जीव विज्ञान प्रकाश संश्लेषण

प्रकाश संश्लेषण क्या है?#

प्रकाश संश्लेषी वर्णक सायनोबैक्टीरिया के थाइलाकॉयड झिल्लियों में पाए जाते हैं।

प्रकाश संश्लेषी वर्णकों के प्रकार#

प्रकाश संश्लेषी वर्णकों के दो मुख्य प्रकार होते हैं:

• क्लोरोफिल हरे रंग के वर्णक होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक होते हैं। ये स्पेक्ट्रम के नीले और लाल भागों में प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और हरे प्रकाश को परावर्तित करते हैं, जिससे पौधे हरे दिखाई देते हैं।
• कैरोटीनॉयड नारंगी या पीले रंग के वर्णक होते हैं जो क्लोरोफिल को प्रकाश ऊर्जा अवशोषित करने में सहायता करते हैं। ये क्लोरोफिल को पराबैंगनी (UV) विकिरण से होने वाले नुकसान से भी बचाते हैं।

प्रकाश संश्लेषी वर्णकों की संरचना#

प्रकाश संश्लेषी वर्णक एक पोर्फिरिन सिर और एक लंबे हाइड्रोकार्बन पूंछ से बने होते हैं। पोर्फिरिन सिर एक समतल, वलयाकार अणु होता है जिसमें एक मैग्नीशियम आयन होता है। हाइड्रोकार्बन पूंछ एक लंबी, श्रृंखला जैसी अणु होती है जो वर्णक को थाइलाकॉयड झिल्ली से जोड़ने में मदद करती है।

प्रकाश संश्लेषी वर्णकों का कार्य#

प्रकाश संश्लेषी वर्णक प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को चलाने के लिए उपयोग करते हैं। प्रकाश ऊर्जा का उपयोग जल को विभाजित करने के लिए किया जाता है। हाइड्रोजन परमाणुओं का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज़ बनाने के लिए अपचयित करने में किया जाता है, जो एक चीनी है जिसे पौधे ऊर्जा के लिए उपयोग करते हैं। ऑक्सीजन परमाणु वातावरण में छोड़ दिए जाते हैं।

प्रकाश संश्लेषी वर्णकों का महत्व#

प्रकाश संश्लेषी वर्णक पृथ्वी पर जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं। ये पौधों को सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा में बदलने की अनुमति देते हैं जिसका उपयोग वे बढ़ने और प्रजनन के लिए करते हैं। प्रकाश संश्लेषी वर्णकों के बिना पौधे जीवित नहीं रह पाएंगे और संपूर्ण खाद्य श्रृंखला ढह जाएगी।

प्रकाश संश्लेषी वर्णक अद्भुत अणु हैं जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये पृथ्वी पर जीवन के लिए अत्यावश्यक हैं और प्राकृतिक जगत की अविश्वसनीय विविधता और जटिलता का प्रमाण हैं।

प्रकाश अभिक्रिया#

प्रकाश अभिक्रिया प्रकाश संश्लेषण का पहला चरण है, जो क्लोरोप्लास्ट्स की थाइलाकॉयड झिल्लियों में होता है। यह एक श्रृंखला है।

प्रकाश अभिक्रिया के चरण

प्रकाश अभिक्रिया को दो मुख्य चरणों में बाँटा जा सकता है:

1. फोटोसिस्टम II: यह प्रकाश अभिक्रिया का पहला चरण है, और यह क्लोरोप्लास्ट्स की थाइलाकॉयड झिल्लियों में होता है। इस चरण में, प्रकाश ऊर्जा का उपयोग जल अणुओं को ऑक्सीजन और प्रोटॉनों में विभाजित करने के लिए किया जाता है। ऑक्सीजन वातावरण में छोड़ दी जाती है, जबकि प्रोटॉन एटीपी उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
2. फोटोसिस्टम I: यह प्रकाश अभिक्रिया का दूसरा चरण है, और यह भी क्लोरोप्लास्ट्स की थाइलाकॉयड झिल्लियों में होता है। इस चरण में, प्रकाश ऊर्जा का उपयोग क्लोरोफिल अणुओं से इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है। ये इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला से गुजरते हैं, और अंततः वे NADP+ को NADPH में परिवर्तित करते हैं।

प्रकाश अभिक्रिया के उत्पाद

प्रकाश अभिक्रिया के उत्पाद हैं:

ऑक्सीजन: यह प्रकाशसंश्लेषण का एक उप-उत्पाद है, और इसे वायुमंडल में छोड़ा जाता है।
ATP: यह एक ऊर्जा-वाहक अणु है जो कैल्विन चक्र को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है, जो प्रकाशसंश्लेषण की प्रकाश-रहित प्रतिक्रिया है।

• NADPH: यह भी एक ऊर्जा-वाहक अणु है जो कैल्विन चक्र को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रकाश प्रतिक्रिया का महत्व

प्रकाश प्रतिक्रिया प्रकाशसंश्लेषण के लिए अत्यावश्यक है, क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज़ में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा और अपचयन शक्ति प्रदान करती है। प्रकाश प्रतिक्रिया के बिना प्रकाशसंश्लेषण संभव नहीं होगा, और पौधे अपने जीवित रहने के लिए आवश्यक भोजन का उत्पादन नहीं कर पाएंगे।

अतिरिक्त नोट्स

• प्रकाश प्रतिक्रिया को “प्रकाश-आश्रित प्रतिक्रियाएँ” या “Z-स्कीम” भी कहा जाता है।
• प्रकाश प्रतिक्रिया एक अत्यंत कुशल प्रक्रिया है, और यह अवशोषित प्रकाश ऊर्जा का 100% तक रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण कर सकती है।
• प्रकाश प्रतिक्रिया वातावरण के लिए भी अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने और ऑक्सीजन का उत्पादन करने में मदद करती है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली#

इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली (ETS), जिसे श्वसन श्रृंखला भी कहा जाता है, प्रोटीन परिसरों की एक श्रृंखला है जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होती है। यह कोशिकीय श्वसन के अंतिम चरण के लिए उत्तरदायी है, जहाँ ग्लूकोज़ के ऑक्सीकरण से मुक्त ऊर्जा का उपयोग ATP उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली के घटक

ETS चार प्रोटीन परिसरों से बनी होती है:

• कॉम्प्लेक्स I (NADH-CoQ रिडक्टेस): यह कॉम्प्लेक्स NADH से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है, जो ग्लाइकोलिसिस और सिट्रिक एसिड चक्र के दौरान उत्पन्न होता है। फिर इलेक्ट्रॉन कोएंजाइम Q (CoQ) में स्थानांतरित होते हैं।
• कॉम्प्लेक्स II (सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज): यह कॉम्प्लेक्स सक्सिनेट से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है, जो सिट्रिक एसिड चक्र के दौरान उत्पन्न होता है। फिर इलेक्ट्रॉन CoQ में स्थानांतरित होते हैं।
• कॉम्प्लेक्स III (साइटोक्रोम c रिडक्टेस): यह कॉम्प्लेक्स CoQ से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है और उन्हें साइटोक्रोम c में स्थानांतरित करता है।
• कॉम्प्लेक्स IV (साइटोक्रोम c ऑक्सिडेस): यह कॉम्प्लेक्स साइटोक्रोम c से इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है और उन्हें ऑक्सीजन में स्थानांतरित करता है, जो पानी में अपचयित हो जाती है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली का तंत्र

ETS लाल-ऑक्स (redox) अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला द्वारा कार्य करती है, जिसमें इलेक्ट्रॉन एक अणु से दूसरे अणु में स्थानांतरित होते हैं। इन अभिक्रियाओं से निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग प्रोटॉन को आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार पंप करने के लिए किया जाता है, जिससे एक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनता है। यह ग्रेडिएंट फिर ATP सिंथेस द्वारा ATP के संश्लेषण को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है।

ETS की समग्र अभिक्रिया है:

$\ce{ NADH + H+ + 1/2 O2 → NAD+ + H2O + 2H+ + 2e- }$

इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली का महत्व

ETS ATP के उत्पादन के लिए आवश्यक है, जो कोशिका की प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा है। ETS के बिना, कोशिकाएं अपनी ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त ATP का उत्पादन नहीं कर पाएंगी और अंततः मर जाएंगी।

ATP उत्पादन में अपनी भूमिका के अतिरिक्त, ETS प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के उत्पादन में भी भूमिका निभाता है। ROS ऐसे अणु होते हैं जिनमें ऑक्सीजन होती है और वे अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं। वे कोशिकाओं और DNA को नुकसान पहुँचा सकते हैं, और माना जाता है कि वे उम्र बढ़ने और कैंसर में भूमिका निभाते हैं। हालाँकि, ROS सिग्नलिंग और प्रतिरक्षा कार्य के लिए भी महत्वपूर्ण हैं। ETS ROS के उत्पादन को नियंत्रित करने में मदद करता है, यह सुनिश्चित करता है कि कोशिकाओं को अपने कार्यों को नुकसान पहुँचाए बिना पर्याप्त ROS मिलें।

रसायन-ऑस्मोटिक परिकल्पना#

रसायन-ऑस्मोटिक परिकल्पना एक सिद्धांत है जो यह बताता है कि कोशिकाएं एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP), कोशिका की प्राथमिक ऊर्जा मुद्रा, कैसे उत्पन्न करती हैं। इसे ब्रिटिश जैव-रसायनज्ञ पीटर मिचेल ने 1961 में प्रस्तावित किया था।

मुख्य बिंदु

• रसायन-ऑस्मोटिक परिकल्पना कहती है कि ATP तब उत्पन्न होता है जब एक झिल्ली के पार प्रोटॉन प्रवाह ग्रेडिएंट बनाया जाता है, और यह ग्रेडिएंट ATP सिंथेस द्वारा ATP के संश्लेषण को चलाता है।
• प्रोटॉन ग्रेडिएंट इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला द्वारा बनाया जाता है, जो प्रोटॉनों को माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स से इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में पंप करती है।
• प्रोटॉन ग्रेडिएंट ATP सिंथेस द्वारा ATP के संश्लेषण को चलाने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है, जो प्रोटॉन ग्रेडिएंट की ऊर्जा का उपयोग कर ADP को फॉस्फोरिलेट कर ATP बनाता है।

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला प्रोटीन संकुलों की एक श्रृंखला है जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होती है। ये संकुल NADH और FADH2 के ऑक्सीकरण से मुक्त ऊर्जा का उपयोग करके प्रोटॉनों को माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स से इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में पंप करते हैं।

प्रोटॉन ग्रेडिएंट

प्रोटॉन ग्रेडिएंट किसी झिल्ली के पार प्रोटॉनों की सांद्रता में अंतर है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली के मामले में, इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में प्रोटॉन की सांद्रता माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स की तुलना में अधिक होती है।

ATP सिंथेस

ATP सिंथेस एक प्रोटीन संकुल है जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में स्थित होता है। यह प्रोटॉन ग्रेडिएंट की ऊर्जा का उपयोग करके ADP को फॉस्फोरिलेट करके ATP बनाता है।

समग्र प्रक्रिया

रसायन-ऑस्मोटिक परिकल्पना को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला प्रोटॉनों को इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में पंप करता है, जिससे एक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनता है। 2. प्रोटॉन ग्रेडिएंट ATP के संश्लेषण को चलाने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है, जिसे ATP सिंथेस द्वारा किया जाता है; यह प्रोटॉन ग्रेडिएंट की ऊर्जा का उपयोग करके ADP को फॉस्फोरिलेट करके ATP बनाता है।

रसायन-ऑस्मोटिक परिकल्पना जैव रसायन की एक मौलिक अवधारणा है और यह समझने के लिए आवश्यक है कि कोशिकाएं ATP कैसे उत्पन्न करती हैं।

कैल्विन चक्र#

गहरा प्रतिक्रिया, जिसे कैल्विन चक्र या प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएं भी कहा जाता है, प्रकाशसंश्लेषण का दूसरा चरण है। यह क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है और इसे सीधे प्रकाश ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, यह प्रकाश प्रतिक्रिया के दौरान उत्पन्न ATP और NADPH का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज और अन्य कार्बनिक अणुओं में परिवर्तित करता है।

कैल्विन चक्र के चरण

प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रिया को निम्नलिखित चरणों में संक्षेपित किया जा सकता है:

1. कार्बन निर्धारण: वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड क्लोरोप्लास्ट में विसरित होता है और रिब्युलोज़ 1,5-बिस्फॉस्फेट (RuBP) से मिलकर दो अणु 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) बनाता है। यह अभिक्रिया एंजाइम रिब्युलोज़ 1,5-बिस्फॉस्फेट कार्बॉक्सिलेज़/ऑक्सीजनेज़ (Rubisco) द्वारा उत्प्रेरित होती है।
2. निर्वातन: 3-PGA अणुओं को ATP और NADPH का उपयोग कर ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट (G3P) में निर्वातित किया जाता है। यह अभिक्रिया एंजाइम ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है।
3. RuBP का पुनरुत्पादन: G3P के एक अणु का उपयोग RuBP को पुनरुत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जो फिर एक और कार्बन निर्धारण चक्र में भाग लेने के लिए उपलब्ध होता है। यह अभिक्रिया एंजाइम रिब्युलोज़ बिस्फॉस्फेट कार्बॉक्सिलेज़/ऑक्सीजनेज़ (RuBisCO) द्वारा उत्प्रेरित होती है।
4. ग्लूकोज़ और अन्य कार्बनिक अणुओं का निर्माण: शेष G3P अणुओं का उपयोग ग्लूकोज़ और अन्य कार्बनिक अणुओं, जैसे सुक्रोज़, स्टार्च और अमीनो अम्लों, के संश्लेषण के लिए किया जा सकता है। ये अभिक्रियाएँ विभिन्न एंजाइमों, जिनमें ग्लूकोज़-6-फॉस्फेट आइसोमरेज़, फॉस्फोफ्रुक्टोकाइनेज़ और सुक्रोज़ फॉस्फेट सिंथेस शामिल हैं, द्वारा उत्प्रेरित होती हैं।

डार्क अभिक्रिया का महत्व

प्रकाश-आश्रित अभिक्रिया प्रकाशसंश्लेषण के लिए आवश्यक है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज़ और अन्य कार्बनिक अणुओं में परिवर्तित करती है जिनका उपयोग पौधे वृद्धि और ऊर्जा उत्पादन के लिए कर सकते हैं। प्रकाश-आश्रित अभिक्रिया के बिना पौधे जीवित नहीं रह पाएंगे।

डार्क अभिक्रिया को प्रभावित करने वाले कारक

अंधेरे अभिक्रिया की दर कई कारकों से प्रभावित होती है, जिनमें शामिल हैं:

• प्रकाश की तीव्रता: अंधेरी अभिक्रिया प्रकाश अभिक्रिया के दौरान बने ATP और NADPH पर निर्भर करती है। इसलिए, प्रकाश की तीव्रता बढ़ने के साथ अंधेरी अभिक्रिया की दर भी बढ़ती है। अंधेरी अभिक्रिया तापमान से भी प्रभावित होती है। अंधेरी अभिक्रिया के लिए इष्टतम तापमान लगभग 25 से 30 डिग्री सेल्सियस होता है।
• कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता: कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता बढ़ने के साथ अंधेरी अभिक्रिया की दर बढ़ती है। जल की उपलब्धता: अंधेरी अभिक्रिया ATP और NADPH बनाने के लिए जल की आवश्यकता होती है। इसलिए, जल की उपलब्धता घटने के साथ अंधेरी अभिक्रिया की दर घट जाती है।

कैल्विन चक्र प्रकाश संश्लेषण का एक आवश्यक भाग है जो कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज और अन्य कार्बनिक अणुओं में बदलता है। यह प्रकाश की तीव्रता, तापमान, कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता और जल की उपलब्धता सहित कई कारकों से प्रभावित होता है।

CAM चक्र (सिट्रिक अम्ल चक्र या क्रेब्स चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल चक्र)

CAM चक्र, जिसे सिट्रिक अम्ल चक्र, क्रेब्स चक्र या ट्राइकार्बोक्सिलिक अम्ल चक्र भी कहा जाता है, कोशिकाओं की माइटोकॉन्ड्रिया में होने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला है। यह कोशिकीय श्वसन का एक केंद्रीय भाग है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कोशिकाएं भोजन से ऊर्जा उत्पन्न करती हैं।

CAM चक्र की शुरुआत मैलिक अम्ल, एक चार-कार्बन यौगिक, के दो पाइरुवेट अणुओं में विघटन से होती है। यह प्रक्रिया कोशिका के कोपलाज्म में होती है। पाइरुवेट अणुओं को फिर माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानांतरित किया जाता है, जहाँ वे क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते हैं।

CAM चक्र में चार चरण होते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है। चक्र के चरण इस प्रकार हैं:

ऑक्सालोएसीटेट एसिटिल-CoA के साथ प्रतिक्रिया कर सिट्रेट बनाता है। एकोनिटेज:** आइसोसिट्रेट सिट्रेट में परिवर्तित होता है। 3. आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज़: आइसोसिट्रेट ऑक्सीकृत होकर α-कीटोग्लूटरेट बनाता है, जिससे NADH और CO₂ उत्पन्न होते हैं। α-कीटोग्लूटरेट डिहाइड्रोजनेज़: α-कीटोग्लूटरेट ऑक्सीकृत होकर सक्सिनिल-CoA बनाता है, जिससे NADH, CO₂, और GTP उत्पन्न होते हैं। 5. सक्सिनिल-CoA सिंथेटेज़: सक्सिनिल-CoA सक्सिनेट में परिवर्तित होता है, जिससे GTP उत्पन्न होता है। 6. सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज़: सक्सिनेट ऑक्सीकृत होकर फ्यूमरेट बनाता है, जिससे FADH₂ उत्पन्न होता है। 7. फ्यूमरेज़: फ्यूमरेट मैलेट में परिवर्तित होता है। 8. मैलेट डिहाइड्रोजनेज़: मैलेट ऑक्सीकृत होकर ऑक्सालोएसीटेट बनाता है, जिससे NADH उत्पन्न होता है। ऑक्सालोएसीटेट: ऑक्सालोएसीटेट एसिटिल-CoA के साथ प्रतिक्रिया कर सिट्रेट बनाता है, जिससे चक्र की शुरुआत होती है।

CAM चक्र एक निरंतर चक्र है, जिसमें एक चरण के उत्पाद अगले चरण के प्रतिक्रियागत होते हैं। यह चक्र उच्च-ऊर्जा अणुओं की एक संख्या उत्पन्न करता है, जिनमें मैलिक अम्ल और GTP शामिल हैं। ये अणु ATP, कोशिका की ऊर्जा मुद्रा, उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

CAM चक्र प्रकाशसंश्लेषण और ऊर्जा उत्पादन के लिए अत्यावश्यक है। यह लिपिड और अमीनो अम्लों के संश्लेषण सहित अनेक अन्य कोशिकीय प्रक्रियाओं में भी संलग्न है।

CAM चक्र का नियमन

CAM चक्र का नियमन ऑक्सीजन की उपलब्धता, ATP और NADH के स्तर तथा विभिन्न एंजाइमों की सक्रियता सहित अनेक कारकों द्वारा होता है।

जब ऑक्सीजन सांद्रता कम होती है, तो CAM चक्र धीमा पड़ जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला, जो ATP उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करती है, ठीक से कार्य नहीं कर पाती। परिणामस्वरूप NADH और FADH₂ का स्तर बढ़ जाता है, जो कैल्विन चक्र के चरणों को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों को अवरुद्ध करता है।

जब ATP सांद्रता उच्च होती है, तब भी CAM चक्र धीमा हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ATP चक्र के प्रथम चरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम, साइट्रेट सिंथेस, को अवरुद्ध करता है।

जब NADH सांद्रता उच्च होती है, तब भी CAM चक्र धीमा पड़ जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि NADH चक्र के तीसरे चरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम, पाइरुवेट काइनेज, को अवरुद्ध करता है।

CAM चक्र के चरणों को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों की सक्रियता अब्सिसिक अम्ल, साइटोकाइनिन और ऑक्सिन सहित अनेक हार्मोनों द्वारा भी नियमित होती है। ये हार्मोन पौधे की आवश्यकताओं के अनुसार एंजाइमों की सक्रियता को उत्तेजित या अवरुद्ध कर सकते हैं।

CAM चक्र का महत्व

CAM चक्र प्रकाश-संश्लेषण और ऊर्जा उत्पादन के लिए अनिवार्य है। यह लिपिड और अमीनो अम्लों के संश्लेषण सहित अनेक अन्य कोशिकीय प्रक्रियाओं में भी संलग्न है। CAM चक्र एक जटिल और कड़ाई से नियंत्रित प्रक्रिया है जो कोशिकाओं के समुचित कार्य के लिए अनिवार्य है।

प्रकाश-संश्लेषण, क्लोरोप्लास्ट की संरचना, प्रकाश एवं अंधेरे की अभिक्रियाएँ – प्रायः पूछे जाने वाले प्रश्न#

1. प्रकाश-संश्लेषण क्या है? प्रकाश-संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसमें पौधे और अन्य जीव सूर्य की ऊर्जा का उपयोग कर कार्बन डाइऑक्साइड और जल को ग्लूकोज और ऑक्सीजन में रूपांतरित करते हैं।

2. प्रकाश-संश्लेषण के दो मुख्य चरण कौन-से हैं? प्रकाश-संश्लेषण के दो मुख्य चरण प्रकाश अभिक्रियाएँ और कैल्विन चक्र हैं।

3. प्रकाश अभिक्रियाओं में क्या होता है? प्रकाश अभिक्रियाओं में प्रकाश ऊर्जा का उपयोग कर जल अणुओं को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विघटित किया जाता है। हाइड्रोजन परमाणु NADP+ को NADPH में अपचयित करने के लिए प्रयुक्त होते हैं और ऑक्सीजन परमाणु अपशिष्ट उत्पाद के रूप में मुक्त होते हैं।

4. अंधेरे की अभिक्रियाओं में क्या होता है? अंधेरे की अभिक्रियाओं में NADPH से प्राप्त हाइड्रोजन परमाणु और कार्बन डाइऑक्साइड से प्राप्त कार्बन परमाणु ग्लूकोज संश्लेषित करने के लिए प्रयुक्त होते हैं।

क्लोरोप्लास्ट की संरचना#

5. क्लोरोप्लास्ट क्या है? क्लोरोप्लास्ट पौधे की कोशिकाओं में पाया जाने वाला एक सूक्ष्म कोशिकांग है जो प्रकाश-संश्लेषण के लिए उत्तरदायी है।

6. क्लोरोप्लास्ट के मुख्य अवयव कौन-से हैं? क्लोरोप्लास्ट के मुख्य अवयव थायलाकॉयड झिल्लियाँ, स्ट्रोमा और ग्राना हैं।

7. थाइलाकॉयड झिल्लियाँ क्या होती हैं?
थाइलाकॉयड झिल्लियाँ चपटी थैलियाँ होती हैं जिनमें क्लोरोफिल होता है, एक हरा रंजक जो प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है।

8. स्ट्रोमा क्या है?
स्ट्रोमा वह द्रव से भरा स्थान है जो थाइलाकॉयड झिल्लियों को घेरे रहता है।

9. ग्राना क्या होते हैं?
ग्राना थाइलाकॉयड झिल्लियों के ढेर होते हैं।

प्रकाश एवं अंध प्रक्रियाओं के प्रश्नोत्तर#

प्रकाश प्रक्रियाओं और कैल्विन चक्र में क्या अंतर है?
प्रकाश प्रक्रियाएँ थाइलाकॉयड झिल्लियों में होती हैं, जबकि अंध प्रक्रियाएँ स्ट्रोमा में होती हैं। प्रकाश प्रक्रियाओं को प्रकाश ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जबकि अंध प्रक्रियाओं को नहीं।

11. प्रकाश प्रक्रियाओं के उत्पाद क्या हैं?
प्रकाश प्रक्रियाओं के उत्पाद NADPH, ATP और ऑक्सीजन हैं।

12. अंध प्रक्रियाओं के उत्पाद क्या हैं?
अंध प्रक्रियाओं के उत्पाद ग्लूकोज़ और ATP हैं।

13. प्रकाश संश्लेषण का समग्र समीकरण क्या है?
प्रकाश संश्लेषण का समग्र समीकरण है:

6CO2 + 6H2O + प्रकाश ऊर्जा → C6H12O6 + 6O2

14. प्रकाश संश्लेषण का महत्व क्या है?
प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर जीवन के लिए अत्यावश्यक है। यह वह ऑक्सीजन प्रदान करता है जिसे हम साँस लेते हैं और वह भोजन जो हम खाते हैं।