Unit 12: Plant Anatomy and Plant Physiology (தாவர உள்ளமைப்பியல் மற்றும் தாவர செயலியல்)

அலகு 12: தாவர உள்ளமைப்பியல் மற்றும் தாவர செயலியல் — Tamil Nadu Samacheer Kalvi Book Back Answers & Solutions

Complete official textbook solutions for Plant Anatomy and Physiology: Tissue systems (dermal, ground, vascular), internal structure of dicot and monocot roots and stems, internal structure of leaves, chloroplast structure and pigments, photosynthesis (light and dark reactions), mitochondrial structure and cellular respiration (glycolysis, Krebs cycle, electron transport chain), and respiratory quotient.

திசு அமைப்புகள் (புறத்தோல், அடிப்படை, வாஸ்குலார்), இருவிதையிலை மற்றும் ஒருவிதையிலை வேர், தண்டுகளின் உள்ளமைப்பு, இலை உள்ளமைப்பு, பசுங்கணிக அமைப்பு, ஒளிச்சேர்க்கை (ஒளி மற்றும் இருள் வினைகள்), மைட்டோகாண்ட்ரியா அமைப்பு, சுவாசித்தல் படிநிலைகள் மற்றும் சுவாச ஈவுக்கான முழுமையான அதிகாரப்பூர்வ தீர்வுகள்.

📖 Read Official Class 10 Textbook PDF 📱 Share with Classmates on WhatsApp

📐 Important Formulas & Laws Quick Revision

  • Photosynthesis Overall Equation (ஒளிச்சேர்க்கையின் ஒட்டுமொத்த சமன்பாடு): 6CO₂ + 12H₂O --(Light & Chlorophyll)--> C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂↑ Synthesis of glucose from carbon dioxide and water using radiant solar energy.
  • Aerobic Cellular Respiration (காற்று சுவாசம் ஒட்டுமொத்த சமன்பாடு): C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energy (36 or 38 ATP) Complete oxidation of glucose yielding ATP energy.
  • Respiratory Quotient (R.Q.) (சுவாச ஈவு (R.Q.)): R.Q. = Volume of CO₂ liberated / Volume of O₂ consumed Ratio describing respiratory substrate metabolism (R.Q. of carbohydrates = 1.0).

Part I: Choose the Correct Answer (1 Mark)

1. Casparian strips are present in the ________ of the root.

காஸ்பேரியன் பட்டைகள் வேரின் ________ பகுதியில் காணப்படுகின்றன.

  • (a) cortex
  • (b) pith
  • (c) pericycle
  • (d) endodermis ✓ (Correct Answer)
Explanation: The radial and inner tangential walls of the endodermal cells of roots possess band-like thickenings made of suberin called Casparian strips, preventing passive water flow.

2. The endarch condition is the characteristic feature of ________.

உள்நோக்கிய சைலம் (Endarch) என்பது எதன் சிறப்பியல்பு ஆகும்?

  • (a) root
  • (b) stem ✓ (Correct Answer)
  • (c) leaves
  • (d) flower
Explanation: In stems, protoxylem lies towards the center (pith) and metaxylem lies towards the periphery; this centrifugal development is called endarch xylem. Roots have exarch xylem.

3. The xylem and phloem arranged side by side on same radius is called ________.

சைலமும் புளோயமும் ஒரே ஆரத்தில் அருகருகே அமைந்திருந்தால் அது ________ எனப்படும்.

  • (a) radial
  • (b) amphivasal
  • (c) conjoint ✓ (Correct Answer)
  • (d) None of these
Explanation: When xylem and phloem lie together on the same radius of the vascular bundle, it is termed conjoint vascular bundle (typical in stems and leaves).

4. Which is formed during anaerobic respiration?

காற்றில்லா சுவாசத்தின் போது உருவாவது எது?

  • (a) Carbohydrate
  • (b) Ethyl alcohol ✓ (Correct Answer)
  • (c) Acetyl CoA
  • (d) Pyruvate
Explanation: In anaerobic respiration (alcoholic fermentation in yeast), glucose is partially broken down without oxygen into ethyl alcohol (ethanol), CO₂, and 2 ATP molecules.

5. Kreb's cycle takes place in ________.

கிரப்ஸ் சுழற்சி எங்கு நடைபெறுகிறது?

  • (a) chloroplast
  • (b) mitochondrial matrix ✓ (Correct Answer)
  • (c) stomata
  • (d) inner mitochondrial membrane
Explanation: The citric acid cycle (Krebs cycle) enzymes are soluble proteins located entirely inside the fluid mitochondrial matrix.

6. Oxygen is produced at what point during photosynthesis?

ஒளிச்சேர்க்கையின் போது எந்த நிகழ்வில் ஆக்சிஜன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது?

  • (a) when ATP is converted to ADP
  • (b) when CO₂ is fixed
  • (c) when H₂O is splitted ✓ (Correct Answer)
  • (d) All of these
Explanation: During the light-dependent reaction, light energy absorbed by chlorophyll photolyses (splits) water molecules into H⁺, electrons, and oxygen gas: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂↑.

Part II: Fill in the Blanks (கோடிட்ட இடங்களை நிரப்புக)

1. The innermost layer of cortex in root is called ________.

வேரின் புறணியின் மிக உட்புற அடுக்கு ________ எனப்படும்.

Answer: endodermis (அகத்தோல் (Endodermis))

2. Xylem and phloem arranged in alternate radii constitute a vascular bundle called ________.

சைலமும் புளோயமும் அடுத்தடுத்த வெவ்வேறு ஆரங்களில் அமைந்திருப்பது ________ வாஸ்குலார் கற்றை எனப்படும்.

Answer: radial vascular bundle (ஆரப்போக்கு வாஸ்குலார் கற்றை (Radial vascular bundle))

3. Glycolysis takes place in ________.

கிளைக்காலிசிஸ் ________ல் நடைபெறுகிறது.

Answer: cytoplasm (சைட்டோபிளாசம் (Cytoplasm))

4. The source of O₂ liberated in photosynthesis is ________.

ஒளிச்சேர்க்கையின் போது வெளியேறும் ஆக்சிஜனின் மூலம் ________ ஆகும்.

Answer: water (H₂O) (நீர் (H₂O))

5. ________ is ATP factory of the cells.

செல்லின் ATP தொழிற்சாலை ________ ஆகும்.

Answer: Mitochondria (மைட்டோகாண்ட்ரியா (Mitochondria))

Part III: State True or False with Statement Correction (சரியா? தவறா?)

1. Phloem tissue is involved in the transport of water in plants.

தாவரங்களில் நீரை கடத்துவதில் புளோயம் திசு ஈடுபடுகிறது.

✗ FALSE (தவறு)

Correct Statement: Xylem tissue is involved in the transport of water and dissolved minerals. Phloem translocates synthesized food (sucrose).

2. The waxy protective covering of a plant is called cuticle.

தாவரத்தின் மெழுகு போன்ற பாதுகாப்பு அடுக்கு கியூட்டிக்கிள் எனப்படும்.

✓ TRUE (சரி)

3. In monocot stem cambium is present in between xylem and phloem.

ஒருவிதையிலை தாவர தண்டில் சைலத்திற்கும் புளோயத்திற்கும் இடையே கேம்பியம் காணப்படுகிறது.

✗ FALSE (தவறு)

Correct Statement: In monocot stems, cambium is ABSENT (closed vascular bundles). Cambium is present in dicot stems (open vascular bundles).

4. Palisade parenchyma cells occur below upper epidermis in dicot root.

இருவிதையிலை வேரில் மேல்புறத்தோலுக்கு கீழே பாலிசேட் பாரன்கைமா செல்கள் உள்ளன.

✗ FALSE (தவறு)

Correct Statement: Palisade parenchyma cells occur below the upper epidermis in dicot LEAVES (dorsiventral leaf), not in roots.

5. Mesophyll contains chlorophyll.

இலை இடைத்திசுவில் (மீசோபில்) பச்சையம் உள்ளது.

✓ TRUE (சரி)

6. Anaerobic respiration produces more ATP than aerobic respiration.

காற்று சுவாசத்தை விட காற்றில்லா சுவாசம் அதிக ATP-களை உருவாக்குகிறது.

✗ FALSE (தவறு)

Correct Statement: Aerobic respiration produces far more ATP (36 to 38 ATP per glucose molecule) than anaerobic respiration (only 2 ATP).

Part IV: Match the Following (பொருத்துக)

  • Amphicribal (Hadrocentric) (சைலம் சூழ் கற்றை) ➔ Fern (Polypodium)
  • Cambium (கேம்பியம்) ➔ Secondary growth (produces secondary tissues)
  • Amphivasal (Leptocentric) (புளோயம் சூழ் கற்றை) ➔ Dracaena (and Yucca)
  • Xylem (சைலம்) ➔ Conduction of water and minerals
  • Phloem (புளோயம்) ➔ Translocation of food (photosynthates)

Part VI: Short Answer Questions — 2 Marks (சுருக்கமான விடையளி)

Q1. Give an account on vascular bundle of dicot stem.

இருவிதையிலை தாவர தண்டின் வாஸ்குலார் கற்றை பற்றி விளக்குக.

Answer:
  • Vascular bundles in a dicot stem have the following characteristics:
  • 1. Conjoint: Xylem and phloem lie on the same radius.
  • 2. Collateral: Phloem lies towards the outer side and xylem lies towards the inner side.
  • 3. Endarch: Protoxylem lies towards the center (pith) and metaxylem lies towards the exterior.
  • 4. Open: Cambium is present between xylem and phloem, enabling secondary growth.
  • 5. Ring arrangement: Bundles are arranged in the form of a distinct broken ring around the central pith.

Q2. Write a short note on mesophyll.

மீசோபில் (இலை இடைத்திசு) பற்றி சிறு குறிப்பு வரைக.

Answer:
  • 1. The ground tissue present between the upper and lower epidermis of a leaf is called mesophyll.
  • 2. In dicot leaves, it is differentiated into two zones:
  • - Palisade parenchyma: Columnar cells with abundant chloroplasts, specialized for photosynthesis.
  • - Spongy parenchyma: Loosely packed irregularly shaped cells with large intercellular spaces for gas exchange.
  • 3. In monocot leaves, mesophyll is undifferentiated.

Q3. Draw and label the structure of oxysomes.

ஆக்சிசோமின் அமைப்பை வரைந்து பாகங்களைக் குறிக்கவும்.

Answer:
  • Oxysomes (also called F₀-F₁ particles or elementary particles) are stalked knob-like particles embedded in the inner mitochondrial membrane (cristae).
  • It consists of three parts:
  • 1. Head (F₁ particle): Spherical catalytic subunit that synthesizes ATP from ADP and inorganic phosphate.
  • 2. Stalk: Connects head to base, conducting protons.
  • 3. Base (F₀ particle): Hydrophobic transmembrane proton channel embedded in the inner membrane.

Q4. Name the three basic tissue systems in flowering plants.

பூக்கும் தாவரங்களில் உள்ள மூன்று அடிப்படை திசு அமைப்புகளைப் பெயரிடுக.

Answer:
  • Sach (1875) classified plant tissues into three basic systems:
  • 1. Dermal / Epidermal tissue system: Outer protective covering (Epidermis, stomata, cuticle, trichomes).
  • 2. Ground / Fundamental tissue system: Cortex, endodermis, pericycle, medullary rays, and pith (Parenchyma, Collenchyma, Sclerenchyma).
  • 3. Vascular tissue system: Conducting strands consisting of Xylem and Phloem.

Q5. What is photosynthesis and where in a cell does it occur?

ஒளிச்சேர்க்கை என்றால் என்ன? இது செல்லில் எங்கு நிகழ்கிறது?

Answer:
  • 1. Photosynthesis is an anabolic process in which green plants synthesize carbohydrates (glucose) from carbon dioxide and water in the presence of sunlight and chlorophyll, liberating oxygen as a byproduct.
  • 2. Cellular Site: Chloroplasts of green plant cells (Light reaction occurs in Grana thylakoids; Dark reaction / Calvin cycle occurs in the Stroma).

Q6. What is respiratory quotient (R.Q.)?

சுவாச ஈவு (Respiratory Quotient) என்றால் என்ன?

Answer:
  • Respiratory Quotient (R.Q.) is the ratio of the volume of carbon dioxide liberated to the volume of oxygen consumed during respiration in a given time.
  • Formula: R.Q. = Volume of CO₂ liberated / Volume of O₂ consumed.
  • For glucose (carbohydrates): R.Q. = 6 CO₂ / 6 O₂ = 1.0.

Q7. Why should the light dependent reaction occur before the light independent reaction?

ஒளி சார்ந்த வினை ஏன் ஒளி சாராத வினைக்கு முன்னதாக நிகழ வேண்டும்?

Answer:
  • 1. The light independent reaction (Dark reaction / Calvin cycle) requires high-energy chemical intermediates: ATP (energy carrier) and NADPH (reducing power) to fix CO₂ into glucose.
  • 2. These assimilatory powers (ATP and NADPH) are produced ONLY during the light dependent reaction by absorbing solar photons and photolysing water.
  • 3. Therefore, the dark reaction cannot proceed without the prior completion of the light reaction.

Part VII: Long Answer Questions — 5 / 7 Marks (விரிவான விடையளி)

Q1. Differentiate between: (a) Monocot root and Dicot root, (b) Aerobic and Anaerobic respiration.

வேறுபடுத்துக: (அ) ஒருவிதையிலை வேர் மற்றும் இருவிதையிலை வேர், (ஆ) காற்று சுவாசம் மற்றும் காற்றில்லா சுவாசம்.

(a) Differences between Dicot Root and Monocot Root
  • 1. Number of Xylem Bundles: Dicot root is Tetrarch (usually 4 bundles). Monocot root is Polyarch (more than 6 to many bundles).
  • 2. Cambium & Secondary Growth: Present in dicot root (capable of secondary growth forming wood/bark). Completely absent in monocot root (no secondary growth).
  • 3. Pith (Medulla): In dicot root, pith is absent or small and inconspicuous. In monocot root, pith is large, well-developed, and parenchymatous.
(b) Differences between Aerobic and Anaerobic Respiration
  • 1. Oxygen Requirement: Aerobic respiration requires molecular oxygen. Anaerobic respiration occurs in the absence of oxygen.
  • 2. Location: Aerobic occurs in cytoplasm and mitochondria. Anaerobic occurs strictly in cytoplasm.
  • 3. End Products: Aerobic yields CO₂ and H₂O. Anaerobic yields Ethyl alcohol (or lactic acid) and CO₂.
  • 4. Energy Output: Aerobic produces 36 or 38 ATP per glucose. Anaerobic produces only 2 ATP per glucose.
Conclusion: Anatomical and biochemical distinctions reflect evolutionary adaptations for efficient energy harvest.

Q2. Describe and name the three stages of cellular respiration that aerobic organisms use to obtain energy from glucose.

காற்று சுவாசத்தில் குளுக்கோஸிலிருந்து ஆற்றல் பெறப்படும் மூன்று படிநிலைகளை விவரிக்கவும்.

Stage 1: Glycolysis (EMP Pathway)
  • Location: Occurs in the cytoplasm of the cell; does not require oxygen.
  • Process: One molecule of 6-carbon glucose is broken down into two molecules of 3-carbon Pyruvic acid (pyruvate).
  • Net Energy Yield: 2 ATP and 2 NADH₂.
Stage 2: Krebs Cycle (TCA / Citric Acid Cycle)
  • Location: Occurs inside the mitochondrial matrix.
  • Process: Pyruvate enters mitochondria, is converted to Acetyl-CoA, and combines with Oxaloacetic acid to form Citric acid.
  • Through a cyclic series of decarboxylations and dehydrogenations, CO₂, 2 ATP, 6 NADH₂, and 2 FADH₂ are formed.
Stage 3: Electron Transport Chain (Terminal Oxidation & Oxidative Phosphorylation)
  • Location: Inner mitochondrial membrane (cristae / oxysomes).
  • Process: High-energy electrons from NADH₂ and FADH₂ are passed down a chain of electron carriers (cytochromes).
  • The energy released pumps protons creating a proton gradient; ATP synthase drives phosphorylation of ADP to ATP. Molecular oxygen acts as the final electron acceptor, forming metabolic water (H₂O).
Conclusion: Complete aerobic cellular respiration converts 1 molecule of glucose into 36 or 38 ATP molecules.

Part VIII: Solved Problems Corner / Numerical Calculations

Problem HOTS 1: The reactions of photosynthesis make up a biochemical pathway. (A) What are the end products of light and dark reactions? (B) Explain how the biochemical pathway of photosynthesis recycles many of its own reactions and identify the recycled reactants.

ஒளிச்சேர்க்கை என்பது ஒரு உயிர்வேதியியல் வழிமுறை. (A) ஒளி மற்றும் இருள் வினைகளின் இறுதி விளைபொருட்கள் யாவை? (B) ஒளிச்சேர்க்கை எவ்வாறு தன் வினைபொருட்களை மறுசுழற்சி செய்கிறது என்பதை விளக்குக.

Step-by-Step Working:
(A) End products:
- Light reaction: Oxygen (O₂), ATP, and NADPH.
- Dark reaction (Calvin cycle): Glucose (C₆H₁₂O₆), ADP, inorganic phosphate (Pi), and NADP⁺.
(B) Recycling mechanism:
- The light reaction uses solar photons to phosphorylate ADP to ATP and reduce NADP⁺ to NADPH.
- The Calvin cycle in stroma uses the energy of ATP and reducing power of NADPH to reduce CO₂ into carbohydrates.
- In doing so, ATP is dephosphorylated back to ADP + Pi, and NADPH is oxidised back to NADP⁺.
- These regenerated reactants (ADP, Pi, and NADP⁺) return directly to the thylakoid grana to be recharged by the light reaction.
Boxed Final Answer: Light: O₂, ATP, NADPH | Dark: Glucose | Recycled reactants: ADP, Pi, and NADP⁺