अध्याय 13 उच्च पौधों में प्रकाश संश्लेषण
बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)
1. क्लोरोफिल का एक घटक धातु आयन कौन-सा है?
(a) आयरन
(b) कॉपर
(c) मैग्नीशियम
(d) जिंक
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विचार प्रक्रिया
क्लोरोप्लास्ट प्लास्टिड का एक प्रकार (एक कोशिका अंग) है जो हरे रंग का होता है। यह प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है और क्लोरोफिल वर्णक की सहायता से इसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
उत्तर
(c) मैग्नीशियम $(\mathrm{Mg})$ क्लोरोफिल अणु के पोर्फिरिन वलय के केंद्र में उपस्थित होता है। अन्य आयन, अर्थात् आयरन, कॉपर और जिंक अन्य उपापचयी प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं जो इस प्रकार हैं:
$\mathrm{Fe}$ साइटोक्रोम और फेरिडॉक्सिन का एक महत्वपूर्ण भाग है।
Cu एंजाइमों में ऑक्सी-अपचयी अभिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
$\mathrm{Zn}$ ऑक्सिन (एक फाइटोहॉर्मोन) संश्लेषण से संबद्ध है।
2. कौन-सा वर्णक प्रत्यक्ष रूप से प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है?
(a) क्लोरोफिल-a
(b) क्लोरोफिल-b
(c) जैन्थोफिल
(d) कैरोटीनॉयड
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उत्तर
(a) क्लोरोफिल-a प्रत्यक्ष रूप से प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
अन्य वर्णक क्लोरोफिल-b, जैन्थोफिल और कैरोटीनॉयड सहायक वर्णक हैं जो मुख्य वर्णक, अर्थात् क्लोरोफिल-a के साथ जुड़कर प्रकाश ऊर्जा को संग्रहित करने में सहायता करते हैं।
3. तरंगदैर्ध्य (nm में) का कौन-सा परासर फोटोसिंथेटिकली ऐक्टिव रेडिएशन (PAR) कहलाता है?
(a) $100-390$
(b) 390-430
(c) $400-700$
(d) $760-100,00$
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उत्तर
(c) प्रकाश संश्लेषण सक्रिय विकिरण (PAR) 400-700 nm तक होता है। यह प्रकाश ऊर्जा की दृश्य सीमा है।
अन्य तरंगदैर्ध्य की सीमा इस प्रकार संबंधित है
$$ \begin{array}{lcl} 100-300 \mathrm{~nm} & : &\text { पराबैंगनी (UV) सीमा } \ 390-430 \mathrm{~nm} & : &\text { अवरक्त (NIR) सीमा } \ 760-100,00 \mathrm{~nm} & :& \text { मध्य अवरक्त (MIR) सीमा } \end{array} $$
4. कौन सी प्रकाश सीमा प्रकाश संश्लेषण में सबसे प्रभावी है?
(a) नीला
(b) हरा
(c) लाल
(d) बैंगनी
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सोचने की प्रक्रिया
दृश्य स्पेक्ट्रम की तरंगदैर्ध्य सीमा 400 - $700 \mathrm{~nm}$ तक होती है जिसमें लाल प्रकाश की तरंगदैर्ध्य $700 \mathrm{~nm}$ होती है।
उत्तर
(c) लाल प्रकाश प्रकाश संश्लेषण में सबसे प्रभावी होता है।
अन्य प्रकाशों अर्थात् नीले और बैंगनी में भी प्रकाश संश्लेषण होता है लेकिन दर धीमी होती है, जबकि हरे प्रकाश में प्रकाश संश्लेषण सबसे कम होता है क्योंकि पौधे इस सीमा को अवशोषित नहीं करते हैं और इसे परावर्तित कर देते हैं, इसलिए वे हरे दिखाई देते हैं।
5. रसायन संश्लेषी जीवाणु ऊर्जा प्राप्त करते हैं
(a) सूर्य से
(b) अवरक्त किरणों से
(c) कार्बनिक पदार्थों से
(d) अकार्बनिक रसायनों से
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उत्तर
(d) अकार्बनिक रसायनों से रसायन संश्लेषी जीवाणु पृथ्वी पर पहले जीव थे जो $H_{2} \mathrm{~S}, NO_{2}$ आदि जैसे रसायनों से ऊर्जा प्राप्त करके अपना भोजन स्वयं संश्लेषित करते थे। प्रकाश संश्लेषी जीवाणुओं की उत्पत्ति रसायन संश्लेषी जीवाणुओं से हुई है।
सूर्य, अवरक्त किरणें और कार्बनिक पदार्थ रासायनिक संश्लेषी जीवाणुओं के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में प्रयुक्त नहीं होते हैं।
6. PS II में ATP संश्लेषण के लिए आवश्यक ऊर्जा आती है
(a) प्रोटॉन प्रवणता से
(b) इलेक्ट्रॉन प्रवणता से
(c) ग्लूकोज के अपचयन से
(d) ग्लूकोज के ऑक्सीकरण से
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उत्तर
(a) ATP का संश्लेषण सीधे क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकॉयड झिल्लियों पर प्रोटॉन प्रवणता के विकास से जुड़ा होता है। यह तब बनती है जब जल अणु आंतरिक झिल्ली के अंदर विभाजित होकर $\mathrm{H}^{+}$ और $\mathrm{OH}^{-}$ आयन बनाते हैं।
ATP संश्लेषण के लिए ऊर्जा प्रोटॉन प्रवणता से आती है जो आंतरिक झिल्ली के साथ विकसित होती है, उदाहरण के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में और क्लोरोप्लास्ट में PS II में।
अन्य विकल्प (b), (c) और (d) ATP अणु के संश्लेषण में शामिल नहीं होते हैं।
7. प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश अभिक्रिया के दौरान निम्नलिखित बनते हैं
(a) ATP और शर्करा
(b) हाइड्रोजन, $\mathrm{O}_{2}$ और शर्करा
(c) ATP, हाइड्रोजन दाता और $\mathrm{O}_{2}$
(d) ATP, हाइड्रोजन और $\mathrm{O}_{2}$ दाता
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उत्तर
(c) प्रकाश निर्भर अभिक्रिया सौर ऊर्जा का उपयोग करके ATP और $NADPH_{2}$ उत्पन्न करती है जो क्रमशः रासायनिक और अपचायी शक्ति प्रदान करते हैं कैल्विन चक्र की शर्करा संश्लेषी अभिक्रिया को, जबकि $O_{2}$ प्रकाश निर्भर अभिक्रिया के उप-उत्पाद के रूप में निकलता है। अन्य विकल्प गलत हैं क्योंकि
(a) ATP प्रकाश अभिक्रिया में उत्पन्न होता है लेकिन शर्करा अंध अभिक्रिया में बनती है।
(b) $H_{2}$ का उत्पादन जल के विखंडन से होता है $(\mathrm{H_{2} O \rightarrow 2 H^{+}+\frac{1}{2} O_{2} H^{+}})$ जारी किए जाते हैं। $2 H^{+}$ को NADP द्वारा स्वीकार किया जाता है ताकि NADPH बन सके और ऑक्सीजन $\left(\mathrm{O_{2}}\right)$ निश्चित रूप से उत्पन्न होती है लेकिन शर्करा नहीं बनती।
(c) $\mathrm{O_{2}}$ दाता और ATP प्रकाश अभिक्रिया में उत्पन्न होता है लेकिन हाइड्रोजन नहीं।
8. प्रकाश संश्लेषण में अंध अभिक्रिया को इसलिए ऐसा कहा जाता है क्योंकि
(a) यह अंधेरे में भी हो सकती है
(b) यह प्रकाश ऊर्जा पर निर्भर नहीं करती
(c) यह दिन के प्रकाश के दौरान नहीं हो सकती
(d) यह रात में अधिक तेजी से होती है
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सोचने की प्रक्रिया
$C_{3}$ चक्र उन सभी प्रकार के पौधों में शामिल होता है जो प्रकाश संश्लेषण करते हैं और यह प्रकाश संश्लेषण का पहला उत्पाद ग्लूकोज़ उत्पन्न करता है। प्रकाश संश्लेषण की अंध अभिक्रियाओं में कुछ विशिष्ट पौधों में कुछ अनुकूलन और संशोधन होते हैं जिन्हें $C_{4}$ पौधे कहा जाता है।
उत्तर
(b) अंध अभिक्रिया को इसलिए ऐसा कहा जाता है क्योंकि यह प्रकाश पर निर्भर नहीं करती। इसे प्रकाश-स्वतंत्र अभिक्रिया भी कहा जाता है।
9. PEP प्राथमिक $CO_{2}$ स्वीकारकर्ता है
(a) $C_{4}$ पौधों में
(b) $C_{3}$ पौधों में
(c) $C_{2}$ पौधों में
(d) $C_{3}$ और $C_{4}$ दोनों पौधों में
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उत्तर
(a) $C_{4}$ पौधों ने $CO_{2}$ के प्राथमिक स्वीकारकर्ता के रूप में PEP का विकास किया है ताकि RuBP कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजनेज़ की ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता के प्रति संवेदनशीलता से बचा जा सके, ताकि वे उनमें होने वाले $CO_{2}$ के प्रकाश श्वसन संबंधी नुकसान से बच सकें।
अन्य विकल्प (b), (c) और (d) गलत हैं। इनमें PEP प्राथमिक ग्राही नहीं है।
10. जल का विघटन संबद्ध है
(a) फोटोसिस्टम I
(b) थाइलाकॉयड का ल्यूमेन
(c) दोनों फोटोसिस्टम I और II
(d) थाइलाकॉयड झिल्ली की आंतरिक सतह
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उत्तर
(d) थाइलाकॉयड क्लोरोप्लास्ट में एक प्रकाशसंश्लेषी इकाई है। यह झिल्लीबद्ध संरचना है। इस झिल्ली में फोटोसिस्टम I और II रसायनों और अणुओं के रूप में एम्बेडेड हैं। जल का विघटन PS-II से संबद्ध है, जो $\mathrm{Mn}^{2+}$ और $\mathrm{Cl}^{-}$आयनों की उपस्थिति में थाइलाकॉयड झिल्ली की आंतरिक सतह पर होता है।
$2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \xrightarrow[\mathrm{Cl}^{-}]{\mathrm{Mn}^{+}} 4 \mathrm{H}^{+}+\mathrm{O}_2+4 \mathrm{e}^{-}$
फोटोसिस्टम I और II प्रकाश अभिक्रियाओं से संबद्ध हैं।
11. प्रकाश अभिक्रिया में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का सही क्रम है
(a) PS II, प्लास्टोक्विनोन, साइटोक्रोम, PS I, फेरेडॉक्सिन
(b) PS I, प्लास्टोक्विनोन, साइटोक्रोम, PS II, फेरेडॉक्सिन
(c) PS I, फेरेडॉक्सिन, PS II
(d) PS I, प्लास्टोक्विनोन, साइटोक्रोम, PS II, फेरेडॉक्सिन
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सोचने की प्रक्रिया
प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया मुख्य रूप से सौर विकिरण को पकड़ने और उसे ATP में बदलने तथा NADPH उत्पन्न करने में लगी होती है। उत्तेजित इलेक्ट्रॉन वर्णकों की श्रृंखलाओं से होकर गुजरते हैं और उनकी ऊर्जा ATP निर्माण में प्रयुक्त होती है।
उत्तर
(a) विकल्प (a) इलेक्ट्रॉनों की गति का सही क्रम है।
विकल्प (b), (c) और (d) इस सही घटनाक्रम को नहीं देते हैं।
12. वह एंजाइम जो $C_{3}$ पौधे में नहीं पाया जाता है, वह है
(a) RuBP कार्बॉक्सिलेज
(b) PEP कार्बॉक्सिलेज
(c) NADP रिडक्टेज
(d) ATP सिंथेज
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सोचने की प्रक्रिया
$C_{3}$ पौधे वे पौधे होते हैं जो ग्लूकोज अणुओं को उत्पन्न करने के लिए कैल्विन चक्र का उपयोग करते हैं। $C_{3}$ चक्र सभी प्रकाशसंश्लेषित पौधों में पाया जाता है। कुछ पौधों को वायुमंडलीय $CO_{2}$ को स्थिर करने में समस्या होती है क्योंकि RuBP कार्बॉक्सिलेज ऑक्सीजनेज एंजाइम की विशेषता में विचलन होता है। इसलिए उन्होंने $C_{4}$ तंत्र विकसित किया है।
उत्तर
(b) PEP कार्बॉक्सिलेज एंजाइम $C_{4}$ पौधों में पाया जाता है जो $CO_{2}$ के प्रारंभिक स्थिरीकरण को करता है। अन्य विकल्पों (a), (c) और (d) में दिए गए एंजाइमों के कार्य इस प्रकार हैं
(a) RuBP कार्बॉक्सिलेज $C_{3}$ पौधों में कार्य करता है।
(c) NADP रिडक्टेज इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में शामिल है।
(d) ATP सिंथेज ATP संश्लेषण में प्रयुक्त होता है।
13. वह अभिक्रिया जो $\mathrm{CO}_{2}$ के प्राथमिक स्थिरीकरण के लिए उत्तरदायी है, उसे उत्प्रेरित करता है
(a) RuBP कार्बॉक्सिलेज
(b) PEP कार्बॉक्सिलेज
(c) RuBP कार्बॉक्सिलेज और PEP कार्बॉक्सिलेज
(d) PGA सिंथेज
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उत्तर
(c) $C_{3}$ चक्र में RuBP कार्बॉक्सिलेस का उपयोग वायुमंडलीय $CO_{2}$ को स्थिर करने के लिए किया जाता है, जबकि $C_{4}$ पौधों में PEP कार्बॉक्सिलेस प्राथमिक $CO_{2}$ स्थिरीकरण में शामिल होता है। इसलिए, दोनों $CO_{2}$ स्थिरीकरण में प्रयुक्त होते हैं, लेकिन विभिन्न चक्रों में।
अन्य विकल्प गलत हैं क्योंकि (a) और (b) विकल्प अधूरी जानकारी दे रहे हैं और विकल्प (d) PGA सिंथेस $CO_{2}$ स्थिरीकरण में बिल्कुल भी शामिल नहीं है।
14. जब $CO_{2}$ को PEP में जोड़ा जाता है, तो संश्लेषित होने वाला पहला स्थिर उत्पाद है
(a) पाइरुवेट
(b) ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट
(c) फॉस्फोग्लिसरेट
(d) ऑक्सेलोएसीटेट
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सोचने की प्रक्रिया
$C_{4}$ पौधे वायुमंडलीय $CO_{2}$ को स्थिर करने के लिए PEP (फॉस्फोएनॉल पाइरुवेट) का उपयोग करते हैं। सामान्य प्रकाशसंश्लेषण चक्र में $C_{3}$ पौधों में $CO_{2}$ को पकड़ने के लिए RuBP कार्बॉक्सिलेस का उपयोग किया जाता है।
उत्तर
(d) ऑक्सेलोएसीटेट एक चार कार्बन वाला यौगिक है जो $C_{4}$ चक्र में बनता है और यह पहला स्थिर उत्पाद है, इसीलिए ऐसे पौधों को $C_{4}$ पौधे कहा जाता है।
शेष विकल्प गलत हैं क्योंकि
(a) पाइरुवेट ग्लाइकोलिसिस में बनता है।
(b) ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट भी ग्लाइकोलिसिस का एक मध्यवर्ती यौगिक है।
(c) फॉस्फोग्लिसरेट भी ग्लाइकोलिसिस का एक मध्यवर्ती यौगिक है।
बहुत ही लघु उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. आकृति का परीक्षण कीजिए
(क) क्या यह संरचना पशु कोशिका में है या पादप कोशिका में?
(ख) क्या ये संतान में स्थानांतरित हो सकते हैं? कैसे?
(ग) उन चयापचयी प्रक्रमों के नाम बताइए जो चिह्नित स्थानों $(A)$ और $(B)$ में हो रही हैं।
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उत्तर
(क) उपरोक्त आकृति में हरित रंग का क्लोरोप्लास्ट दिखाया गया है जो पादपों में प्रकाश संश्लेषण करता है, इस प्रकार यह संरचना पादप कोशिका में उपस्थित है।
(ख) हाँ, क्लोरोप्लास्ट में स्व-प्रतिकृतिकरण की क्षमता होती है क्योंकि इसमें नाभिकीय बाह्य DNA उपस्थित होता है।
(ग) चिह्नित स्थानों में होने वाली चयापचयी प्रक्रियाएँ इस प्रकार हैं।
$A$-यह क्लोरोप्लास्ट का स्ट्रोमा है जहाँ प्रकाश संश्लेषण की अंध प्रक्रिया होती है।
$B$-यह नाभिकीय बाह्य DNA की संरचना है और जब प्रकाश संश्लेषण करने वाली कोशिकाओं में आवश्यकता होती है तो क्लोरोप्लास्ट की प्रतिकृति के लिए उत्तरदायी होती है।
2. $H_{2} \mathrm{O} \rightarrow 4 \mathrm{H}^{+}+O_{2}+4 e^{-}$
उपरोक्त समीकरण के आधार पर निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए
(क) यह अभिक्रिया पादपों में कहाँ होती है?
(ख) इस अभिक्रिया का क्या महत्व है?
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विचार प्रक्रिया
जल एक सार्वत्रिक विलायक है, प्रत्येक जीवित कोशिका में प्रोटोप्लाज्म के साथ $70 %$ जल होता है। यह प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
उत्तर
(क) यह अभिक्रिया PS II के अभिक्रिया केंद्र में होती है, जो थाइलाकॉयड झिल्ली की आंतरिक सतह पर स्थित होता है। इसे जल विघटन केंद्र कहा जाता है जहाँ जल से इलेक्ट्रॉन निकाले जाते हैं। $\mathrm{Mn}^{+}$ और $\mathrm{Cl}^{-}$ आयन इस अभिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।
(b) जल का विघटन प्रकाश संश्लेषण में एक महत्वपूर्ण घटना है क्योंकि
(i) यह प्रकाश संश्लेषण के उप-उत्पाद के रूप में आण्विक ऑक्सीजन मुक्त करता है और वायु में ऑक्सीजन का प्रमुख स्रोत है, या पृथ्वी पर सभी जीवित प्राणियों के लिए आवश्यक है।
(ii) उत्पन्न हाइड्रोजन आयन NADP को NADPH में अपचयित करने में उपयोग होते हैं, जो एक प्रबल अपचायक है।
(iii) मुक्त हुए इलेक्ट्रॉन PS II से PS I तक इलेक्ट्रॉन वाहकों की एक श्रृंखला द्वारा स्थानांतरित होते हैं, इस प्रकार ATP संश्लेषण के लिए एक ग्रेडिएट बनाते हैं।
3. सायनोबैक्टीरिया और कुछ अन्य प्रकाश संश्लेषी जीव क्लोरोप्लास्ट नहीं रखते। वे प्रकाश संश्लेषण कैसे करते हैं?
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विचार प्रक्रिया
सायनोबैक्टीरिया सरल, एक कोशिकीय प्रोकैरियोटिक जीव होते हैं जो मोनेरा से संबंधित हैं। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया इस समूह के जीवों में विकसित हुई है।
उत्तर
सायनोबैक्टीरिया और प्रकाश संश्लेषी जीव प्रोकैरियोट होते हैं। इनमें सुव्यवस्थित झिल्लीबद्ध कोशिका अंगक नहीं होते, परंतु इन जीवों में झिल्ली रूपी प्रकाश संश्लेषी वर्णक होते हैं, जो आदिम स्वभाव के होते हैं पर सौर ऊर्जा को पकड़ने और उपयोग करने में सक्षम होते हैं। इसलिए वे प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं।
4. (a) NADP रिडक्टेज एंजाइम स्थित है
(b) प्रोटॉन ग्रेडिएट का विघटन निम्नलिखित की मुक्ति को जन्म देता है
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उत्तर
(a) NADP रिडक्टेज एंजाइम थाइलाकॉयड झिल्ली के बाहरी पक्ष पर स्थित होता है। यह प्रकाश में थाइलाकॉयड झिल्ली से बंधा रहता है और अंधेरे के दौरान स्ट्रोमा में मुक्त हो जाता है।
(b) ATP अणु झिल्ली के पार $\mathrm{H}^{+}$आयनों का संचलन एंजाइम ATP सिंथेस की उपस्थिति में ATP संश्लेषण के निर्माण से संयुक्त होता है।
5. क्या गर्डलिंग प्रयोग एकबीजपत्री पादपों में किए जा सकते हैं? यदि हाँ, तो कैसे? यदि नहीं, तो क्यों नहीं?
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सोचने की प्रक्रिया
जाइलम और फ्लोएम परागित पादपों में संवहन ऊतक होते हैं। जाइलम जल और खनिजों का संवहन करता है और फ्लोएम भोजन का संवहन करता है। इसे कई प्रयोगों द्वारा सिद्ध किया गया है।
उत्तर
गर्डलिंग प्रयोग एकबीजपत्री पादपों में नहीं किए जा सकते। एकबीजपत्री तने में संवहन बंडल तने की चौड़ाई में बिखरे हुए होते हैं, इसलिए हम उस विशिष्ट फ्लोएम ऊतकों के बैंड तक नहीं पहुँच सकते जैसा कि द्विबीजपत्री पादपों में मिलता है।
6. $3 \mathrm{CO}_{2}+9 \mathrm{ATP}+6 \mathrm{NADPH}+$ जल $\rightarrow$ ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट $ +9 \mathrm{ADP}+6 \mathrm{NADP}^{+}+8 \mathrm{Pi}$
उपरोक्त अभिक्रिया का विश्लेषण करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें
(a) एक $\mathrm{CO}_{2}$ अणु को स्थिर करने के लिए कितने ATP और NADPH अणुओं की आवश्यकता होती है?
(b) यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट में कहाँ होती है?
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उत्तर
(a) प्रत्येक $\mathrm{CO}_{2}$ अणु को स्थिर करने के लिए फॉस्फोरिलेशन के लिए 2 ATP अणु और न्यूनीकरण के लिए दो NADPH अणुओं की आवश्यकता होती है।
(b) कैल्विन चक्र क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है।
7. क्या चंद्रमा की रोशनी प्रकाश संश्लेषण का समर्थन करती है? पता लगाएँ।
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सोचने की प्रक्रिया
सौर विकिरण पृथ्वी ग्रह पर पौधों और जानवरों के जीवित रहने के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है।
उत्तर
पौधे चंद्रमा की रोशनी में प्रकाश संश्लेषण नहीं कर सकते क्योंकि इसमें क्लोरोफिल अणु, अर्थात् अभिक्रिया केंद्र PS I और PS II को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं होती है, इसलिए प्रकाश पर निर्भर अभिक्रियाएं प्रारंभ नहीं होती हैं। इस प्रकार, चंद्रमा की रोशनी की उपस्थिति में कोई प्रकाश संश्लेषण नहीं होता है।
8. इनमें से कुछ पद/रसायन $C_{4}$ चक्र से संबंधित हैं। समझाइए।
(क) हैच स्लैक पथ
(ख) कैल्विन चक्र
(ग) PEP कार्बॉक्सिलेज
(घ) बंडल शीथ कोशिकाएँ
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उत्तर
$C_{4}$ चक्र से संबंधित पद हैं
हैच स्लैक पथ $C_{4}$ पौधों में ग्लूकोज का संश्लेषण $C_{3}$ पौधों से भिन्न होता है जिसकी खोज दो वैज्ञानिकों MD हैच और CR स्लैक (1977) ने की थी। इसलिए इसे हैच स्लैक पथ नाम दिया गया।
PEP कार्बॉक्सिलेज यह एक एंजाइम है जो $C_{4}$ पौधों की मीसोफिल कोशिकाओं में उपस्थित होता है। यह $CO_{2}$ को स्थिर कर 4-कार्बन यौगिक, अर्थात् ऑक्सालोएसीटेट (OAA) बनाता है।
बंडल शीथ कोशिकाएँ ये विशिष्ट स्क्लेरेंकाइमेटस कोशिकाएँ होती हैं जो एकबीजपत्री पत्तियों की नसों में संवहन बंडल के चारों ओर उपस्थित होती हैं। इनमें अग्रैनुल क्लोरोप्लास्ट होते हैं। $C_{4}$ पौधों में ग्लूकोज बनाने के लिए इन कोशिकाओं में $C_{3}$ चक्र चलता है।
कैल्विन चक्र यह चक्र बंडल शीथ कोशिकाओं में संचालित होता है और $CO_{2}$ को स्थिर कर ग्लूकोज अणु बनाता है।
9. NADP रिडक्टेस एंजाइम क्लोरोप्लास्ट में कहाँ स्थित होता है? प्रोटॉन ग्रेडिएंट विकास में इस एंजाइम की क्या भूमिका है?
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उत्तर
NADP रिडक्टेस एंजाइम क्लोरोप्लास्ट की लैमेला या थाइलाकॉइड के बाहरी भाग पर स्थित होता है। यह एंजाइम प्रोटॉन ग्रेडिएंट को तोड़कर ऊर्जा, अर्थात् $\mathrm{NADPH}$ को मुक्त करता है।
10. ATPase एंजाइम दो भागों से बना होता है। वे भाग कौन-से हैं? वे थाइलाकॉइड झिल्ली में कैसे व्यवस्थित होते हैं? एंजाइम के किस भाग में संरचनात्मक परिवर्तन होता है?
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सोचने की प्रक्रिया
थाइलाकॉइड क्लोरोप्लास्ट, कोशिका अंगक के ग्राना में उपस्थित एक प्रकाशसंश्लेषी इकाई है। यह कई महत्वपूर्ण प्रकाशसंश्लेषी अभिक्रियाओं का स्थल है।
उत्तर
ATP सिंथेस एंजाइम के दो भाग होते हैं
(a) $\mathrm{F}_{1}$-हेड पीस एक परिधीय झिल्ली प्रोटीन समष्टि है और इसमें ADP + pi (अकार्बनिक फॉस्फेट) से ATP संश्लेषण का स्थल होता है।
(b) $\mathrm{F}_{0}$-एकात्म झिल्ली प्रोटीन समष्टि है जो चैनल बनाती है जिसके माध्यम से प्रोटॉन आंतरिक झिल्ली को पार करते हैं।
थाइलाकॉइड झिल्ली में $F_{1}$ और $F_{0}$ की व्यवस्था इस प्रकार है
$\mathrm{F}_{0}$-भाग थाइलाकॉइड झिल्ली के भीतर उपस्थित होता है।
$F_{1}$-भाग ATP सिंथेस एंजाइम का क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में उपस्थित होता है।
संरचनात्मक परिवर्तन ATP सिंथेस के $F_{1}$ भाग में होता है, जिससे ATP संश्लेषण सुगम होता है।
11. प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया के दौरान बने कौन-से उत्पाद अंध अभिक्रिया को चलाने के लिए प्रयुक्त होते हैं?
Show Answer
उत्तर
प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया के दौरान बने ATP और NADPH का उपयोग अंध अभिक्रिया में $\mathrm{CO}_{2}$ को स्थिर करने और ग्लूकोज अणु बनाने के लिए किया जाता है।
12. प्रकाश संश्लेषण के $C_{3}$ और $C_{4}$ पथ को नाम देने का आधार क्या है?
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उत्तर
प्रकाश संश्लेषण के $C_{3}$ और $C_{4}$ पथ को नाम देने का आधार इस प्रकार है
| $\mathbf{C}_{\mathbf{3}}$ पथ | $\mathbf{C}_{\mathbf{4}}$ पथ |
|---|---|
| कैल्विन चक्र या $C_{3}$ चक्र (अंध अभिक्रिया) में, कार्बन डाइऑक्साइड को पहले स्थिर यौगिक 3-PGA (3-फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल) में स्थिर किया जाता है, जो एक 3-कार्बन यौगिक है। | $C_{4}$ पादपों में, कैल्विन चक्र $C_{3}$ चक्र बंडल आवरण कोशिकाओं में होता है। वहाँ पहुँचने से पहले, $\mathrm{CO}_{2}$ मैसोफिल कोशिकाओं द्वारा पकड़ी जाती है और 4-कार्बन स्थिर उत्पाद ऑक्सालोएसीटिक अम्ल में स्थिर की जाती है। |
लघु उत्तर प्रकार के प्रश्न
1. मांसल पौधे दिन के समय संवहन को रोकने के लिए अपने रंध्र बंद रखने के लिए जाने जाते हैं। वे अपनी प्रकाश संश्लेषी $\mathrm{CO}_{2}$ आवश्यकताओं की पूर्ति कैसे करते हैं?
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सोचने की प्रक्रिया
सक्युलेंट पौधों में जल संरक्षण ऊतक होता है क्योंकि इनमें जल संरक्षण के अनुकूलन होते हैं, क्योंकि ये ज़ेरिक परिस्थितियों में उगते हैं। इनमें जल संरक्षण/जल हानि रोकने के लिए अन्य तंत्र भी होते हैं।
उत्तर
सक्युलेंट पौधे शुष्क और ज़ेरिक परिस्थितियों में उगते हैं, इसलिए इन्हें दिन के समय स्टोमेटा बंद करने पड़ते हैं, ताकि वाष्पोत्सर्ग के माध्यम से जल हानि रोकी जा सके। इससे गैसीय विनिमय नहीं होता।
इस प्रकार पौधों ने रात के समय $CO_{2}$ को मैलिक अम्ल के रूप में, जो एक 4-कार्बन यौगिक है, स्थिर करने और $CO_{2}$ को संचित करने का तंत्र विकसित किया है, जिसे दिन के समय भीतर प्रकाश संश्लेषी कोशिकाओं में छोड़ा जाता है।
2. क्लोरोफिल ${ }^{-} a^{\prime}$ प्रकाश अभिक्रिया का प्राथमिक वर्णक है। सहायक वर्णक क्या हैं? प्रकाश संश्लेषण में इनकी भूमिका क्या है?
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उत्तर
सहायक वर्णक भी प्रकाश संश्लेषी वर्णक होते हैं। ये क्लोरोफिल-b, जैन्थोफिल और कैरोटीनॉयड हैं। ये उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन में प्रत्यक्ष रूप से संलग्न नहीं होते, लेकिन ये सौर विकिरण को संग्रहित करने और उसे क्लोरोफिल-a तक पहुँचाने में सहायता करते हैं।
यह वर्णक स्वयं नीले और लाल क्षेत्र में अधिकतम विकिरण अवशोषित करता है। इसलिए, क्लोरोफिल-a प्रकाश संश्लेषण का मुख्य वर्णक है और अन्य (अर्थात् क्लोरोफिल-b, जैन्थोफिल और कैरोटीनॉयड) सहायक वर्णक हैं।
3. क्या प्रकाश संश्लेषण की अभिक्रियाएँ, जिन्हें ‘अन्ध अभिक्रिया’ कहा जाता है, प्रकाश की आवश्यकता होती हैं? समझाइए।
Show Answer
उत्तर
डार्क रिएक्शन्स वास्तव में प्रकाश-स्वतंत्र अभिक्रियाएँ होती हैं। $CO_{2}$ को विभिन्न जैव-रासायनिक अभिक्रियाओं द्वारा घटाकर $C_{6} H_{12} O_{6}$ (ग्लूकोज़) बनाया जाता है, जिसे प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती। परन्तु ये प्रकाश अभिक्रियाओं के दौरान बने उत्पादों, अर्थात् $NADPH_{2}$ और ATP, पर निर्भर करती हैं।
4. प्रकाश संश्लेषण और श्वसन एक-दूसरे से किस प्रकार सम्बन्धित हैं?
Show Answer
सोचने की प्रक्रिया
प्रकाश संश्लेषण और श्वसन दोनों ही पादप चयापचय में महत्वपूर्ण हैं। एक अनाबोलिक प्रक्रिया (संश्लेषण) है, दूसरी कैटाबोलिक (विघटन) अभिक्रियाएँ हैं।
उत्तर
प्रकाश संश्लेषण और श्वसन सम्बन्धित हैं, क्योंकि दोनों प्रक्रियाओं में पौधे ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
प्रकाश संश्लेषण में पौधे सौर विकिरणों से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, जबकि श्वसन में वे ग्लूकोज़ अणु को तोड़कर ATP अणुओं के रूप में ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
ये इसलिए भी सम्बन्धित हैं क्योंकि ये एक-दूसरे पर निर्भर हैं। प्रकाश संश्लेषण का उत्पाद, अर्थात् ग्लूकोज़ (भोजन), श्वसन में ऊर्जा (ATP) प्राप्त करने के लिए उपयोग होता है। ऐसा करते समय यह कई अन्य सरल अणुओं $\left(CO_{2}+H_{2} \mathrm{O}\right)$ को मुक्त करता है, जो पुनः प्रकाश संश्लेषण में और अधिक शर्करा बनाने के लिए उपयोग होते हैं।
5. यदि एक हरे पौधे को उच्चरण के साथ अंधेरे में रखा जाए, तो क्या यह पौधा प्रकाश संश्लेषण कर सकता है? क्या इसकी वृद्धि या जीवित रहने के लिए कुछ पूरक दिया जा सकता है?
Show Answer
उत्तर
दी गई परिस्थितियों में पौधा प्रकाश संश्लेषण नहीं कर सकता। किसी भी हरे पौधे को अपना भोजन बनाने के लिए प्रकाश अनिवार्य है।
पौधे को उसके जीवित रहने के लिए ठीक से पानी देना चाहिए।
6. समुद्र की विभिन्न गहराइयों पर प्रकाश संश्लेषी जीव पाए जाते हैं। क्या वे गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से समान प्रकाश प्राप्त करते हैं? ये इन परिस्थितियों में प्रकाश संश्लेषण करने के लिए कैसे अनुकूलन करते हैं।
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सोचने की प्रक्रिया
पृथ्वी पर होने वाला प्रकाश संश्लेषण का प्रमुख भाग समुद्र के अंदर विशेष रूप से शैवालों जैसे पौधों द्वारा किया जाता है।
उत्तर
समुद्र की विभिन्न गहराइयों पर पाए जाने वाले पौधे अधिकांशतः शैवाल होते हैं। ये अपने प्रकाश संश्लेषी वर्णकों में बड़ी विविधता दिखाते हैं। ये प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्यों को अवशोषित कर प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं।
हरित शैवाल-क्लोरोफिल-a (लाल रंग को अवशोषित करता है) और b (नीला-बैंगनी रंग को अवशोषित करता है)।
भूरे शैवाल-क्लोरोफिल-a, $c$ और फ्यूकोक्सैन्थिन (पीला रंग अवशोषित करता है)।
रोडोफाइसी-क्लोरोफिल-a, $d$ और फाइकोएरिथ्रिन।
7. उष्णकटिबंधीय वर्षा वनों में, वनस्पति छत मोटी होती है और इसके नीचे उगने वाले छोटे पौधे छनित प्रकाश प्राप्त करते हैं। वे प्रकाश संश्लेषण कैसे कर पाते हैं?
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उत्तर
पौधे प्रकाश की उपस्थिति में प्रकाश संश्लेषण करते हैं। प्रकाश की गुणवत्ता और तीव्रता केवल प्रकाश संश्लेषण की दर को प्रभावित करती है। इसलिए, विभिन्न वनस्पति छतों में उगने वाले पौधे प्रकाश संश्लेषण करेंगे, लेकिन दर अलग-अलग हो सकती है जो प्राप्त होने वाली प्रकाश की तीव्रता और मात्रा पर निर्भर करती है।
8. कौन-सी परिस्थितियाँ RuBis $\mathrm{CO}$ को ऑक्सीजनेज़ के रूप में कार्य करने में सक्षम बनाती हैं? परिणामी प्रक्रिया की व्याख्या कीजिए।
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सोचने की प्रक्रिया
RuBisCO सबसे बड़ा पाया जाने वाला एंजाइम है जो प्रकाश संश्लेषण में शामिल होता है।
उत्तर
RuBisCO एक ऐसा एंजाइम है जिसमें द्वैत प्रकृति होती है। यह कार्बोक्सिलेज़ के रूप में कार्य करता है, जब वातावरण में $CO_{2}$ की सांद्रता पर्याप्त होती है। लेकिन यदि $O_{2}$ की सांद्रता बढ़ जाती है, तो इसकी प्रकृति बदल जाती है और यह $O_{2}$ से बंधकर ऑक्सीजनेज़ एंजाइम के रूप में कार्य करता है, जो $CO_{2}$ को $C_{2}$ चक्र में प्रवेश करने के लिए मजबूर करता है, जिससे प्रकाश श्वसन होता है और $CO_{2}$ की हानि होती है।
9. उच्च तापमान पर प्रकाश संश्लेषण की दर क्यों घट जाती है?
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उत्तर
प्रकाश संश्लेषण एक एंजाइम विशिष्ट प्रक्रिया है। सभी एंजाइम एक इष्टतम तापमान (अर्थात् $25-35^{\circ} \mathrm{C}$) पर कार्य करते हैं। यदि तापमान बढ़ जाता है, तो एंजाइम विकृत हो जाते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषण की दर में गिरावट आती है।
10. समझाइए कि प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश प्रतिक्रिया के दौरान ATP संश्लेषण एक रसायन-ऑस्मोटिक घटना कैसे है।
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सोचने की प्रक्रिया
रसायन-ऑस्मोसिस से तात्पर्य प्रोटॉनों $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$के उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर संचलन से है। इनका संचलन थाइलाकॉयड झिल्ली में ATP संश्लेषण से युक्त होता है।
उत्तर
प्रकाश-अभिक्रिया में पौधे प्रकाश-संश्लेषी रंजकों द्वारा सौर विकिरण को पकड़ते हैं जो प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरित करते हैं। प्रकाश-अभिक्रिया की मुख्य घटना फोटोफॉस्फोरिलेशन है, अर्थात् थाइलाकॉयड झिल्ली में उपस्थित इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की गति की ऊर्जा का उपयोग कर ADP + Pi से ATP का निर्माण।
केमियोस्मोसिस एक चयनात्मक रूप से पारगम्य झिल्ली के पार आयनों की विद्युत-रासायनिक/प्रोटॉन ग्रेडिएंट के अनुदेश गति है।
ATP निर्माण की केमियोस्मोसिस परिकल्पना का प्रथम प्रतिपादन मिचेल (1961) ने किया था, जिसके अनुसार एंजाइम ATP सिंथेज़ एक झिल्ली, प्रोटॉन पंप और प्रोटॉन ग्रेडिएंट के माध्यम से ATP उत्पन्न करता है। ATP सिंथेज़ आयनों $\mathrm{O}_{2}$ प्रोटॉनों को झिल्ली और प्रोटॉन पंप के माध्यम से पार होने देता है।
इससे ल्यूमेन में प्रोटॉनों $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$की उच्च सांद्रता बनती है और इसलिए वे झिल्ली के पार विसरित होकर ATPase को सक्रिय करते हैं, ATP अणु मुक्त करते हैं। ATPase से गुजरने वाले हर दो $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$आयनों के लिए एक ATP अणु मुक्त होता है।
11. ज्ञात कीजिए कि मेल्विन कैल्विन ने चीनी के संश्लेषण के लिए पूर्ण जैव-संश्लेषी पथ कैसे निकाला।
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सोचने की प्रक्रिया
मेल्विन कैल्विन को 1961 में प्रकाश संश्लेषन की अंधी अभिक्रिया में ग्लूकोज संश्लेषण में कार्बन के मार्ग को ट्रेस करने की तकनीक विकसित करने के लिए नोबेल पुरस्कार दिया गया।
उत्तर
मेल्विन कैल्विन ने प्रयोगात्मक सामग्री के रूप में क्लोरेला का उपयोग किया और प्रकाश संश्लेषण का पहला स्थिर यौगिक, अर्थात् 3 फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल की खोज की ताकि कार्बन के रेडियोधर्मी समस्थानिक $\left(\mathrm{C}^{14}\right)$ और ऑटोरेडियोग्राफी तकनीक का उपयोग करके कार्बन के मार्ग को ट्रेस किया जा सके।
उसने तब क्रोमैटोग्राम पर रेडियोधर्मी यौगिकों की तुलना की, जिसके परिणामस्वरूप उसने पाया और निष्कर्ष निकाला कि PGA (फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल), प्रकाश संश्लेषण का पहला स्थिर उत्पाद है और क्रमशः अन्य शर्कराएं जिनमें हेक्सोज, टेट्रोज और पेन्टोज आदि शामिल हैं।
इस प्रकार, उसने इन रेडियोधर्मी उत्पादों (शर्कराओं) से $\mathrm{CO}_{2}$ निश्चयन की पथविधि व्युत्पन्न की।
12. एक मोल ग्लूकोज उत्पन्न करने के लिए कैल्विन चक्र के छः चक्रों की आवश्यकता होती है। समझाइए।
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उत्तर
रिब्यूलोज 5 फॉस्फेट एक पाँच कार्बन यौगिक है जो RuBisCo की उपस्थिति में वायुमंडलीय $CO_{2}$ को ग्रहण करता है और 3PGA के 2 अणु, एक ${ }^{3 c}$ कार्बन यौगिक बनाता है। यह एक $CO_{2}$ अणु को प्रति कैल्विन चक्र निश्चित करने के लिए 3 ATP और $2 \mathrm{NADPH}$ का उपयोग करता है।
इसलिए, 6 कार्बन यौगिक ग्लूकोज बनाने के लिए $6 CO_{2}$ अणुओं को निश्चित करने के लिए नीचे उल्लिखित अनुसार 6 चक्रों की आवश्यकता होती है।
| इन | आउट |
|---|---|
| छह $\mathrm{CO}_2$ | एक ग्लूकोज अणु $\left(\mathrm{C} _6 \mathrm{H} _{12} \mathrm{O} _6\right)$ |
| 18 ATP | 18 ADP |
| 12 NADPH | 12 NADP |
13. फोटोसिस्टम-I की चक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेशन के लिए प्रवाह चार्ट को पूरा करें।
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उत्तर
निम्नलिखित प्रवाह चार्ट चक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेशन को दर्शाता है और इस प्रवाह चार्ट के लुप्त भाग हैं
14. आपको ‘क्रांज संरचना’ किस प्रकार के पौधों में दिखाई देती है? ये पौधे किन परिस्थितियों के लिए अधिक अनुकूलित होते हैं? ये पौधे उन पौधों की तुलना में बेहतर किस प्रकार अनुकूलित होते हैं जिनमें यह संरचना नहीं होती?
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उत्तर
क्रांज संरचना क्लोरोप्लास्ट संरचना में द्विरूपता को दर्शाती है। यह $C_{4}$ पौधों में पाई जाती है। पत्तियों की कोशिकाओं में दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट होते हैं।
ग्रेनल क्लोरोप्लास्ट यह पत्तियों की मेसोफिल कोशिकाओं में पाया जाता है। इनमें क्लोरोप्लास्ट में अच्छी तरह विकसित ग्रेन होते हैं। ये क्लोरोप्लास्ट प्रभावी रूप से $CO_{2}$ को फिक्स करते हैं, भले ही वह कम सांद्रता में मौजूद हो। इनमें PEP कार्बोक्सिलेज मौजूद होता है जो $CO_{2}$ को फिक्स कर ऑक्सालोएसेटिक एसिड (4 कार्बन यौगिक) बनाता है।
अग्रेनल क्लोरोप्लास्ट यह पत्तियों की बंडल शीथ कोशिकाओं में मौजूद होता है। इन कोशिकाओं में $C_{3}$ चक्र RuBisCo एंजाइम की उपस्थिति के साथ होता है।
$C_{4}$ पौधे उच्च $O_{2}$ सांद्रता और उच्च तापमान के लिए अच्छी तरह अनुकूलित होते हैं।
$C_{4}$ पौधे तब भी $CO_{2}$ को अवशोषित कर सकते हैं जब $CO_{2}$ की सांद्रता बहुत कम हो; इस प्रकार $C_{4}$ पौधे तब भी उच्च दर से प्रकाश संश्लेषण कर सकते हैं जब स्टोमेटा बंद हों या जल की कमी हो, इस प्रकार वे जल का संरक्षण कर सकते हैं।
चूँकि PEP-कार्बोक्सिलेज $O_{2}$ के प्रति असंवेदनशील होता है, इसलिए अतिरिक्त $O_{2}$ का $C_{4}$ पथक्रम में कोई निरोधात्मक प्रभाव नहीं पड़ता और $C_{4}$ पौधे में प्रकाश संश्लेषण बाधित नहीं होता।
इस प्रकार, $C_{4}$ पौधे उष्णकटिबंधीय और मरुस्थलीय (गर्म अम्लीय आवास) क्षेत्रों में उन पौधों की तुलना में बेहतर अनुकूलित होते हैं जिनमें यह संरचना नहीं होती।
15. एक प्रक्रिया ’ $X$ ’ जीव में पूरे दिन चल रही है। कोशिकाएँ इस प्रक्रिया में भाग ले रही हैं। इस प्रक्रिया के दौरान ATP, $CO_{2}$ और जल उत्पन्न होते हैं। यह प्रकाश पर आश्रित प्रक्रिया नहीं है।
(a) इस प्रक्रिया का नाम बताइए।
(b) क्या यह कैटाबोलिक या अनाबोलिक प्रक्रिया है?
(c) इस प्रक्रिया का कच्चा माल क्या हो सकता है?
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उत्तर
(a) इस प्रक्रिया का नाम कोशिकीय श्वसन है।
(b) यह एक कैटाबोलिक प्रक्रिया है जिसमें ग्लूकोज अणु का विघटन होता है।
$$ \underset{\text { कार्बोहाइड्रेट + ऑक्सीजन }}{\mathrm{C_{6} H_{12} O_{6}+6 O_{2}}} \rightarrow \underset{\text { कार्बन डाइऑक्साइड + पानी +(ATP) }}{6 CO_{2}+6 H_{2} \mathrm{O}+\text { ऊर्जा }} $$
(c) इस प्रक्रिया के लिए कच्चा माल ग्लूकोज अणु और ऑक्सीजन है, जो पौधों में होने वाली प्रकाशसंश्लेषण की उत्पाद हैं।
16. टमाटर, गाजर और मिर्च लाल रंग की होती हैं एक वर्णक की उपस्थिति के कारण। उस वर्णक का नाम बताइए। क्या यह एक प्रकाशसंश्लेषी वर्णक है?
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उत्तर
विभिन्न रंग हरे रंग के अतिरिक्त पौधे में उपस्थित होते हैं क्योंकि क्रोमोप्लास्ट होते हैं। यह प्लास्टिड का एक प्रकार है और विभिन्न रंगीन वर्णक विकसित करता है जो प्रकाशसंश्लेषी नहीं होते हैं। वर्णक लाइकोपीन टमाटर, गाजर और मिर्च में उपस्थित होता है, जो उन्हें लाल रंग देता है।
17. हम क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया को अर्ध-स्वायत्त कोशिकांग क्यों मानते हैं?
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सोचने की प्रक्रिया
पादप कोशिका एक यूकैरियोटिक कोशिका है। इसमें कई अच्छी तरह विकसित कोशिकांग होते हैं। कुछ एकल झिल्ली बंधित होते हैं, कुछ द्वि-झिल्ली बंधित (क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया) संरचनाएं होती हैं।
उत्तर
दोनों कोशिका अंगिकाएँ, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया में अतिरिक्त गुणसूत्रीय डीएनए और 70 S प्रकार के राइबोसोम होते हैं। डीएनए की उपस्थिति उन्हें द्विगुणित करने में सक्षम बनाती है, जब कोशिका को अधिक माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट की आवश्यकता होती है। इसलिए इन्हें अर्धस्वायत्त कोशिका अंगिकाएँ कहा जाता है।
18. आरेख का अवलोकन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें।
(a) कौन-से पादप समूह में ये दोनों प्रकार की कोशिकाएँ पाई जाती हैं?
(b) C₄ चक्र का प्रथम उत्पाद क्या है?
(c) बंडल शीथ कोशिकाओं और मेसोफिल कोशिकाओं में कौन-सा एंजाइम होता है?
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उत्तर
(a) ग्रामिनी/पोएसी कुल से संबंधित एकबीजपत्री पादप, जैसे गन्ना, मक्का आदि, इन दोनों प्रकार की कोशिकाओं को रखते हैं, अर्थात् बंडल शीथ और मेसोफिल कोशिका (क्रांज निर्माण में)।
(b) C₄ चक्र का प्रथम उत्पाद 4-कार्बन यौगिक ऑक्सालोएसीटिक अम्ल है।
(c) मेसोफिल कोशिकाओं में वायुमंडलीय CO₂ को स्थिर करने के लिए पीईपी कार्बॉक्सिलेज होता है जो 4-कार्बन यौगिक ऑक्सालोएसीटिक अम्ल बनाता है, जबकि बंडल शीथ कोशिकाओं में रूबीपी कार्बॉक्सिलेज होता है जो CO₂ को इस एंजाइम द्वारा स्थिर करके 3-कार्बन यौगिक 3 पीजीए (3 फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल) बनाता है।
19. C₃ पादप में एक चक्रीय प्रक्रिया घटित हो रही है, जो प्रकाश पर आधारित है और O₂ की आवश्यकता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा उत्पन्न नहीं करती, बल्कि ऊर्जा की खपत करती है।
(क) क्या आप इस दी गई प्रक्रिया का नाम बता सकते हैं?
(ख) क्या यह जीवित रहने के लिए आवश्यक है?
(ग) इस प्रक्रिया के अंतिम उत्पाद क्या हैं?
(घ) यह कहाँ होती है?
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उत्तर
(क) फ़ोटोरिस्पिरेशन यह प्रक्रिया है, जो ऊर्जा उत्पन्न नहीं करती बल्कि इसका उपभोग करती है।
(ख) यह $C_{3}$ पौधे के जीवित रहने के लिए आवश्यक नहीं है।
(ग) इस प्रक्रिया का अंतिम उत्पाद $H_{2}O_{2}$ है।
(घ) यह प्रक्रिया पौधे की कोशिका के तीन कोशिकांगों को सम्मिलित करती है। (i) क्लोरोप्लास्ट (ii) पेरॉक्सीसोम (iii) माइटोकॉन्ड्रिया
20. मान लीजिए यूफ़ोर्बिया और मक्का उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में उगाए जाते हैं।
(क) आपके विचार में उनमें से कौन-सा ऐसी परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम होगा?
(ख) उनमें से कौन-सा प्रकाश-संश्लेषण क्रिया की दृष्टि से अधिक दक्ष है?
(ग) आपके विचार में उनकी पत्ती की रचना में क्या अंतर हैं?
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उत्तर
(क) यूफ़ोर्बिया एक CAM पौधा है। यह रात्रि के समय $CO_{2}$ स्थिर करता है और दिन में इसका उपयोग करता है। यह गरम उष्णकटिबंधीय जलवायु में जीवित रहने में सक्षम होगा।
(ख) मक्का एक $C_{4}$ पौधा होने के कारण प्रकाश-संश्लेषण क्रिया की दृष्टि से अधिक दक्ष है क्योंकि यह निम्न स्तर के साथ-साथ उच्च $O_{2}$ और तापमान पर भी $CO_{2}$ का उपयोग कर सकता है।
(ग) मक्का के पत्तों में क्रांज शारीरिकता पाई जाती है। इनकी मेसोफिल कोशिकाओं में ग्रेनयुक्त क्लोरोप्लास्ट और बंडल-आवेष कोशिकाओं में अग्रेन क्लोरोप्लास्ट होते हैं। यूफ़ोर्बिया में $C_{4}$ चक्र नहीं होता, इसलिए उनमें क्रांज शारीरिकता नहीं पाई जाती।
दीर्घ उत्तरीय प्रश्न
1. क्या यह कहना सही है कि प्रकाशसंश्लेषण किसी पौधे में केवल पत्तियों में ही होता है? पत्तियों के अलावा और कौन-से भाग ऐसे हैं जो प्रकाशसंश्लेषण करने में सक्षम हो सकते हैं? औचित्य दीजिए।
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सोचने की प्रक्रिया
प्रकाशसंश्लेषण पौधों द्वारा भोजन बनाने की एक प्रक्रिया है। कई पौधों में पत्ती के अतिरिक्त अन्य पौध-भाग भी यह कार्य करते हैं।
उत्तर
प्रकाशसंश्लेषण एक ऐसी प्रक्रिया है जो मुख्यतः सभी हरे पौधों की पत्तियों में होती है। पौधों ने अपनी पत्ती को इस प्रकार रचा है कि वह सौर विकिरण को पकड़ सके और प्रभावी रूप से सौर/प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदल सके।
परंतु जीव विज्ञान अपवादों का विज्ञान है। कुछ पौधे पत्तियों के अतिरिक्त संशोधित पौध-भागों में भी प्रकाशसंश्लेषण करते हैं।
कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं
1. जड़ as प्रकाशसंश्लेषी अंग
जब जड़ें क्लोरोफिल विकसित कर प्रकाशसंश्लेषण प्रारंभ कर देती हैं, तो उन्हें असिमिलेटरी जड़ें कहा जाता है। ट्रैपा और टिनोस्पोरा असिमिलेटरी जड़ों के उदाहरण हैं।
2. तना as प्रकाशसंश्लेषी अंग
ओपंन्टिया का फाइलोक्लेड
ओपंटिया में, तना पत्तियों का कार्य करने के लिए रूपांतरित हो जाता है। यह चपटा, मोटा और रसीला हो जाता है और प्रकाश संश्लेषण करता है। ऐसी संरचनाओं को फाइलोक्लेड कहा जाता है।
3. पेटीओल (Petiole) एक प्रकाश संश्लेषी अंग के रूप में ऑस्ट्रेलियन अकेशिया में, पेटीओल आकार और कार्य दोनों के अनुसार प्रकाश संश्लेषण करता है क्योंकि पत्ती की लैमिना जल्दी गिर जाती है।
2. प्रकाश संश्लेषण की संपूर्ण प्रक्रिया कई अभिक्रियाओं से मिलकर बनी होती है। ये सभी अभिक्रियाएं कोशिका के किस भाग में होती हैं?
(a) ATP और NADPH का संश्लेषण…………………
(b) जल का प्रकाश विघटन (Photolysis)…………………
(c) $CO_{2}$ का स्थिरीकरण…………………
(d) शर्करा अणु का संश्लेषण…………………
(e) स्टार्च का संश्लेषण…………………
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उत्तर
(a) ATP और NADPH का संश्लेषण थाइलाकॉयड झिल्ली के बाहरी भाग में होता है।
(b) जल का प्रकाश विघटन थाइलाकॉयड झिल्ली के आंतरिक भाग में होता है।
(c) $CO_{2}$ का स्थिरीकरण क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है।
(d) शर्करा अणु का संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में होता है।
(e) स्टार्च का संश्लेषण कोशिका द्रव्य (साइटोप्लाज्म) में होता है।
3. वर्णक का कौन-सा गुण प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को प्रारंभ करने की उसकी क्षमता के लिए उत्तरदायी है? प्रकाश के स्पेक्ट्रम के लाल और नीले भागों में प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक क्यों होती है?
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सोचने की प्रक्रिया
पौधे हरे रंग के होते हैं क्योंकि उनमें प्रकाश संश्लेषी वर्णक क्लोरोफिल उपस्थित होता है। ये प्रकाश के सभी रंगों को सोख लेते हैं सिवाय हरे रंग के।
उत्तर
क्लोरोफिल वर्णक थाइलाकॉयड झिल्लियों में उपस्थित होते हैं। इनमें उत्तेजनशीलता का गुण होता है और उत्तेजित अवस्था में $\mathrm{e}^{-}$ उत्सर्जित करते हैं, यद्यपि यह $\mathrm{e}^{-}$ जल अणुओं के विखंडन से उत्पन्न हुए $\mathrm{e}^{-}$ द्वारा प्रतिस्थापित और स्थानांतरित किया जाता है।
लाल और नीला प्रकाश अधिकतम ऊर्जा रखते हैं जिसे क्लोरोफिल वर्णक सोखता है और उत्तेजित होकर प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया प्रारंभ करता है। साथ ही, इनकी तरंगदैर्ध्य (400-700 nm) होती है अर्थात् ये प्रकाश संश्लेषी सक्रिय विकिरण (PAR) के बीच आते हैं।
इस प्रकार, नीले और लाल प्रकाश में प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक होती है।
4. हम इस कथन से क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि प्रकाश संश्लेषण का क्रियात्मक और अवशोषण स्पेक्ट्रम एक-दूसरे से ओवरलैप करते हैं? वे किस तरंगदैर्ध्य पर चोटियाँ दिखाते हैं?
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उत्तर
अवशोषण स्पेक्ट्रम यह दर्शाता है कि क्लोरोफिल-a, b, जैन्थोफिल और कैरोटीनॉयड विभिन्न तरंगदैर्ध्य के प्रकाश का अवशोषण कैसे करते हैं।
क्रियात्मक स्पेक्ट्रम यह दर्शाता है कि विभिन्न तरंगदैर्ध्यों की रोशनी में पौधे में प्रकाश संश्लेषण की दर कितनी है।
सुपरइम्पोज़्ड अवशोषण और क्रियात्मक स्पेक्ट्रम जब हम क्रियात्मक और अवशोषण स्पेक्ट्रम दोनों को एक ही ग्राफ पर रखते हैं, तो यह दिखता है कि लाल और नीले प्रकाश के क्षेत्र में क्लोरोफिल-a और b अधिकतम प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और ये मुख्य प्रकाश संश्लेषी वर्णक हैं।
इसलिए, इन दो क्षेत्रों में प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक होती है। यह तरंगदैर्ध्य (लाल प्रकाश) 660-670 nm, 430-470 nm (नीला) और 390-430 nm (बैंगनी) पर अधिकतम गतिविधि चोटी दिखाता है।
5. किन परिस्थितियों में C₄ पौधे C₃ से बेहतर होते हैं?
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विचार प्रक्रिया
विभिन्न पौधे प्रकाशसंश्लेषण करने में भिन्न-भिन्न अनुकूलन दिखाते हैं। यह प्रक्रिया स्वपोषी जीवों के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह पौधों और जानवरों के जीवित रहने के लिए भोजन संश्लेषित करती है।
उत्तर
$C_{4}$ पौधे निम्नलिखित तरीकों से लाभदायक होते हैं
(i) ये पौधे वायुमंडल में $CO_{2}$ की कम सांद्रता और जल की कमी के बावजूद प्रकाशसंश्लेषण कर सकते हैं।
(ii) ये पौधे उच्च $O_{2}$ सांद्रता और तापमान को सहन कर सकते हैं क्योंकि $C_{4}$ चक्र में एंजाइम PEP कार्बॉक्सिलेज $O_{2}$ के प्रति असंवेदनशील होता है और ये प्रकाशश्वसन नहीं दिखाते, जबकि $C_{3}$ पौधे प्रकाशश्वसन प्रारंभ कर देते हैं और ग्लूकोज अणु के रूप में $\mathrm{CO}_{2}$ स्थिरीकरण खो देते हैं।
इस प्रकार, $C_{4}$ पौधे $C_{3}$ पौधों से श्रेष्ठ होते हैं।
6. नीचे दी गई आकृति में काली रेखा (ऊपरी) प्रकाशसंश्लेषण के लिए क्रियात्मक स्पेक्ट्रम को और हल्की रेखा (नीचे) क्लोरोफिल-a के अवशोषण स्पेक्ट्रम को दर्शाती है, निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए
(a) क्रियात्मक स्पेक्ट्रम क्या दर्शाता है? हम क्रियात्मक स्पेक्ट्रम कैसे आरेखित कर सकते हैं? किसी उदाहरण के साथ समझाइए।
(b) हम किसी पदार्थ के लिए अवशोषण स्पेक्ट्रम कैसे प्राप्त कर सकते हैं?
(c) यदि प्रकाश-संश्लेषण की प्रकाश-अभिक्रिया के लिए क्लोरोफिल- $a$ उत्तरदायी है, तो कार्य स्पेक्ट्रम तथा अवशोषण स्पेक्ट्रम एक-दूसरे पर क्यों नहीं चढ़ते?
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उत्तर
(a) प्रकाश-संश्लेषण पर प्रकाश के विभिन्न तरंगदैर्ध्यों की प्रभावशीलता को मापा जाता है तथा प्रकाश-संश्लेषण की दर को आलेखित किया जाता है। इसे प्रकाश-संश्लेषण का कार्य स्पेक्ट्रम कहते हैं।
(b) किसी विशिष्ट वर्णक द्वारा प्रकाश के विभिन्न तरंगदैर्ध्यों के अवशोषण को आलेखित किया जाता है और इस आलेख को उस वर्णक का अवशोषण स्पेक्ट्रम कहा जाता है।
(c) प्रकाश-संश्लेषण की प्रकाश-अभिक्रिया के लिए क्लोरोफिल-a उत्तरदायी है, परंतु कार्य स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम एक-दूसरे पर नहीं चढ़ते क्योंकि, यद्यपि क्लोरोफिल-a प्रकाश के अवशोषण का मुख्य वर्णक है, अन्य थाइलाकॉयड वर्णक—जैसे क्लोरोफिल-b, जैन्थोफिल, कैरोटीनॉयड—जो सहायक वर्णक हैं, भी प्रकाश को अवशोषित करके उस ऊर्जा को क्लोरोफिल-a को स्थानांतरित करते हैं।
वास्तव में ये न केवल प्रकाश के आने वाले विस्तृत तरंगदैर्ध्यों का उपयोग प्रकाश-संश्लेषण में करने योग्य बनाते हैं, बल्कि क्लोरोफिल-a को फोटोऑक्सीकरण से भी बचाते हैं।
7. प्रकाश-अभिक्रिया की महत्वपूर्ण घटनाएँ और अंतिम उत्पाद क्या हैं?
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उत्तर
प्रकाश-अभिक्रिया की महत्वपूर्ण घटनाएँ निम्नलिखित हैं—
(i) क्लोरोफिल अणु की उत्तेजित होकर इलेक्ट्रॉनों के एक युग्म का उत्सर्जन और उनकी ऊर्जा का ADP + Pi से ATP बनाने में उपयोग। इस प्रक्रिया को प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण कहते हैं।
(ii) जल अणु का विघटन
(a) $2H_{2}O \rightarrow 4H^{+}+4e^{-}+ O_{2} \uparrow$
(b) NADP $+2H^{+} \rightarrow NADPH_{2}$
प्रकाश प्रतिक्रिया के अंतिम उत्पाद NADPH और ATP होते हैं।
प्रकाश प्रतिक्रिया में अपचयन शक्ति उत्पन्न होती है, अर्थात् ATP और $NADPH_{2}$ अणु जो अंधेरे चरण में उपयोग होते हैं, $O_{2}$ जल के विघटन से उपउत्पाद के रूप में निकलता है।
8. नीचे दिखाए गए चित्र में A, B, C को लेबल कीजिए। इसमें किस प्रकार की फॉस्फोरिलेशन संभव है?
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उत्तर
A-इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ता
B-इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र
C-क्लोरोफिल (फोटोसिस्टम I) $\mathrm{P}_{700}$
उपरोक्त चित्र में चक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेशन दिखाया गया है।
9. RuBisCo एंजाइम को RuBisCo कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजनेज़ क्यों कहा जाता है और यह प्रकाश संश्लेषण में क्या महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है?
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सोचने की प्रक्रिया
RuBisCo पृथ्वी पर पाया जाने वाला सबसे बड़ा एंजाइम है।
उत्तर
RuBP कार्बोक्सिलेज़ और ऑक्सीजनेज़ की दोहरी प्रकृति होती है। इसकी $CO_{2}$ और $O_{2}$ दोनों के प्रति आसक्ति होती है, लेकिन $CO_{2}$ के प्रति $O_{2}$ की तुलना में अधिक आसक्ति होती है। इस प्रकार, दोनों की सांद्रताएं यह निर्धारित करती हैं कि दोनों में से कौन एंजाइम से बंधेगा।
निम्नलिखित दो स्थितियों पर विचार कीजिए
(i) सामान्य स्थिति में जब $CO_{2}$ और $O_{2}$ की सांद्रता सामान्य होती है, यह कार्बोक्सिलेज़ के रूप में कार्य करता है और रिब्युलोस बिस्फॉस्फेट के साथ मिलकर $CO_{2}$ को स्थिर करता है और $C_{3}$ चक्र सामान्य रूप से संचालित होता है, प्रकाश संश्लेषण के पहले उत्पाद के रूप में ग्लूकोज़ अणु का उत्पादन करता है।
(ii) यदि $O_{2}$ की सांद्रता बढ़ जाती है और $CO_{2}$ घट जाती है, तो यह ऑक्सीजनेज़ एंजाइम के रूप में कार्य करना शुरू कर देता है और $C_{2}$ चक्र (फोटोरेस्पिरेशन) प्रारंभ हो जाता है जहाँ RuBP $O_{2}$ से फॉस्फोग्लाइकोलेट बनाने के लिए बंधता है।
(iii) $C_{4}$ पौधों में एंजाइम स्थल पर $CO_{2}$ की सांद्रता बढ़ाने और अंतःकोशिकीय $CO_{2}$ की सांद्रता बढ़ाने के तंत्र होते हैं। इस प्रकार, यहाँ RuB is $Co$ कार्बोक्सिलेज़ के रूप में कार्य करता है, ऑक्सीजनेज़ के प्रभाव को न्यूनतम करता है।
10. $C_{4}$ पौधों की पत्तियाँ कौन-सी विशिष्ट शारीरिक विशेषताएँ प्रदर्शित करती हैं? वे $C_{3}$ पौधों की संरचना पर किस प्रकार लाभ प्रदान करती हैं?
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उत्तर
क्रांज वनस्पति विज्ञान, वह विशेषता है जो $C_{4}$ पौधे प्रदर्शित करते हैं। इनकी पत्तियों में दो प्रकार के क्लोरोप्लास्ट होते हैं। अग्रानल क्लोरोप्लास्ट बंडल शीथ कोशिकाओं में पाया जाता है जबकि ग्रानल क्लोरोप्लास्ट मेसोफिल कोशिकाओं में पाया जाता है।
बंडल शीथ कोशिका $C_{3}$ चक्र (अंधी प्रतिक्रिया) करती है जबकि मेसोफिल कोशिका $C_{4}$ चक्र करती है।
$C_{4}$ पौधे उच्च $O_{2}$ सांद्रता और तापमान में भी $C_{3}$ पौधों की तुलना में अधिक कुशल होते हैं। कई महत्वपूर्ण फसल पौधे (एकबीजपत्री) $C_{4}$ चक्र दिखाते हैं जैसे मकई, ज्वार, गन्ना और बाजरा।
११. $C_{3}$ और $C_{4}$ पथ के दो महत्वपूर्ण एंजाइमों के नाम क्रमशः बताइए। वे $CO_{2}$ को स्थिर करने में क्या महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं?
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उत्तर
$C_{3}$ चक्र का महत्वपूर्ण एंजाइम RuBP कार्बोक्सिलेज़ ऑक्सीजनेज़ है जो रिब्युलोस बिस-फॉस्फेट, जो कि 5-कार्बन यौगिक है, की कार्बोक्सिलेशन अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, ताकि PGA बने, जो $C_{3}$ चक्र में पहला स्थिर उत्पाद है।
$C_{4}$ चक्र में, महत्वपूर्ण एंजाइम फॉस्फोएनॉल पिरूवेट कार्बोक्सिलेज़ (PEP कार्बोक्सिलेज़) है जो $CO_{2}$ को स्थिर करने में मदद करता है ताकि ऑक्सालोएसीटेट (4-कार्बन यौगिक) बने, जो $C_{4}$ चक्र में प्रकाशरहित अभिक्रिया का पहला स्थिर उत्पाद है।
१२. RuBisCo एंजाइम दुनिया का सबसे प्रचुर एंजाइम क्यों है?
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उत्तर
RuBisCo, जिसे अब RuBP कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजनेज़ कहा जाता है, व्यापक रूप से पाया जाने वाला एंजाइम है क्योंकि RuBisCo कार्बन निर्धारण के पहले प्रमुख चरण को उत्प्रेरित करने के लिए कैल्विन चक्र में प्रयोग किया जाता है।
RuBisCO को दुनिया का सबसे प्रचुर प्रोटीन माना जाता है, क्योंकि यह हर उस पौधे में मौजूद है जो प्रकाशसंश्लेषण करता है और कैल्विन चक्र के माध्यम से आण्विक संश्लेषण करता है।
यह पत्तियों में घुलनशील प्रोटीन का लगभग $20-25 %$ बनाता है और पृथ्वी पर लगभग $1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{s}$ की दर से बनाया जाता है। अनुमान है कि पृथ्वी पर हर व्यक्ति को लगभग $44 \mathrm{~kg}$ RuBisCo द्वारा समर्थित किया जाता है।
१३. $C_{4}$ पौधों में प्रकाशश्वसन क्यों नहीं होता?
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फोटोरेस्पिरेशन $C_{3}$ चक्र से जुड़ी होती है, जहाँ पौधे $CO_{2}$ स्थिरीकरण की हानि इसलिए करते हैं क्योंकि $O_{2}$ की सांद्रता बढ़ जाती है और RuBP कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजनेज़ की गतिविधि की प्रकृति बदल जाती है।
$C_{4}$ पौधों ने $CO_{2}$ की हानि से बचने के लिए एक तंत्र विकसित किया है। RuBP कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजनेज़ का सीधा संपर्क नहीं होता क्योंकि $C_{3}$ चक्र बंडल शीथ कोशिकाओं में संचालित होता है (जहाँ तापमान और ऑक्सीजन स्तर दोनों कम होते हैं)।
$\mathrm{CO}_{2}$ स्थिरीकरण एक अन्य एंजाइम PEP कार्बोक्सिलेज़ द्वारा मेसोफिल कोशिकाओं में किया जाता है और ऑक्सालोएसीटेट बनता है जिसे मैलिक अम्ल में परिवर्तित कर बंडल शीथ कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है।
वहाँ, यह $CO_{2}$ छोड़ता है जिसे कैल्विन चक्र में उपयोग किया जाता है, जो $C_{4}$ पौधों की बंडल शीथ कोशिकाओं में संचालित होता है।
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