पादप शरीरक्रिया विज्ञान - प्रकाश संश्लेषण 1

प्रारंभिक प्रयोग:

1. जोसेफ प्रीस्टले (1733-1804): 1770 में उसने ऐसे प्रयोगों की श्रृंखला की जिससे यह पता चला कि हरित पौधों की वृद्धि में वायु की अनिवार्य भूमिका होती है। प्रीस्टले ने अनुमान लगाया कि पौधे वह वायु पुनः बना देते हैं जिसे साँस लेने वाले जानवर और जलती मोमबत्तियाँ खपा लेती हैं।

2. जान इंगेनहौज़ (1730-1799): प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध किया कि सूर्य का प्रकाश प्रकाश-संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए अनिवार्य है जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग होता है और ऑक्सीजन उत्पन्न होती है। उसने दिखाया कि केवल पौधों का हरा भाग ही ऑक्सीजन छोड़ सकता है।

3. जूलियस वॉन सैक्स (1854): उसने प्रकाश-संश्लेषण के दौरान ग्लूकोज़ बनने के प्रमाण दिए। उसने पाया कि पौधों के हरे भागों में ही ग्लूकोज़ बनता है और यह ग्लूकोज़ प्रायः स्टार्च के रूप में संचित होता है।

4. टी. डब्ल्यू. एंगेलमैन (1843 – 1909): वह हरी शैवाल क्लैडोफोरा पर काम कर रहा था जिसे एरोबिक जीवाणुओं के सस्पेंशन में रखा गया था। उसने प्रकाश-संश्लेषण का प्रथम क्रियात्मक स्पेक्ट्रम दिया।

5. कॉर्नेलियस वैन नील (1897-1985): उसने दिखाया कि प्रकाश-संश्लेषण मूलतः एक प्रकाश-आश्रित अभिक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड से नहीं बल्कि जल से मुक्त होती है। प्रकाश-संश्लेषण का रासायनिक समीकरण उसी ने प्रस्तुत किया।

क्लोरोप्लास्ट की संरचना:

ये हरे रंग के प्लास्टिड होते हैं जिनमें क्लोरोफिल रंजक होता है।
क्लोरोप्लास्ट समतल डिस्क के आकार की संरचनाएँ होते हैं।
यह एक दोहरी झिल्ली वाली संरचना है।
क्लोरोप्लास्ट झिल्ली प्रणाली से बना होता है जिसमें ग्राना, स्ट्रोमा लेमेला और मैट्रिक्स स्ट्रोमा होते हैं।
क्लोरोप्लास्ट की झिल्ली से घिरी समतल डिस्कों के ढेर वाले भाग को ग्राना कहा जाता है। ग्राना की प्रत्येक डिस्क जैसी संरचना को थाइलाकॉयड कहा जाता है।
ग्राना डिस्क जैसी संरचनाओं से बने होते हैं जिन्हें थाइलाकॉयड कहा जाता है। थाइलाकॉयड्स के ढेर एक-दूसरे के ऊपर रखे जाते हैं जिससे एक ढेर जैसी संरचना बनती है जिसे ग्रेनम कहा जाता है।
प्रकाश अभिक्रिया क्लोरोप्लास्ट के ग्राना में होती है।
अंधेरे की अभिक्रिया क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होती है।
क्लोरोप्लास्ट का रंगहीन द्रव स्ट्रोमा कहलाता है।
स्ट्रोमा लेमेला झिल्ली संरचनाएँ होती हैं जो दो थाइलाकॉयड्स को आपस में जोड़ती हैं।
प्रकाश संश्लेषी रंजक:
प्रकाश संश्लेषी रंजक वे पदार्थ होते हैं जिनमें विशिष्ट तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता होती है।
पत्तियों के रंजकों के क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण से पता चला कि चार प्रमुख रंजक पत्तियों के रंग में योगदान देते हैं:
क्लोरोफिल a (चमकदार या नीला हरा)
क्लोरोफिल b (पीला हरा)
जैन्थोफिल (पीला)
कैरोटीनॉयड (पीले से पीले-नारंगी तक)
अधिकांश प्रकाश संश्लेषण दृश्य स्पेक्ट्रम (VIBGYOR) के नीले और लाल क्षेत्र में होता है, लेकिन कुछ प्रकाश संश्लेषण दृश्य स्पेक्ट्रम के अन्य तरंगदैर्ध्यों पर भी होता है। यद्यपि क्लोरोफिल a प्रकाश को पकड़ने वाला प्रमुख रंजक है, अन्य थाइलाकॉयड रंजक जैसे क्लोरोफिल b, जैन्थोफिल और कैरोटीनॉयड, जिन्हें सहायक रंजक कहा जाता है, भी प्रकाश को अवशोषित करते हैं और ऊर्जा को क्लोरोफिल a में स्थानांतरित करते हैं।

क्लोरोफिल की संरचना

क्लोरोफिल हरे पौधों में सबसे व्यापक रूप से पाया जाने वाला वर्णक है।
यह एक पोर्फिरिन व्युत्पन्न है जिसके केंद्रीय रासायनिक संरचना में मैग्नीशियम आयन होता है।
क्लोरोफिल एक टेट्रापाइरोल है जिसमें चार नाइट्रोजन और कार्बन होते हैं।
टेट्रापाइरोल, केंद्रीय मैग्नीशियम आयन के साथ मिलकर एक पोर्फिरिन रिंग बनाता है।
थाइलाकॉयड झिल्ली में मौजूद संकुलों के प्रकार:
फोटोसिस्टम I: अभिक्रिया केंद्र में 700 nm पर अधिकतम अवशोषण वाला क्लोरोफिल a होता है
फोटोसिस्टम II: अभिक्रिया केंद्र में 680 nm पर अधिकतम अवशोषण वाला क्लोरोफिल a होता है
साइटोक्रोम b6f (cyt b6f) संकुल: इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में शामिल होता है।
ATP सिंथेस: ATP संश्लेषण में शामिल होता है