UPSC CSE Prelims
विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी Previous Year Questions (PYQs)

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — विषाणुजनित रोगों का प्रसार

ACE2 (एंजियोटेंसिन-कन्वर्टिंग एंजाइम 2) मानव कोशिका सतहों पर पाया जाने वाला एक प्रोटीन रिसेप्टर है जो COVID-19 महामारी के दौरान व्यापक रूप से चर्चा में आया। SARS-CoV-2 वायरस मानव कोशिकाओं में प्रवेश के लिए ACE2 का उपयोग अपने प्राथमिक प्रवेश बिंदु के रूप में करता है, अपने स्पाइक प्रोटीन के माध्यम से इस रिसेप्टर से जुड़कर फेफड़ों, हृदय, गुर्दे और अन्य अंगों में कोशिकाओं को संक्रमित करता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: ACE2 रिसेप्टर

• पूर्ण रूप: एंजियोटेंसिन-कन्वर्टिंग एंजाइम 2
• सामान्य कार्य: ACE2 एक एंजाइम है जो एंजियोटेंसिन II को एंजियोटेंसिन (1-7) में परिवर्तित करके रक्तचाप और हृदय संवहनी कार्य को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है
• स्थान: फेफड़ों (एल्वियोलर कोशिकाओं), हृदय, गुर्दे, आंतों और रक्त वाहिकाओं सहित कई अंगों में कोशिका सतहों पर पाया जाता है
• COVID-19 में भूमिका: कोशिकीय रिसेप्टर के रूप में कार्य करता है जिससे SARS-CoV-2 स्पाइक प्रोटीन कोशिकाओं में वायरल प्रवेश के लिए जुड़ता है
• अनुसंधान महत्व: वायरल प्रवेश को रोकने के लिए घुलनशील ACE2, मोनोक्लोनल एंटीबॉडी और लघु अणु अवरोधकों सहित चिकित्सीय हस्तक्षेपों का लक्ष्य
• पूर्व कनेक्शन: मूल SARS-CoV वायरस (2003) ने भी अपने रिसेप्टर के रूप में ACE2 का उपयोग किया था, जो इसे कोरोनावायरस संक्रमणों में एक ज्ञात कमजोरी बनाता है

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — प्रकाश की गति हमेशा समान रहती है।

खगोलीय दूरियों को प्रकाश-वर्ष में मापा जाता है क्योंकि निर्वात में प्रकाश की गति एक सार्वभौमिक स्थिरांक है (लगभग 299,792 किमी/सेकंड)। यह स्थिर प्रकृति इसे अंतरिक्ष में विशाल दूरियों को मापने के लिए एक विश्वसनीय और मानकीकृत इकाई बनाती है। एक प्रकाश-वर्ष उस दूरी को दर्शाता है जो प्रकाश एक वर्ष में तय करता है, जो ब्रह्मांडीय दूरियों के लिए एक व्यावहारिक पैमाना प्रदान करता है।

❌ कथन A – गलत: तारकीय पिंडों के बीच की दूरियाँ कक्षीय गति, तारकीय विकास और आकाशगंगीय गतिविधियों के कारण बदलती रहती हैं; यह प्रकाश-वर्ष को इकाई के रूप में उपयोग करने का कारण नहीं है।

❌ कथन B – गलत: जबकि गुरुत्वाकर्षण मौलिक है, तारकीय पिंडों के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव द्रव्यमान और दूरी परिवर्तन के साथ भिन्न होते हैं; इसका प्रकाश-वर्ष को दूरी इकाई के रूप में चुनने से कोई संबंध नहीं है।

❌ कथन C – गलत: प्रकाश हमेशा सीधी रेखा में यात्रा नहीं करता है; यह आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत द्वारा पूर्वानुमानित गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के कारण विशाल वस्तुओं के चारों ओर मुड़ जाता है।

✅ कथन D – सही: निर्वात में प्रकाश की गति लगभग 3 × 10⁸ मी/से पर स्थिर रहती है, जो इसे खगोलीय दूरियों को मापने के लिए एक आदर्श मानक बनाती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: खगोलीय दूरी माप

• प्रकाश-वर्ष: निर्वात में प्रकाश द्वारा एक वर्ष में तय की गई दूरी (लगभग 9.46 ट्रिलियन किलोमीटर या 5.88 ट्रिलियन मील)।
• खगोलीय इकाई (AU): पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी (लगभग 150 मिलियन किमी); सौर मंडल के भीतर दूरियों को मापने के लिए उपयोग की जाती है।
• पार्सेक: खगोलीय दूरियों के लिए एक अन्य इकाई, जो लगभग 3.26 प्रकाश-वर्ष के बराबर है; पेशेवर खगोलविदों द्वारा आमतौर पर उपयोग की जाती है।
• प्रकाश की गति (c): एक मौलिक भौतिक स्थिरांक जो निर्वात में 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड के बराबर है; प्रेक्षक की गति या स्रोत की गति की परवाह किए बिना स्थिर रहती है।
• गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग: गुरुत्वाकर्षण के कारण विशाल वस्तुओं के चारों ओर प्रकाश का मुड़ना, आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत द्वारा पूर्वानुमानित और आकाशगंगाओं और ब्लैक होल के चारों ओर देखा गया।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 2

कथन 1 गलत है क्योंकि एडेनोवायरस में द्विरज्जुक DNA जीनोम होता है, न कि एकल-रज्जुक DNA। रेट्रोवायरस में एकल-रज्जुक RNA जीनोम होता है (द्विरज्जुक DNA नहीं), जिसे वे रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज का उपयोग करके DNA में परिवर्तित करते हैं। कथन 2 सही है क्योंकि एडेनोवायरस सामान्य जुकाम का एक आम कारण है, और AIDS वास्तव में HIV के कारण होता है, जो एक रेट्रोवायरस है।

❌ कथन 1 – गलत: एडेनोवायरस में द्विरज्जुक DNA जीनोम होता है; रेट्रोवायरस में एकल-रज्जुक RNA जीनोम होता है, न कि द्विरज्जुक DNA।
✅ कथन 2 – सही: सामान्य जुकाम एडेनोवायरस के कारण हो सकता है, और AIDS, HIV के कारण होता है, जो एक रेट्रोवायरस है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: वायरल जीनोम के प्रकार

• DNA वायरस: आमतौर पर केन्द्रक में मेजबान कोशिका की मशीनरी का उपयोग करके प्रतिकृति बनाते हैं (अपवाद: पॉक्सवायरस कोशिकाद्रव्य में प्रतिकृति बनाते हैं)
• RNA वायरस: अधिकांश कोशिकाद्रव्य में प्रतिकृति बनाते हैं; अपना स्वयं का RNA पॉलीमरेज रखते हैं
• रेट्रोवायरस: रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज एंजाइम रखने में अद्वितीय जो RNA टेम्पलेट से DNA संश्लेषित करता है
• सामान्य जुकाम के कारण: राइनोवायरस (सबसे आम), कोरोनावायरस, एडेनोवायरस, और अन्य
• HIV वर्गीकरण: रेट्रोविरिडे परिवार का लेंटीवायरस जीनस; CD4+ T कोशिकाओं को लक्षित करता है

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 3 — केवल 1 और 3

प्रेशर कुकर में, खाना पकाने का तापमान आंतरिक दबाव पर निर्भर करता है, जो पानी के क्वथनांक को निर्धारित करता है। ढक्कन में छेद का क्षेत्रफल और ढक्कन का भार यह नियंत्रित करते हैं कि कुकर के अंदर कितना दबाव बनता है, जिससे खाना पकाने का तापमान नियंत्रित होता है। लौ का तापमान केवल गर्म होने की दर को प्रभावित करता है, अधिकतम तापमान को नहीं।

✅ कथन 1 – सही: ढक्कन में छेद का आकार भाप की निकासी को नियंत्रित करता है; एक बड़ा छेद अधिक भाप को बाहर निकलने देता है, जिससे आंतरिक दबाव कम होता है और खाना पकाने का तापमान कम हो जाता है।

❌ कथन 2 – गलत: लौ का तापमान केवल गर्म होने की दर को प्रभावित करता है, अंतिम खाना पकाने के तापमान को नहीं, जो कुकर के आंतरिक दबाव द्वारा निर्धारित होता है।

✅ कथन 3 – सही: ढक्कन पर भारी वजन को उठाने के लिए अधिक आंतरिक दबाव की आवश्यकता होती है, जिससे भाप केवल तभी बाहर निकलती है जब उच्च दबाव प्राप्त हो जाता है, जो क्वथनांक को बढ़ाता है और इस प्रकार खाना पकाने का तापमान बढ़ता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: प्रेशर कुकर तंत्र

• सिद्धांत: प्रेशर कुकर इस सिद्धांत पर काम करते हैं कि दबाव बढ़ाने से पानी का क्वथनांक 100°C से ऊपर बढ़ जाता है।
• सामान्य क्वथनांक: वायुमंडलीय दबाव (1 atm) पर, पानी 100°C पर उबलता है।
• प्रेशर कुकर में: दबाव 15 psi (लगभग 2 atm) तक पहुंच सकता है, जिससे क्वथनांक लगभग 121°C तक बढ़ जाता है।
• दबाव नियमन: वेंट पर वजन (रेगुलेटर) अधिकतम दबाव को नियंत्रित करता है और जब दबाव एक सीमा से अधिक हो जाता है तो भाप को बाहर निकलने देता है।
• वेंट छेद का आकार: वेंट छेद का क्षेत्रफल यह निर्धारित करता है कि भाप कितनी आसानी से बाहर निकल सकती है, जो दबाव निर्माण को प्रभावित करता है।
• खाना पकाने का समय: बढ़े हुए दबाव के कारण उच्च तापमान खाना पकाने के समय को महत्वपूर्ण रूप से कम कर देता है।
• लौ की भूमिका: लौ की तीव्रता प्रभावित करती है कि कुकर कितनी जल्दी संचालन दबाव तक पहुंचता है, अंतिम खाना पकाने के तापमान को नहीं।

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उत्तर: विकल्प 4 — 1, 2 और 3

उल्लिखित तीनों गतिविधियाँ प्रौद्योगिकी के वर्तमान स्तर पर ड्रोन का उपयोग करके सफलतापूर्वक की जा सकती हैं। ड्रोन ने विभिन्न क्षेत्रों में क्रांति ला दी है, जो खतरनाक, दूरस्थ या मनुष्यों के लिए पहुंचना कठिन वातावरण में सुरक्षित, कुशल और लागत प्रभावी संचालन को सक्षम बनाते हैं।

✅ कथन 1 – सही: कृषि ड्रोन का व्यापक रूप से फसल के खेतों में कीटनाशकों और उर्वरकों के सटीक छिड़काव के लिए उपयोग किया जाता है, जो रासायनिक अपशिष्ट और विषाक्त पदार्थों के मानव संपर्क को कम करता है।
✅ कथन 2 – सही: थर्मल कैमरे और गैस सेंसर से लैस ड्रोन सक्रिय ज्वालामुखी क्रेटरों का निरीक्षण करने के लिए तैनात किए जाते हैं, जो वैज्ञानिकों को मानव जीवन को जोखिम में डाले बिना खतरनाक वातावरण से महत्वपूर्ण डेटा एकत्र करने की अनुमति देते हैं।
✅ कथन 3 – सही: 'स्नॉटबॉट' जैसे विशेष ड्रोन का उपयोग व्हेल के फुहारे (सांस) से उड़ान भरकर DNA, हार्मोन और माइक्रोबायोम सहित जैविक नमूने एकत्र करने के लिए किया जाता है, जो गैर-आक्रामक स्वास्थ्य निगरानी और अनुसंधान के लिए है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: ड्रोन (UAV) के अनुप्रयोग

• कृषि: कीटनाशकों/उर्वरकों का सटीक छिड़काव, फसल निगरानी, मिट्टी विश्लेषण और सिंचाई प्रबंधन
• पर्यावरण अनुसंधान: ज्वालामुखी निगरानी, वन्यजीव ट्रैकिंग, वन की आग का पता लगाना और वायु गुणवत्ता मूल्यांकन
• समुद्री जीव विज्ञान: सांस के नमूने संग्रह के माध्यम से व्हेल स्वास्थ्य निगरानी, समुद्री स्तनधारी सर्वेक्षण और कोरल रीफ मैपिंग
• आपदा प्रबंधन: खोज और बचाव अभियान, क्षति मूल्यांकन और आपातकालीन आपूर्ति वितरण
• बुनियादी ढांचा: पुलों, बिजली लाइनों, पाइपलाइनों और ऊंची संरचनाओं का निरीक्षण
• डिलीवरी सेवाएं: चिकित्सा आपूर्ति, ई-कॉमर्स पार्सल और दूरस्थ क्षेत्रों में भोजन वितरण
• रक्षा और सुरक्षा: निगरानी, टोही, सीमा गश्त और सामरिक अभियान

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — केवल 1, 3 और 4

यह प्रश्न आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की समझ का परीक्षण करता है। AI स्मार्ट ऑप्टिमाइजेशन के माध्यम से औद्योगिक इकाइयों में बिजली की खपत को प्रभावी रूप से कम कर सकती है, चिकित्सा छवि विश्लेषण के माध्यम से रोगों का निदान कर सकती है, और प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण का उपयोग करके टेक्स्ट को स्पीच में बदल सकती है। हालाँकि, वास्तव में सार्थक रचनात्मक सामग्री बनाना और वायरलेस विद्युत ट्रांसमिशन प्रभावी AI क्षमताएँ नहीं हैं।

✅ कथन 1 – सही: AI-संचालित स्वचालन और स्मार्ट सेंसर मांग की भविष्यवाणी करके, उपकरणों के स्वास्थ्य की निगरानी करके, और बिजली की खपत को कम करने के लिए संचालन को वास्तविक समय में समायोजित करके औद्योगिक इकाइयों में ऊर्जा उपयोग को अनुकूलित करते हैं।
❌ कथन 2 – गलत: इस परीक्षा के समय, AI प्रभावी रूप से सुसंगत कथा संरचना, वास्तविक भावनात्मक गहराई और पैटर्न पुनर्संयोजन से परे रचनात्मक इरादे के साथ वास्तव में सार्थक लघु कहानियाँ और गीत नहीं बना सकती थी।
✅ कथन 3 – सही: AI रोग निदान में अत्यधिक प्रभावी है, विशेष रूप से एक्स-रे, एमआरआई और सीटी स्कैन जैसी चिकित्सा इमेजरी का विश्लेषण करके कैंसर, निमोनिया और मधुमेह रेटिनोपैथी जैसी बीमारियों का उच्च सटीकता के साथ पता लगाने में।
✅ कथन 4 – सही: टेक्स्ट-टू-स्पीच (TTS) रूपांतरण AI का एक परिपक्व और अच्छी तरह से स्थापित अनुप्रयोग है जो लिखित पाठ से मानव-जैसे भाषण को संश्लेषित करने के लिए प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण और न्यूरल नेटवर्क का उपयोग करता है।
❌ कथन 5 – गलत: विद्युत ऊर्जा का वायरलेस ट्रांसमिशन विद्युत चुम्बकीय प्रेरण या माइक्रोवेव पर आधारित एक भौतिक इंजीनियरिंग प्रक्रिया है, न कि AI अनुप्रयोग। यह भौतिकी और हार्डवेयर डिजाइन का कार्य है, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस का नहीं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के अनुप्रयोग

• औद्योगिक अनुकूलन: AI मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करके सेंसर से वास्तविक समय के डेटा का विश्लेषण करती है, रखरखाव की आवश्यकताओं की भविष्यवाणी करती है, उत्पादन कार्यक्रम को अनुकूलित करती है, और विनिर्माण और औद्योगिक प्रक्रियाओं में ऊर्जा अपव्यय को कम करती है।
• चिकित्सा निदान: AI-संचालित प्रणालियाँ, विशेष रूप से डीप लर्निंग और कंप्यूटर विजन का उपयोग करते हुए, चिकित्सा छवि विश्लेषण, रोगी डेटा में पैटर्न पहचान, और कैंसर, हृदय रोगों और नेत्र विकारों जैसी स्थितियों के शीघ्र निदान में सहायता करती हैं।
• प्राकृतिक भाषा प्रसंस्करण (NLP): टेक्स्ट-टू-स्पीच सिस्टम लिखित पाठ को प्राकृतिक-ध्वनि वाले भाषण में बदलने के लिए न्यूरल नेटवर्क और डीप लर्निंग का उपयोग करते हैं, जो आभासी सहायकों, पहुँच उपकरणों और स्वचालित ग्राहक सेवा में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
• रचनात्मक सामग्री निर्माण: जबकि AI प्रशिक्षण डेटा से सीखे गए पैटर्न के आधार पर पाठ और संगीत उत्पन्न कर सकती है, वास्तविक भावनात्मक गहराई और कथा सुसंगतता के साथ वास्तव में सार्थक रचनात्मक सामग्री बनाना चुनौतीपूर्ण बना हुआ है और इस परीक्षा के समय इसे प्रभावी AI क्षमता नहीं माना गया था।
• AI की सीमाएँ: वायरलेस पावर ट्रांसमिशन जैसी भौतिक प्रक्रियाएँ विद्युत चुम्बकीय सिद्धांतों और हार्डवेयर इंजीनियरिंग पर निर्भर करती हैं, न कि सॉफ़्टवेयर-आधारित AI एल्गोरिदम पर। AI ऐसी प्रणालियों को अनुकूलित कर सकती है लेकिन स्वयं ट्रांसमिशन नहीं कर सकती।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 2 — कुछ आयातित यूरेनियम का उपयोग करते हैं और अन्य घरेलू आपूर्ति का

2005 के भारत-अमेरिका असैनिक परमाणु समझौते के तहत भारत के परमाणु रिएक्टरों को नागरिक और रणनीतिक सुविधाओं में विभाजित किया गया है। आयातित यूरेनियम का उपयोग करने वाले रिएक्टरों को IAEA सुरक्षा उपायों के अंतर्गत रखा जाता है ताकि शांतिपूर्ण उपयोग सुनिश्चित किया जा सके, जैसा कि परमाणु ईंधन आपूर्ति के लिए अंतर्राष्ट्रीय समझौतों द्वारा अनिवार्य है। घरेलू यूरेनियम का उपयोग करने वाले रिएक्टर IAEA सुरक्षा उपायों से बाहर रहते हैं, जिससे भारत को अपने रणनीतिक परमाणु हथियार कार्यक्रम को स्वतंत्र रूप से बनाए रखने की सुविधा मिलती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: भारत का परमाणु कार्यक्रम और IAEA सुरक्षा उपाय

• भारत-अमेरिका असैनिक परमाणु समझौता (2008): भारत की परमाणु सुविधाओं को नागरिक (IAEA सुरक्षा उपायों के तहत) और सैन्य (सुरक्षा उपायों से बाहर) श्रेणियों में विभाजित किया, NPT पर हस्ताक्षर न करने के बावजूद भारत के परमाणु अलगाव को समाप्त किया।
• IAEA सुरक्षा उपाय: अंतर्राष्ट्रीय निरीक्षण व्यवस्था जो यह सत्यापित करती है कि परमाणु सामग्री का उपयोग केवल शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए किया जाता है, न कि हथियार कार्यक्रमों में।
• पृथक्करण योजना: भारत ने स्वेच्छा से अपने 22 ऊर्जा रिएक्टरों में से 14 को IAEA सुरक्षा उपायों के तहत रखा, जबकि 8 रिएक्टर और अन्य सुविधाओं को रणनीतिक उद्देश्यों के लिए बाहर रखा।
• आयातित यूरेनियम शर्त: आपूर्तिकर्ता देशों (अमेरिका, रूस, फ्रांस, आदि) के साथ द्विपक्षीय समझौतों के अनुसार आयातित यूरेनियम या ईंधन का उपयोग करने वाले किसी भी रिएक्टर को IAEA सुरक्षा उपायों के तहत होना चाहिए।
• घरेलू यूरेनियम: भारतीय खानों (झारखंड, आंध्र प्रदेश) से स्वदेशी यूरेनियम का उपयोग करने वाले रिएक्टर सुरक्षा उपायों से बाहर रहते हैं, जो भारत के तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम और हथियार क्षमता को संरक्षित करते हैं।
• तीन-चरणीय कार्यक्रम: ऊर्जा सुरक्षा प्राप्त करने के लिए प्राकृतिक यूरेनियम (चरण I), प्लूटोनियम ब्रीडर रिएक्टर (चरण II), और थोरियम-U233 चक्र (चरण III) का उपयोग करने वाली भारत की अनूठी परमाणु रणनीति।
• रणनीतिक स्वायत्तता: यह पृथक्करण भारत को अंतर्राष्ट्रीय परमाणु वाणिज्य और प्रौद्योगिकी तक पहुंच प्राप्त करते हुए अपनी न्यूनतम विश्वसनीय परमाणु निवारक क्षमता बनाए रखने की अनुमति देता है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — केवल 1 और 3

ब्लॉकचेन एक विकेंद्रीकृत, वितरित बहीखाता प्रौद्योगिकी है जहां डेटा पारदर्शी और सार्वजनिक रूप से निरीक्षण योग्य होता है, फिर भी कोई एकल इकाई नेटवर्क को नियंत्रित नहीं करती है। जबकि ब्लॉकचेन ने क्रिप्टोकरेंसी के माध्यम से प्रसिद्धि प्राप्त की, इसके अनुप्रयोग डिजिटल मुद्राओं से कहीं आगे आपूर्ति श्रृंखला प्रबंधन, स्मार्ट अनुबंध, स्वास्थ्य रिकॉर्ड और अन्य क्षेत्रों तक विस्तृत हैं।

✅ कथन 1 – सही: ब्लॉकचेन एक सार्वजनिक, वितरित बहीखाते के रूप में कार्य करता है जिसका कोई भी निरीक्षण कर सकता है, लेकिन यह केंद्रीकृत नियंत्रण के बिना संचालित होता है और नोड्स के नेटवर्क द्वारा बनाए रखा जाता है।
❌ कथन 2 – गलत: ब्लॉकचेन की संरचना केवल क्रिप्टोकरेंसी डेटा तक सीमित नहीं है; यह अनुबंध, पहचान रिकॉर्ड, आपूर्ति श्रृंखला डेटा और मतदान रिकॉर्ड सहित किसी भी प्रकार की डिजिटल जानकारी को रिकॉर्ड और सत्यापित कर सकता है।
✅ कथन 3 – सही: ब्लॉकचेन की ओपन-सोर्स और विकेंद्रीकृत प्रकृति डेवलपर्स को इसकी मुख्य विशेषताओं—पारदर्शिता, अपरिवर्तनीयता और विकेंद्रीकरण—का लाभ उठाते हुए अनुप्रयोग (DApps) बनाने की अनुमति देती है, बिना किसी केंद्रीय प्राधिकरण से अनुमति की आवश्यकता के।

📝 संक्षिप्त नोट्स: ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकी

• परिभाषा: एक वितरित, विकेंद्रीकृत बहीखाता जो कई कंप्यूटरों पर लेनदेन को इस तरह रिकॉर्ड करता है कि रिकॉर्ड अपरिवर्तनीय और पारदर्शी बन जाते हैं।
• मुख्य विशेषताएं: विकेंद्रीकरण (नियंत्रण का कोई एकल बिंदु नहीं), पारदर्शिता (सार्वजनिक निरीक्षण), अपरिवर्तनीयता (रिकॉर्ड को पूर्वव्यापी रूप से बदला नहीं जा सकता), सुरक्षा (क्रिप्टोग्राफिक हैशिंग)।
• संरचना: डेटा ब्लॉक में संग्रहीत होता है, प्रत्येक में लेनदेन डेटा, टाइमस्टैम्प और पिछले ब्लॉक का क्रिप्टोग्राफिक हैश होता है, जो एक श्रृंखला बनाता है।
• क्रिप्टोकरेंसी से परे अनुप्रयोग: आपूर्ति श्रृंखला ट्रैकिंग, स्मार्ट अनुबंध, डिजिटल पहचान सत्यापन, स्वास्थ्य रिकॉर्ड प्रबंधन, मतदान प्रणाली, भूमि रजिस्ट्री और बौद्धिक संपदा संरक्षण।
• प्रकार: सार्वजनिक ब्लॉकचेन (अनुमति रहित, जैसे बिटकॉइन), निजी ब्लॉकचेन (अनुमति प्राप्त, प्रतिबंधित पहुंच), और हाइब्रिड ब्लॉकचेन (दोनों का संयोजन)।
• सहमति तंत्र: प्रूफ ऑफ वर्क (PoW), प्रूफ ऑफ स्टेक (PoS), प्रैक्टिकल बीजान्टिन फॉल्ट टॉलरेंस (PBFT), और अन्य लेनदेन वैधता पर नेटवर्क सहमति सुनिश्चित करते हैं।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — 1, 2 और 3

जीनोम संपादन और स्टेम सेल प्रौद्योगिकियों से संबंधित तीनों कथन वैज्ञानिक रूप से सही हैं और जैव प्रौद्योगिकी में वर्तमान क्षमताओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।

✅ कथन 1 – सही: CRISPR-Cas9 जैसी प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके जर्मलाइन जीन संपादन द्वारा जनन कोशिकाओं (अंडाणु या शुक्राणु) में आनुवंशिक परिवर्तन किए जा सकते हैं, जिससे ये संशोधन वंशानुगत बन जाते हैं और भावी पीढ़ियों में संचारित होते हैं।

✅ कथन 2 – सही: जन्म से पूर्व प्रारंभिक भ्रूणीय अवस्था (युग्मनज या ब्लास्टोसिस्ट अवस्था) में जीनोम संपादन किया जा सकता है, जो वंशानुगत रोगों का कारण बनने वाले आनुवंशिक उत्परिवर्तनों को सुधारने की अनुमति देता है।

✅ कथन 3 – सही: मानव प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं (hiPSCs) को सूअर के भ्रूण में इंजेक्ट करके मानव-पशु काइमेरा बनाए जा सकते हैं, यह तकनीक अंग विकास का अध्ययन करने और मानव अंग प्रत्यारोपण की संभावनाओं का पता लगाने के लिए अनुसंधान में उपयोग की जाती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: जीनोम संपादन और स्टेम सेल प्रौद्योगिकियाँ

• CRISPR-Cas9: एक क्रांतिकारी जीन-संपादन उपकरण जो जीवित जीवों में DNA अनुक्रमों में सटीक संशोधन की अनुमति देता है, जिससे आनुवंशिक दोषों का लक्षित सुधार संभव होता है।
• जर्मलाइन संपादन: जनन कोशिकाओं (अंडाणु, शुक्राणु) या प्रारंभिक भ्रूणों में किए गए संशोधन जो वंशानुगत होते हैं और भावी पीढ़ियों में संचारित होते हैं, जो महत्वपूर्ण नैतिक चिंताएं उठाते हैं।
• सोमैटिक जीन संपादन: गैर-प्रजनन कोशिकाओं में किए गए परिवर्तन जो केवल व्यक्ति को प्रभावित करते हैं और संतानों में संचारित नहीं होते।
• प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाएँ (iPSCs): वयस्क कोशिकाएँ जिन्हें भ्रूणीय जैसी प्लुरिपोटेंट अवस्था में पुनःप्रोग्राम किया जाता है, जो शरीर में किसी भी कोशिका प्रकार में विभेदित होने में सक्षम होती हैं।
• काइमेरा: दो विभिन्न प्रजातियों की कोशिकाओं वाले जीव; मानव-पशु काइमेरा का उपयोग रोग तंत्र और अंग विकास का अध्ययन करने के लिए अनुसंधान में किया जाता है।
• नैतिक चिंताएँ: जर्मलाइन संपादन और काइमेरा अनुसंधान मानव गरिमा, अनपेक्षित परिणामों, पहुँच में समानता और डिजाइनर शिशुओं के निर्माण के बारे में प्रश्न उठाते हैं।
• विनियामक स्थिति: कई देशों ने मनुष्यों में जर्मलाइन संपादन पर प्रतिबंध लगाया है या सख्त नियंत्रण किया है, हालांकि चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए नियंत्रित सेटिंग्स में अनुसंधान जारी है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 4 — संतानों में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों की रोकथाम

प्रोन्यूक्लियर ट्रांसफर एक माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा तकनीक है जिसका उपयोग माँ से बच्चे में माइटोकॉन्ड्रियल रोगों के संचरण को रोकने के लिए किया जाता है। इस तकनीक में दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया वाले निषेचित अंडे से प्रोन्यूक्लियाई (संलयन से पहले अंडे और शुक्राणु दोनों के नाभिक) को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके अपने प्रोन्यूक्लियाई हटा दिए गए होते हैं। यह बच्चे को जैविक माता-पिता से परमाणु DNA विरासत में लेने की अनुमति देता है जबकि दाता से स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रियल DNA प्राप्त करता है, जिससे माइटोकॉन्ड्रियल रोगों की रोकथाम होती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन चिकित्सा

• माइटोकॉन्ड्रिया: परमाणु DNA से अलग अपने स्वयं के DNA (mtDNA) वाले कोशिकीय अंगक; mtDNA में उत्परिवर्तन मांसपेशियों, तंत्रिकाओं, मस्तिष्क और अन्य अंगों को प्रभावित करने वाले वंशानुगत माइटोकॉन्ड्रियल रोग उत्पन्न करते हैं।
• प्रोन्यूक्लियर ट्रांसफर (PNT): दो मुख्य माइटोकॉन्ड्रियल प्रतिस्थापन तकनीकों में से एक; निषेचित अंडे से प्रोन्यूक्लियाई को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित करना शामिल है।
• मैटरनल स्पिंडल ट्रांसफर (MST): निषेचन से पहले की जाने वाली वैकल्पिक तकनीक; माँ के अंडे से परमाणु DNA को स्वस्थ माइटोकॉन्ड्रिया वाले दाता अंडे में स्थानांतरित किया जाता है।
• तीन-माता-पिता का बच्चा: परिणामी बच्चे में जैविक माता-पिता से परमाणु DNA और दाता से माइटोकॉन्ड्रियल DNA होता है (कुल DNA का <0.1% योगदान)।
• नैतिक और कानूनी स्थिति: पहली बार यूके में स्वीकृत (2015); सीमित देशों में किया गया; आनुवंशिक संशोधन और जर्मलाइन संपादन के बारे में नैतिक बहस उठाता है।
• अनुप्रयोग: ली सिंड्रोम, MELAS और केर्न्स-सायरे सिंड्रोम जैसे गंभीर माइटोकॉन्ड्रियल रोगों को संतानों में जाने से रोकता है।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 3 — केवल 1 और 3

यह प्रश्न पादप और जंतु कोशिकाओं के बीच मौलिक संरचनात्मक अंतरों का परीक्षण करता है। कथन 2 गलत है क्योंकि पादप और जंतु दोनों कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली होती है, जो सभी कोशिकाओं की एक सार्वभौमिक विशेषता है।

✅ कथन 1 – सही: पादप कोशिकाओं में संरचनात्मक सहारे और सुरक्षा के लिए कठोर सेलुलोज कोशिका भित्ति होती है, जबकि जंतु कोशिकाओं में कोशिका भित्ति नहीं होती और केवल लचीली प्लाज्मा झिल्ली होती है।

❌ कथन 2 – गलत: पादप और जंतु दोनों कोशिकाओं में प्लाज्मा झिल्ली (कोशिका झिल्ली) होती है; यह सभी जीवित कोशिकाओं में मौजूद एक मौलिक विशेषता है, जो कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों की गति को नियंत्रित करती है।

✅ कथन 3 – सही: परिपक्व पादप कोशिकाओं में आमतौर पर जल, पोषक तत्वों और अपशिष्ट के भंडारण के लिए एक बड़ी केंद्रीय रिक्तिका होती है, जबकि जंतु कोशिकाओं में कई छोटी रिक्तिकाएं होती हैं जो कम प्रमुख होती हैं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: पादप बनाम जंतु कोशिकाएं

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 3 — केवल 1, 3 और 4

दृश्य प्रकाश संचार (VLC) एक ऑप्टिकल वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी है जो डेटा संचरण के लिए दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम का उपयोग करती है। कथन 1, 3 और 4 VLC की विशेषताओं का सही वर्णन करते हैं, जबकि कथन 2 इसे लंबी दूरी के संचार के रूप में गलत तरीके से वर्गीकृत करता है।

✅ कथन 1 – सही: VLC दृश्य प्रकाش स्पेक्ट्रम की 375 nm (बैंगनी) से 780 nm (लाल) की सीमा में काम करता है, जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के अंतर्गत आता है।

❌ कथन 2 – गलत: VLC एक लघु-दूरी की ऑप्टिकल वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी है, जो आमतौर पर एक कमरे या दृष्टि-रेखा क्षेत्रों के भीतर की दूरी तक सीमित होती है, लंबी दूरी का संचार नहीं।

✅ कथन 3 – सही: VLC ब्लूटूथ की तुलना में काफी तेज डेटा संचरण गति प्राप्त कर सकता है, जिसमें ब्लूटूथ के अधिकतम लगभग 50 Mbps की तुलना में कई Gbps तक की संभावित गति होती है।

✅ कथन 4 – सही: चूंकि VLC रेडियो आवृत्तियों के बजाय प्रकाश तरंगों का उपयोग करता है, यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) उत्पन्न नहीं करता है या इससे प्रभावित नहीं होता है, जो इसे अस्पतालों और विमानों जैसे संवेदनशील वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: दृश्य प्रकाश संचार (VLC)

• प्रौद्योगिकी आधार: मानव आंख को अगोचर तीव्र प्रकाश तीव्रता मॉड्यूलेशन के माध्यम से डेटा संचारित करने के लिए LED बल्बों का उपयोग करता है
• स्पेक्ट्रम सीमा: 375-780 nm तरंगदैर्घ्य (दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम) में संचालित होता है
• गति: 100 Mbps से लेकर कई Gbps तक की डेटा दरें प्राप्त कर सकता है, जो WiFi और ब्लूटूथ से बहुत तेज है
• सीमा: लघु-दूरी की प्रौद्योगिकी, आमतौर पर दृष्टि-रेखा स्थितियों में 10 मीटर के भीतर प्रभावी
• लाभ: कोई विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप नहीं, उच्च सुरक्षा (प्रकाश दीवारों को भेद नहीं सकता), ऊर्जा कुशल, मौजूदा LED बुनियादी ढांचे का उपयोग करता है
• सीमाएं: दृष्टि-रेखा की आवश्यकता होती है, परिवेशी प्रकाश से प्रभावित होता है, अपारदर्शी वस्तुओं के माध्यम से काम नहीं कर सकता
• अनुप्रयोग: इनडोर नेविगेशन, पानी के नीचे संचार, संवेदनशील क्षेत्रों में सुरक्षित डेटा स्थानांतरण, वाहन-से-वाहन संचार
• Li-Fi: एक संबंधित प्रौद्योगिकी जो उच्च गति वायरलेस इंटरनेट कनेक्टिविटी के लिए VLC का उपयोग करती है

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 3 — केवल 1, 3 और 4

कार्बन नैनोट्यूब (CNTs) अद्वितीय गुणों वाली बेलनाकार नैनोसंरचनाएं हैं जो उन्हें दवा वितरण, जैवसंवेदन और कुछ परिस्थितियों में जैव निम्नीकरण सहित जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं। कथन 2 गलत है क्योंकि CNTs को विश्वसनीय रूप से कार्यात्मक कृत्रिम रक्त केशिकाओं में नहीं बनाया जा सकता है—यह अनुप्रयोग प्रयोगात्मक बना हुआ है और इसमें मान्य नैदानिक उपयोग का अभाव है।

✅ कथन 1 – सही: CNTs को दवाओं और प्रतिजनों के साथ कार्यात्मक बनाया जा सकता है, जिससे वे जैविक झिल्लियों को पार करने की क्षमता के कारण मानव शरीर में लक्षित वितरण के लिए प्रभावी वाहक बन जाते हैं।

❌ कथन 2 – गलत: हालांकि CNTs को ऊतक इंजीनियरिंग स्कैफोल्ड्स में खोजा गया है, इन्हें कार्यात्मक कृत्रिम रक्त केशिकाओं में नहीं बनाया जा सकता क्योंकि इनके लिए सटीक जैविक अनुकूलता, लचीलापन और पारगम्यता की आवश्यकता होती है जो अकेले CNTs दोहरा नहीं सकते।

✅ कथन 3 – सही: CNTs में उच्च सतह-से-आयतन अनुपात और अद्वितीय विद्युत गुण होते हैं, जो उन्हें जैव रासायनिक संवेदकों के लिए आदर्श बनाते हैं जो ग्लूकोज, प्रोटीन और DNA जैसे जैव अणुओं का उच्च संवेदनशीलता के साथ पता लगाते हैं।

✅ कथन 4 – सही: शोध से पता चला है कि CNTs को मानव न्यूट्रोफिल में पाए जाने वाले माइलोपेरोक्सिडेज (MPO) जैसे ऑक्सीडेटिव एंजाइमों द्वारा जैव निम्नीकृत किया जा सकता है, हालांकि जैव निम्नीकरणीयता CNT प्रकार, संरचना और सतह कार्यात्मकीकरण पर निर्भर करती है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: कार्बन नैनोट्यूब

• संरचना: ग्राफीन की लुढ़की हुई शीटों से बनी बेलनाकार नैनोसंरचनाएं, जिनका व्यास नैनोमीटर में और लंबाई माइक्रोमीटर तक होती है।
• प्रकार: एकल-भित्ति कार्बन नैनोट्यूब (SWCNTs) और बहु-भित्ति कार्बन नैनोट्यूब (MWCNTs)।
• गुण: असाधारण यांत्रिक शक्ति, उच्च विद्युत और तापीय चालकता, उच्च सतह क्षेत्र, और कार्यात्मक बनाए जाने की क्षमता।
• जैव चिकित्सा अनुप्रयोग: दवा वितरण प्रणाली, जीन थेरेपी वाहक, जैवसंवेदक, ऊतक इंजीनियरिंग स्कैफोल्ड्स, और इमेजिंग कंट्रास्ट एजेंट।
• दवा वितरण: चिकित्सीय एजेंटों को ले जाने और विशिष्ट कोशिकाओं को लक्षित करने के लिए कार्यात्मक बनाया जा सकता है, जिससे दवा की प्रभावकारिता में सुधार होता है और दुष्प्रभाव कम होते हैं।
• जैवसंवेदक: उच्च संवेदनशीलता के साथ ग्लूकोज, कोलेस्ट्रॉल, DNA, प्रोटीन और रोगजनकों का पता लगाने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल और ऑप्टिकल सेंसर में उपयोग किया जाता है।
• जैव निम्नीकरणीयता बहस: कुछ अध्ययन पेरोक्सिडेज द्वारा एंजाइमेटिक निम्नीकरण दिखाते हैं, लेकिन जैव निम्नीकरणीयता CNT संरचना, कार्यात्मकीकरण और पर्यावरणीय परिस्थितियों के साथ भिन्न होती है; जैविक प्रणालियों में स्थिरता एक चिंता का विषय बनी हुई है।
• चुनौतियां: संभावित विषाक्तता, जैव अनुकूलता के मुद्दे, जैविक तरल पदार्थों में एकत्रीकरण, और बड़े पैमाने पर उत्पादन और कार्यात्मकीकरण के लिए मानकीकृत विधियों की कमी।

Detailed Explanation:

उत्तर: विकल्प 1 — डिजिटल सुरक्षा अवसंरचना

पब्लिक की इंफ्रास्ट्रक्चर (PKI) भारत में विशेष रूप से डिजिटल सुरक्षा अवसंरचना के लिए उपयोग किया जाने वाला एक व्यापक ढांचा है। यह डिजिटल प्रमाणपत्रों, प्रमाणपत्र प्राधिकरणों और क्रिप्टोग्राफिक कुंजी जोड़ों (सार्वजनिक और निजी कुंजी) के माध्यम से सुरक्षित इलेक्ट्रॉनिक संचार और लेनदेन को सक्षम बनाता है, जो डिजिटल डेटा के प्रमाणीकरण, गोपनीयता, अखंडता और अस्वीकरण-रोधी सुनिश्चित करता है।

📝 संक्षिप्त नोट्स: पब्लिक की इंफ्रास्ट्रक्चर (PKI)

• परिभाषा: PKI भूमिकाओं, नीतियों, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर और प्रक्रियाओं का एक समूह है जो डिजिटल प्रमाणपत्रों को बनाने, प्रबंधित करने, वितरित करने, उपयोग करने, संग्रहीत करने और रद्द करने तथा सार्वजनिक-कुंजी एन्क्रिप्शन को प्रबंधित करने के लिए आवश्यक है।
• घटक: इसमें प्रमाणपत्र प्राधिकरण (CA), पंजीकरण प्राधिकरण (RA), डिजिटल प्रमाणपत्र, प्रमाणपत्र भंडार और प्रमाणपत्र निरसन सूची (CRL) शामिल हैं।
• कार्य: यह कुंजियों की एक जोड़ी के साथ असममित क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करता है - सार्वजनिक कुंजी (खुले तौर पर साझा) और निजी कुंजी (गुप्त रखी गई) एन्क्रिप्शन और डिजिटल हस्ताक्षर के लिए।
• भारत में अनुप्रयोग: ई-गवर्नेंस पहलों, डिजिटल हस्ताक्षर, सुरक्षित ईमेल, ऑनलाइन बैंकिंग, ई-कॉमर्स और आधार-आधारित प्रमाणीकरण में उपयोग किया जाता है।
• प्रमाणन प्राधिकरणों का नियंत्रक (CCA): IT अधिनियम 2000 के तहत, CCA भारत में प्रमाणन प्राधिकरणों को लाइसेंस देने और विनियमित करने वाला प्राधिकरण है।
• लाभ: डिजिटल संचार और लेनदेन में डेटा गोपनीयता, अखंडता, प्रमाणीकरण और अस्वीकरण-रोधी सुनिश्चित करता है।

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उत्तर: विकल्प 4 — इवॉल्व्ड LISA

तीन अंतरिक्ष यानों के समबाहु त्रिभुज संरचना में उड़ान भरने का विवरण, जिसकी भुजाएं दस लाख किलोमीटर लंबी हैं और माप के लिए लेजर का उपयोग करते हैं, विशिष्ट रूप से इवॉल्व्ड लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (eLISA) मिशन की पहचान करता है। यह एक प्रस्तावित अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वीय तरंग वेधशाला है जो लेजर इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करके अंतरिक्ष यानों के बीच की दूरी में सूक्ष्म परिवर्तनों को मापकर निम्न-आवृत्ति गुरुत्वीय तरंगों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन की गई है। वॉयजर और न्यू होराइजन्स एकल-अंतरिक्ष यान अन्वेषण मिशन हैं, जबकि LISA पाथफाइंडर केवल eLISA घटकों के परीक्षण के लिए एक प्रौद्योगिकी प्रदर्शक था, पूर्ण मिशन नहीं।

📝 संक्षिप्त नोट्स: गुरुत्वीय तरंग पहचान मिशन

• LISA (लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना): ESA और NASA द्वारा प्रस्तावित अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वीय तरंग पहचान की मूल अवधारणा।
• इवॉल्व्ड LISA (eLISA): समबाहु त्रिभुज संरचना में तीन अंतरिक्ष यानों के साथ पुनः डिज़ाइन किया गया संस्करण, प्रत्येक ~1 मिलियन किमी द्वारा अलग, गुरुत्वीय तरंगों का पता लगाने के लिए लेजर इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करता है।
• LISA पाथफाइंडर (2015-2017): प्रौद्योगिकी प्रदर्शन मिशन जिसने eLISA के लिए आवश्यक ड्रैग-मुक्त उड़ान और सटीक माप तकनीकों का सफलतापूर्वक परीक्षण किया।
• विन्यास: तीन समान अंतरिक्ष यान सटीक संरचना बनाए रखते हैं जबकि गुजरने वाली गुरुत्वीय तरंगों के कारण होने वाले पिकोमीटर (10⁻¹² मीटर) की दूरी परिवर्तनों को मापते हैं।
• लक्ष्य: अति विशाल ब्लैक होल के विलय, द्विआधारी तारा प्रणालियों और प्रारंभिक ब्रह्मांड घटनाओं जैसे स्रोतों से निम्न-आवृत्ति गुरुत्वीय तरंगों (0.1 mHz से 1 Hz) का पता लगाना।
• भू-आधारित समकक्ष: LIGO (लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) पृथ्वी पर उच्च-आवृत्ति गुरुत्वीय तरंगों का पता लगाता है।