एक लिपिड अणु का एक प्रकार है। इसमें प्रोटीन और कुछ कार्बोहाइड्रेट भी शामिल होते हैं।
व्याख्या (Explanation): कोशिका झिल्ली कोशिकाओं की बाहरी सीमा होती है और कोशिका के अंदर और बाहर के वातावरण को अलग करती है। इसका प्राथमिक संरचनात्मक आधार लिपिड, विशेष रूप से फॉस्फोलिपिड्स हैं, जो एक द्वि-परत बनाते हैं। प्रोटीन झिल्ली में एम्बेडेड होते हैं और विभिन्न कार्य करते हैं, जैसे परिवहन और संकेत देना। कार्बोहाइड्रेट अक्सर झिल्ली की बाहरी सतह पर प्रोटीन या लिपिड से जुड़े होते हैं। न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए) कोशिका के नाभिक और साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं, न कि झिल्ली के मुख्य संरचनात्मक घटक के रूप में। ME/CFS में झिल्लियों की असामान्यताओं का ऊर्जा चयापचय और सेलुलर संचार पर प्रभाव पड़ सकता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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ME/CFS में, शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली (immune system) अक्सर अतिसक्रिय या असामान्य रूप से प्रतिक्रिया करती है। प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाला एक प्रकार का सफेद रक्त कोशिका (white blood cell) कौन सा है?
- (a) न्यूट्रोफिल (Neutrophil)
- (b) लाल रक्त कोशिका (Red Blood Cell)
- (c) प्लेटलेट (Platelet)
- (d) लिम्फोसाइट (Lymphocyte)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लिम्फोसाइट्स (जैसे बी कोशिकाएं, टी कोशिकाएं और प्राकृतिक हत्यारा कोशिकाएं) अनुकूलित प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (adaptive immune response) के मुख्य घटक हैं। ये प्रतिरक्षा कोशिकाओं का एक वर्ग हैं जो विशिष्ट रोगजनकों को पहचानते हैं और उनसे लड़ते हैं।
व्याख्या (Explanation): प्रतिरक्षा प्रणाली संक्रमण से लड़ने और बीमारी से बचाने के लिए जिम्मेदार है। लिम्फोसाइट्स, जैसे बी कोशिकाएं जो एंटीबॉडी का उत्पादन करती हैं, और टी कोशिकाएं जो सीधे संक्रमित कोशिकाओं को मारती हैं या प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करती हैं, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के महत्वपूर्ण सेलुलर घटक हैं। न्यूट्रोफिल फागोसाइटोसिस (रोगजनकों को निगलना) में शामिल होते हैं, लेकिन वे जन्मजात प्रतिरक्षा (innate immunity) का हिस्सा हैं। लाल रक्त कोशिकाएं ऑक्सीजन ले जाती हैं, और प्लेटलेट्स रक्त के थक्के जमाने में मदद करते हैं। ME/CFS में, प्रतिरक्षा प्रणाली की सक्रियता या खराबी एक संभावित कारक है, और लिम्फोसाइट्स का अध्ययन इसमें महत्वपूर्ण है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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ME/CFS वाले व्यक्तियों में, मांसपेशियों में दर्द और कमजोरी देखी जा सकती है। मांसपेशियों के संकुचन (muscle contraction) के लिए कौन सा आयन (ion) महत्वपूर्ण है?
- (a) सोडियम (Na+)
- (b) पोटेशियम (K+)
- (c) कैल्शियम (Ca2+)
- (d) मैग्नीशियम (Mg2+)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मांसपेशियों के संकुचन के लिए कैल्शियम आयन (Ca2+) की उपस्थिति आवश्यक है। यह एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के बीच परस्पर क्रिया को ट्रिगर करता है।
व्याख्या (Explanation): मांसपेशियों के संकुचन में एक जटिल जैव रासायनिक प्रक्रिया शामिल होती है। तंत्रिका तंत्र से एक संकेत मिलने के बाद, कैल्शियम आयन (Ca2+) पेशी कोशिका के अंदर जारी होते हैं। ये आयन पेशी संकुचन के लिए आवश्यक प्रोटीन, एक्टिन और मायोसिन के बीच परस्पर क्रिया को सक्षम करते हैं। सोडियम और पोटेशियम आयन तंत्रिका आवेगों के संचरण और पेशी कोशिका झिल्ली पर क्रिया विभव (action potential) उत्पन्न करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन प्रत्यक्ष संकुचन की शुरुआत कैल्शियम द्वारा होती है। मैग्नीशियम आयन कई एंजाइमों के लिए एक सह-कारक (cofactor) है, लेकिन कैल्शियम की भूमिका अधिक प्रत्यक्ष है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS में, ऊर्जा चयापचय (energy metabolism) में समस्याएँ हो सकती हैं। कोशिका के अंदर ऊर्जा उत्पादन में शामिल मुख्य जैव-अणु (biomolecule) कौन सा है?
- (a) डीएनए (DNA)
- (b) आरएनए (RNA)
- (c) एटीपी (ATP – Adenosine Triphosphate)
- (d) प्रोटीन (Proteins)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) कोशिका की प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा है। यह ऊर्जा-युक्त रासायनिक बंधों को संग्रहीत करता है जिन्हें आवश्यकता पड़ने पर मुक्त किया जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): कोशिकाओं को अपने विभिन्न कार्यों को करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे कि मांसपेशियों का संकुचन, तंत्रिका संकेत, और रासायनिक संश्लेषण। यह ऊर्जा ATP के रूप में संग्रहीत होती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया में कोशिकीय श्वसन के माध्यम से उत्पन्न होती है। जब कोशिका को ऊर्जा की आवश्यकता होती है, तो ATP से एक फॉस्फेट समूह टूट जाता है, जिससे ADP (Adenosine Diphosphate) और ऊर्जा निकलती है। डीएनए और आरएनए आनुवंशिक सामग्री और प्रोटीन संश्लेषण में शामिल हैं, और प्रोटीन विभिन्न सेलुलर कार्य करते हैं, लेकिन ATP सीधे सेलुलर ऊर्जा का स्रोत है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS में, कभी-कभी मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र (nervous system) की कार्यप्रणाली में समस्याएँ देखी जाती हैं। तंत्रिका आवेगों (nerve impulses) के संचरण में कौन सा खनिज आयन (mineral ion) महत्वपूर्ण है?
- (a) आयरन (Fe2+)
- (b) सोडियम (Na+)
- (c) सल्फर (S2-)
- (d) फास्फोरस (PO43-)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सोडियम आयन (Na+) तंत्रिका कोशिकाओं की झिल्लियों के पार आयन ग्रेडिएंट (ion gradient) स्थापित करने और क्रिया विभव (action potential) उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो तंत्रिका आवेग संचरण का आधार है।
व्याख्या (Explanation): तंत्रिका आवेगों का संचरण एक विद्युत रासायनिक प्रक्रिया है। तंत्रिका कोशिका झिल्ली के पार सोडियम (Na+) और पोटेशियम (K+) आयनों के प्रवाह के कारण झिल्ली विभव (membrane potential) में परिवर्तन होता है। जब एक तंत्रिका कोशिका उत्तेजित होती है, तो सोडियम आयन तेजी से कोशिका के अंदर प्रवेश करते हैं, जिससे झिल्ली विभव में अचानक वृद्धि होती है (डीपोलराइजेशन), जो तंत्रिका आवेग का निर्माण करती है। आयरन, सल्फर और फास्फोरस शरीर के लिए आवश्यक हैं, लेकिन तंत्रिका आवेग संचरण में सोडियम की भूमिका सबसे प्रत्यक्ष है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS के अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने उन जीनों की पहचान की है जो सूजन (inflammation) में शामिल होते हैं। सूजन प्रतिक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने वाले कोशिकांग (organelle) कौन सा है?
- (a) रिक्तिका (Vacuole)
- (b) लाइसोसोम (Lysosome)
- (c) राइबोसोम (Ribosome)
- (d) सेंट्रोसोम (Centrosome)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लाइसोसोम में पाचक एंजाइम (digestive enzymes) होते हैं जो कोशिका के अपशिष्ट उत्पादों, बाहरी कणों और खराब हो चुकी कोशिकांगों को तोड़ने में मदद करते हैं। यह प्रक्रिया अप्रत्यक्ष रूप से सूजन से जुड़ी हो सकती है, खासकर जब कोशिका क्षति या रोगज़नक़ों से निपटना हो। कुछ प्रकार के लाइसोसोमल एंजाइम सूजन मार्ग में भी शामिल हो सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): हालांकि सूजन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें कई कोशिकाएं और अणु शामिल होते हैं, लाइसोसोम एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। लाइसोसोम कोशिका के ‘रीसाइक्लिंग सेंटर’ की तरह काम करते हैं। यदि कोशिका क्षति होती है या कोई बाहरी तत्व (जैसे बैक्टीरिया) प्रवेश करता है, तो लाइसोसोम इन चीजों को तोड़ने के लिए एंजाइम जारी कर सकते हैं। यह अपशिष्ट उत्पादों को हटाने में मदद करता है और कभी-कभी सूजन प्रतिक्रियाओं को भी शुरू कर सकता है। रिक्तिकाएं मुख्य रूप से पौधों की कोशिकाओं में पाई जाती हैं और भंडारण का काम करती हैं। राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं। सेंट्रोसोम कोशिका विभाजन में भूमिका निभाते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS के अध्ययन में, शोधकर्ता विशिष्ट प्रोटीन के स्तर की जांच कर रहे हैं। प्रोटीन की प्राथमिक संरचना (primary structure) क्या होती है?
- (a) अमीनो एसिड की त्रिविमीय व्यवस्था (3D arrangement of amino acids)
- (b) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का क्रम (Sequence of amino acids in a polypeptide chain)
- (c) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का एक साथ आना (Association of multiple polypeptide chains)
- (d) आरएनए अनुक्रम (RNA sequence)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रोटीन की प्राथमिक संरचना अमीनो एसिड की रैखिक श्रृंखला (linear chain) को संदर्भित करती है, जो पेप्टाइड बंधों (peptide bonds) द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं। यह प्रोटीन का सबसे बुनियादी स्तर है।
व्याख्या (Explanation): प्रोटीन अमीनो एसिड से बने होते हैं। प्राथमिक संरचना केवल इस बात का वर्णन करती है कि कौन सा अमीनो एसिड श्रृंखला में किस क्रम में जुड़ा हुआ है। यह क्रम प्रोटीन के अंतिम त्रि-आयामी आकार और कार्य को निर्धारित करने के लिए मौलिक है। अमीनो एसिड की त्रिविमीय व्यवस्था प्रोटीन की द्वितीयक, तृतीयक या चतुर्धातुक संरचना कहलाती है। आरएनए अनुक्रम आनुवंशिक कोड प्रदान करता है, लेकिन यह स्वयं प्रोटीन की प्राथमिक संरचना नहीं है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS में, शरीर की कोशिकाओं में ऑक्सीजन का उपयोग कैसे होता है, इस पर प्रभाव पड़ सकता है। श्वसन श्रृंखला (respiratory chain) का मुख्य कार्य क्या है, जो ऊर्जा उत्पादन में महत्वपूर्ण है?
- (a) ग्लूकोज को पाइरूवेट में तोड़ना (Breaking down glucose into pyruvate)
- (b) एडीपी (ADP) से एटीपी (ATP) का संश्लेषण (Synthesizing ATP from ADP)
- (c) ऑक्सीजन को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करना (Converting oxygen to carbon dioxide)
- (d) प्रकाश संश्लेषण के लिए ऊर्जा का उपयोग करना (Using energy for photosynthesis)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): श्वसन श्रृंखला, जो माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर होती है, इलेक्ट्रॉन परिवहन (electron transport) और प्रोटॉन पंपिंग (proton pumping) के माध्यम से एडीपी (ADP) को एटीपी (ATP) में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (final electron acceptor) के रूप में कार्य करती है।
व्याख्या (Explanation): श्वसन श्रृंखला (या इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला) कोशिकीय श्वसन का अंतिम चरण है। यह उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों (आमतौर पर NADH और FADH2 से प्राप्त) का उपयोग करके एक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाता है। इस ग्रेडिएंट का उपयोग फिर एटीपी सिंथेज़ (ATP synthase) नामक एक एंजाइम द्वारा एडीपी और अकार्बनिक फॉस्फेट से एटीपी बनाने के लिए किया जाता है। ग्लूकोज को पाइरूवेट में तोड़ना ग्लाइकोलाइसिस (glycolysis) का हिस्सा है, जो श्वसन श्रृंखला से पहले होता है। ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित नहीं होती; बल्कि, यह पानी बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के साथ मिलकर एक उत्पाद बनाती है। प्रकाश संश्लेषण पौधों में होता है, श्वसन में नहीं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS के अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने एक प्रकार के आनुवंशिक विकार की जांच की है। मानव जीनोम (human genome) में कितने क्रोमोसोम (chromosomes) के जोड़े होते हैं?
- (a) 21
- (b) 22
- (c) 23
- (d) 24
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सामान्य मानव कोशिकाओं में 23 जोड़े गुणसूत्र होते हैं: 22 ऑटोसोमल (autosomal) जोड़े और 1 जोड़ी सेक्स गुणसूत्र (XX महिलाओं में, XY पुरुषों में)।
व्याख्या (Explanation): गुणसूत्र वे संरचनाएं हैं जिनमें आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) होती है। वे जोड़े में आते हैं क्योंकि प्रत्येक माता-पिता से एक गुणसूत्र प्राप्त होता है। सामान्यतः, मनुष्यों में 46 गुणसूत्र होते हैं, जो 23 जोड़े बनाते हैं। इनमें से 22 जोड़े को ऑटोसोम कहा जाता है, जो शारीरिक लक्षणों को निर्धारित करते हैं, और 23वां जोड़ा सेक्स गुणसूत्र है, जो लिंग को निर्धारित करता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने उन जीनों की पहचान की है जो कोशिकाओं के बीच संचार (cell communication) को प्रभावित करते हैं। कोशिकाओं के बीच संकेतों के संचरण में किस प्रकार का अणु (molecule) महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है?
- (a) न्यूक्लिक एसिड (Nucleic Acids)
- (b) कार्बोहाइड्रेट (Carbohydrates)
- (c) लिपिड (Lipids)
- (d) सिग्नलिंग अणु (जैसे हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर) (Signaling molecules like hormones, neurotransmitters)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिकाओं के बीच संचार मुख्य रूप से सिग्नलिंग अणुओं के माध्यम से होता है, जैसे हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, वृद्धि कारक (growth factors) आदि, जो लक्ष्य कोशिकाओं पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से बंधते हैं।
व्याख्या (Explanation): कोशिका संचार एक जटिल प्रक्रिया है जो शरीर के कार्यों को समन्वयित करने के लिए आवश्यक है। हार्मोन, जैसे इंसुलिन या एड्रेनालाईन, रक्तप्रवाह के माध्यम से यात्रा करते हैं और दूर की कोशिकाओं को संकेत देते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर तंत्रिका सिनैप्स (synapses) में रासायनिक संकेत के रूप में कार्य करते हैं। ये अणु विशिष्ट रिसेप्टर्स से बंधते हैं, जो सेलुलर प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला शुरू करते हैं। न्यूक्लिक एसिड आनुवंशिक जानकारी रखते हैं। कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा स्रोत या संरचनात्मक घटक के रूप में काम कर सकते हैं। लिपिड कोशिका झिल्ली के घटक हैं या ऊर्जा भंडारण के रूप में कार्य करते हैं।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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ME/CFS से पीड़ित कुछ व्यक्तियों में, शरीर की कोशिकाओं को प्राप्त होने वाली ऑक्सीजन की मात्रा कम हो सकती है (उदाहरण के लिए, रक्त प्रवाह में समस्या के कारण)। किस प्रकार की लाल रक्त कोशिका (red blood cell) की प्रोटीन ऑक्सीजन के परिवहन के लिए जिम्मेदार है?
- (a) हीमोग्लोबिन (Hemoglobin)
- (b) कोलेजन (Collagen)
- (c) एंजाइम (Enzymes)
- (d) एंटीबॉडी (Antibodies)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं में पाया जाने वाला एक प्रोटीन है जो फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन ले जाने के लिए जिम्मेदार है।
व्याख्या (Explanation): हीमोग्लोबिन एक जटिल प्रोटीन है जिसमें प्रत्येक अणु में चार लौह-युक्त हीम समूह होते हैं। प्रत्येक हीम समूह एक ऑक्सीजन अणु को बांध सकता है, जिससे हीमोग्लोबिन को कुशलतापूर्वक ऑक्सीजन को शरीर के चारों ओर ले जाने में मदद मिलती है। कोलेजन एक संरचनात्मक प्रोटीन है। एंजाइम जैविक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एंटीबॉडी प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं। ME/CFS में, भले ही आनुवंशिक कारक शामिल हों, ऑक्सीजन परिवहन में समस्याएं (यदि मौजूद हों) थकान को बढ़ा सकती हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने कोशिका विभाजन (cell division) को विनियमित करने वाले जीन में भिन्नता की जांच की है। कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्र (chromosomes) को अलग करने के लिए कौन सा कोशिकांग (organelle) महत्वपूर्ण है?
- (a) सेंट्रोसोम (Centrosome)
- (b) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (c) रिक्तिका (Vacuole)
- (d) गॉल्जी उपकरण (Golgi Apparatus)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): सेंट्रोसोम कोशिका विभाजन के दौरान स्पिंडल फाइबर (spindle fibers) बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो गुणसूत्रों को अलग करते हैं और उन्हें विपरीत ध्रुवों तक ले जाते हैं।
व्याख्या (Explanation): कोशिका विभाजन एक जटिल प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक कोशिका दो नई कोशिकाओं में विभाजित होती है। कोशिका विभाजन के मध्य चरण (metaphase) के दौरान, गुणसूत्र मध्य रेखा पर संरेखित होते हैं, और स्पिंडल फाइबर (जो सेंट्रोसोम से उत्पन्न होते हैं) प्रत्येक गुणसूत्र से जुड़ जाते हैं। फिर, स्पिंडल फाइबर सिकुड़ते हैं, गुणसूत्रों को अलग करते हैं और उन्हें कोशिका के विपरीत छोरों तक ले जाते हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम प्रोटीन संश्लेषण और लिपिड चयापचय में शामिल है। रिक्तिकाएं भंडारण का काम करती हैं। गॉल्जी उपकरण प्रोटीन के प्रसंस्करण और पैकेजिंग के लिए जिम्मेदार है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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ME/CFS में, शरीर का उपापचय (metabolism) प्रभावित हो सकता है। शरीर में भोजन को ऊर्जा में बदलने की प्रक्रिया को क्या कहा जाता है?
- (a) प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis)
- (b) पाचन (Digestion)
- (c) चयापचय (Metabolism)
- (d) उत्सर्जन (Excretion)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): चयापचय (Metabolism) शरीर में होने वाली सभी रासायनिक प्रक्रियाओं का योग है जो जीवन को बनाए रखती हैं। इसमें पोषक तत्वों को ऊर्जा में तोड़ना (catabolism) और जटिल अणुओं का निर्माण (anabolism) शामिल है।
व्याख्या (Explanation): चयापचय में वे सभी प्रक्रियाएं शामिल हैं जो शरीर को भोजन से ऊर्जा प्राप्त करने और उस ऊर्जा का उपयोग जीवन को बनाए रखने के लिए करने की अनुमति देती हैं। इसमें ग्लाइकोलाइसिस, क्रेब्स चक्र और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण जैसी प्रक्रियाएं शामिल हैं। प्रकाश संश्लेषण पौधों द्वारा सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके भोजन बनाने की प्रक्रिया है। पाचन भोजन को छोटे अणुओं में तोड़ने की प्रक्रिया है जिन्हें अवशोषित किया जा सके। उत्सर्जन शरीर से अपशिष्ट उत्पादों को निकालने की प्रक्रिया है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ता उन जीनों की जांच कर रहे हैं जो कोशिका झिल्ली (cell membrane) के कार्य को नियंत्रित करते हैं। कोशिका झिल्ली के पार विभिन्न पदार्थों के परिवहन में कौन सी प्रोटीन भूमिका निभाती है?
- (a) रिसेप्टर प्रोटीन (Receptor Proteins)
- (b) एंजाइम (Enzymes)
- (c) परिवहन प्रोटीन (Transport Proteins)
- (d) संरचनात्मक प्रोटीन (Structural Proteins)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): परिवहन प्रोटीन, जैसे चैनल प्रोटीन (channel proteins) और वाहक प्रोटीन (carrier proteins), कोशिका झिल्ली के पार विशिष्ट अणुओं या आयनों के मार्ग को सुगम बनाते हैं।
व्याख्या (Explanation): कोशिका झिल्ली अर्ध-पारगम्य (semi-permeable) होती है, जिसका अर्थ है कि यह कुछ पदार्थों को आसानी से गुजरने देती है, जबकि अन्य को अवरुद्ध करती है। परिवहन प्रोटीन कोशिका के अंदर और बाहर आवश्यक पदार्थों, जैसे ग्लूकोज, अमीनो एसिड और आयनों के आदान-प्रदान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। रिसेप्टर प्रोटीन बाहरी संकेतों को प्राप्त करते हैं। एंजाइम विभिन्न जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। संरचनात्मक प्रोटीन झिल्ली को यांत्रिक सहायता प्रदान करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के अध्ययन में, कोशिकाओं के भीतर ऊर्जा-उत्पादक प्रतिक्रियाओं में कौन सा खनिज (mineral) एक महत्वपूर्ण सह-कारक (co-factor) के रूप में कार्य करता है?
- (a) सोडियम (Na)
- (b) पोटेशियम (K)
- (c) मैग्नीशियम (Mg)
- (d) कैल्शियम (Ca)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मैग्नीशियम (Mg2+) कई एंजाइमों के लिए एक आवश्यक सह-कारक है, विशेष रूप से वे जो एटीपी (ATP) के उपयोग या उत्पादन में शामिल होते हैं, जो ऊर्जा चयापचय के लिए महत्वपूर्ण है।
व्याख्या (Explanation): मैग्नीशियम आयन विभिन्न एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिसमें डीएनए और आरएनए संश्लेषण, ऊर्जा उत्पादन और मांसपेशियों और तंत्रिका कार्यों का विनियमन शामिल है। विशेष रूप से, कई एटीपी-संबंधित प्रतिक्रियाओं को कार्य करने के लिए मैग्नीशियम की आवश्यकता होती है। सोडियम और पोटेशियम तंत्रिका आवेगों के संचरण में महत्वपूर्ण हैं, और कैल्शियम पेशी संकुचन में। ME/CFS में ऊर्जा उत्पादन से जुड़ी समस्याओं के कारण मैग्नीशियम का स्तर प्रभावित हो सकता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ता विभिन्न जीनों के बीच संबंध की जांच कर रहे हैं। आनुवंशिक सामग्री के दो मुख्य प्रकार क्या हैं जो जीवन को परिभाषित करते हैं?
- (a) प्रोटीन और वसा (Proteins and Fats)
- (b) कार्बोहाइड्रेट और लिपिड (Carbohydrates and Lipids)
- (c) डीएनए और आरएनए (DNA and RNA)
- (d) विटामिन और खनिज (Vitamins and Minerals)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): डीएनए (Deoxyribonucleic Acid) और आरएनए (Ribonucleic Acid) दोनों न्यूक्लिक एसिड हैं और आनुवंशिक जानकारी को ले जाने और व्यक्त करने में मौलिक भूमिका निभाते हैं।
व्याख्या (Explanation): डीएनए आनुवंशिक सामग्री का प्राथमिक वाहक है, जिसमें किसी जीव के विकास और कार्य के लिए निर्देश होते हैं। आरएनए डीएनए से आनुवंशिक जानकारी की प्रतिलिपि बनाने और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया में शामिल होता है। प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड जैविक अणु हैं जो जीवन के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन वे सीधे आनुवंशिक जानकारी को एन्कोड या स्थानांतरित नहीं करते हैं। विटामिन और खनिज पोषक तत्व हैं जो विभिन्न शारीरिक कार्यों के लिए आवश्यक हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS के अध्ययन में, शरीर के पीएच (pH) संतुलन पर विचार किया जा सकता है। शरीर के तरल पदार्थों में हाइड्रोजन आयनों (H+) की सांद्रता को पीएच द्वारा कैसे मापा जाता है?
- (a) ऋणात्मक लघुगणक (Negative logarithm)
- (b) धनात्मक लघुगणक (Positive logarithm)
- (c) वर्गमूल (Square root)
- (d) व्युत्क्रम (Reciprocal)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): पीएच (pH) को परिभाषित किया गया है जैसा कि pH = -log10[H+]। यह हाइड्रोजन आयन सांद्रता का ऋणात्मक लघुगणक है।
व्याख्या (Explanation): पीएच स्केल एक अम्लता या क्षारीयता (alkalinity) को मापने का पैमाना है। उच्च H+ सांद्रता का मतलब कम पीएच (अम्लीय) है, और कम H+ सांद्रता का मतलब उच्च पीएच (क्षारीय) है। सूत्र, pH = -log10[H+], यह दर्शाता है कि पीएच हाइड्रोजन आयन सांद्रता का ऋणात्मक लघुगणक है। उदाहरण के लिए, यदि [H+] 1 x 10^-7 M है, तो pH = -log10(1 x 10^-7) = 7।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने विभिन्न प्रकार के सेलुलर श्वसन (cellular respiration) की जांच की है। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में होने वाली श्वसन प्रक्रिया को क्या कहा जाता है?
- (a) एरोबिक श्वसन (Aerobic Respiration)
- (b) अवायवीय श्वसन (Anaerobic Respiration)
- (c) प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis)
- (d) किण्वन (Fermentation)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अवायवीय श्वसन (Anaerobic Respiration) एक चयापचय प्रक्रिया है जो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ऊर्जा (ATP) उत्पन्न करती है। यह अक्सर ग्लूकोज को लैक्टेट या इथेनॉल जैसे अन्य उत्पादों में परिवर्तित करके होता है।
व्याख्या (Explanation): एरोबिक श्वसन में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है और यह बहुत अधिक ATP उत्पन्न करता है। अवायवीय श्वसन, इसके विपरीत, तब होता है जब ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं होती है। किण्वन (Fermentation) अवायवीय चयापचय का एक प्रकार है जो कोशिकाओं में होता है जब ऑक्सीजन की कमी होती है (जैसे कि यीस्ट या पेशी कोशिकाओं में)। हालाँकि, “अवायवीय श्वसन” एक व्यापक शब्द है जिसमें ऑक्सीजन के बिना इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला का उपयोग शामिल हो सकता है, जबकि किण्वन में यह शामिल नहीं होता है। ME/CFS में, ऊर्जा उत्पादन में गड़बड़ी का मतलब यह हो सकता है कि कोशिकाएं अधिक अवायवीय मार्गों पर निर्भर करती हैं। प्रकाश संश्लेषण एक अलग प्रक्रिया है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने उन जीनों की जांच की है जो कोशिका में विभिन्न कार्यात्मक क्षेत्रों (compartments) के निर्माण में मदद करते हैं। कोशिका के भीतर एक झिल्ली-बाउंड संरचना (membrane-bound structure) कौन सी है जो आनुवंशिक सामग्री (genetic material) को रखती है?
- (a) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondrion)
- (b) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic Reticulum)
- (c) नाभिक (Nucleus)
- (d) लाइसोसोम (Lysosome)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): नाभिक (Nucleus) यूकेरियोटिक कोशिकाओं (eukaryotic cells) में एक झिल्ली-बाउंड कोशिकांग है जो कोशिका के अधिकांश आनुवंशिक सामग्री (डीएनए) को रखता है और कोशिका के विकास, चयापचय और प्रजनन को नियंत्रित करता है।
व्याख्या (Explanation): नाभिक को कोशिका का ‘नियंत्रण केंद्र’ माना जाता है क्योंकि इसमें कोशिका के सभी आनुवंशिक निर्देश होते हैं। यह डीएनए को बाहरी साइटोप्लाज्म से अलग करता है, जिससे डीएनए की अखंडता बनी रहती है। माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं। एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम प्रोटीन और लिपिड संश्लेषण में शामिल है। लाइसोसोम अपशिष्ट को तोड़ने के लिए पाचक एंजाइम रखते हैं। ME/CFS के आनुवंशिक अध्ययन का उद्देश्य नाभिक में स्थित जीनों की भूमिका को समझना है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ME/CFS में, प्रभावित व्यक्तियों में कभी-कभी मांसपेशियों की कमजोरी और थकान के साथ-साथ रक्त शर्करा (blood sugar) के स्तर में उतार-चढ़ाव भी देखा जाता है। रक्त शर्करा के स्तर को नियंत्रित करने वाला हार्मोन कौन सा है?
- (a) एड्रेनालाईन (Adrenaline)
- (b) इंसुलिन (Insulin)
- (c) कोर्टिसोल (Cortisol)
- (d) थायरोक्सिन (Thyroxine)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): इंसुलिन एक हार्मोन है जो अग्न्याशय (pancreas) द्वारा स्रावित होता है और रक्त शर्करा के स्तर को कम करने में मदद करता है। यह कोशिकाओं को रक्त से ग्लूकोज को अवशोषित करने और ऊर्जा के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है, या इसे ग्लाइकोजन के रूप में संग्रहीत करता है।
व्याख्या (Explanation): इंसुलिन रक्त शर्करा के स्तर को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। जब रक्त शर्करा का स्तर बढ़ जाता है (जैसे भोजन के बाद), इंसुलिन जारी होता है, जिससे कोशिकाएं ग्लूकोज को अवशोषित करती हैं और रक्त शर्करा कम हो जाती है। एड्रेनालाईन रक्त शर्करा को बढ़ा सकता है। कोर्टिसोल भी तनाव प्रतिक्रिया के दौरान रक्त शर्करा को बढ़ा सकता है। थायरोक्सिन मुख्य रूप से चयापचय दर को नियंत्रित करता है। ME/CFS में चयापचय और ऊर्जा संतुलन से संबंधित मुद्दों के कारण इंसुलिन और रक्त शर्करा विनियमन में समस्याएं हो सकती हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।