फोटोसिंथेसिस

1. प्रकाश अभिक्रियाएँ:

• क्लोरोफिल ए और उपकरण पिगमेंटों द्वारा प्रकाश की ऊर्जा का अवशोषण, जो की क्लोरोप्लास्ट की थाइलैकॉइड मेम्ब्रेन में स्थित होते हैं।
• फोटोसिस्टम I: प700 अभिक्रिया केंद्र, प्रकाश-संचालित समूह, और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से मिलकर बना होता है। यह प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करता है और इलेक्ट्रॉनों को फिरेडोक्सिन में संचालित करता है।
• फोटोसिस्टम II: प680 अभिक्रिया केंद्र, प्रकाश-संचालित समूह, और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला का आवरण करता है। यह जल मोलेकूलों को विभाजित करता है, ऑक्सीजन छोड़ता है और ऊच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है।
• इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला: थाइलैकॉइड मेम्ब्रेन में स्थित इलेक्ट्रॉन परिवहनीयकों की एक श्रृंखला, जो प्रकाशमानों से इलेक्ट्रॉन के संचालन को बढ़ावा देती है और फोटोसिस्टम से NADP + तक इलेक्ट्रॉन का संचालन करने वाले एटीपी के उत्पन्न होने के माध्यम से ATP का उत्पन्न होने का कारण बनाती है।

2. कैल्विन चक्र (अंधेरे अभिक्रियाएं):

• कार्बन निम्नता: CO2 मोलेक्यूल रिबुलोस-1,5-बिस्फॉस्फेट (RuBP) के साथ मिश्रित होते हैं और दो मोलेक्यूल 3-फासफोग्लिसेरेट (3-PGA) का निर्माण करते हैं, जो की रिबुलोस-1,5-बिस्फॉस्फेट कारबोक्सीलेस/ऑक्सीजनेस (रुबिस्को) जैवारूपक के माध्यम से होता है।
• कमी: 3-PGA मोलेक्यूलों को एटीपी और प्रकाश अभिक्रियाओं में उत्पन्न NADPH का उपयोग करके ग्लाइसरालडहाइड-3-फास्फेट (G3P) में कमी की जाती है।
• RuBP का पुनर्जनन: कुछ G3P मोलेक्यूलों का उपयोग करके प्राथमिक CO2 स्वीकारक RuBP का पुनर्जनन किया जाता है, चक्र जारी रखने के लिए।

3. फोटोसिंथेसिस पर प्रभाव डालने वाले कारक:

• प्रकाश तीव्रता: निश्चित सीमा तक फोटोसिंथेसिस की दर पर सीधा प्रभाव डालती है।
• कार्बन डाइऑक्साइड आवृत्ति: उच्च CO2 स्तर प्रकाश सिंथेसिस की दर को बढ़ाते हैं, जब तक संतुलन नहीं हो जाता है।
• तापमान: फोटोसिंथेसिस के लिए आदर्श तापमान 20-25°C के बीच है। अत्यधिक तापमान प्रक्रिया को रोक सकता है।
• पानी की उपलब्धता: पानी की पर्याप्त आपूर्ति फोटोसिंथेसिस के लिए महत्वपूर्ण होती है क्योंकि यह विभिन्न प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है और क्लोरोप्लास्ट की तुरगता को बनाए रखता है।
• रंग की घटना: रंग की मात्रा और प्रकार, विशेष रूप से क्लोरोफिल, प्रकाश अवशोषण और फोटोसिंथेसिस की कुशलता पर प्रभाव डालते हैं।
• क्लोरोप्लास्ट संरचना: मीसोफिल सेल में क्लोरोप्लास्टों का संगठन और व्यवस्था प्रकाश अवशोषण को अधिक अच्छी तरह से करने वाले और फोटोसिंथेसिस की कुशलता को अधिकतम बनाते हैं।

4. फोटोसिंथेसिस का महत्व:

• प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करना: फोटोसिंथेसिस सूरज से प्रकाश की ऊर्जा को ग्लूकोज और अन्य कार्बनिक यौगिकों के रूप में संग्रहीत करने के लिए रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।
• ऑक्सीजन उत्पादन: प्रकाश अभिक्रियाओं के दौरान जल विभाजन के बाद ऑक्सीजन को मुक्त करता है, जो पृथ्वी के हवामंडल में योगदान करता है।
• कार्बन संचयन: वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने से, ग्लोबल कार्बन चक्र को नियामक बनाने और जलवायु परिवर्तन को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
• खाद्य और ऊर्जा का संकलन: खाद्य श्रृंखलाओं का आधार प्रदान करता है और पृथ्वी पर उसी की आवश्यकता होती है जो लाइफ फॉर्मों के लिए आवश्यक होती है।

5. फोटोरेसपिरेशन और इसका महत्व:

• फोटोरिस्पिरेशन: रूबीपी के संबोधित करने में फोटोसंश्लेषण के साथ मुक़ाबला करने वाली प्रक्रिया। ऑक्सीजन CO2 की जगह पर रूबीपी के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे CO2 का उत्पादन और ऑक्सीजन की खपत होती है।
• फोटोरिस्पिरेशन पर प्रभाव डालने वाले कारक: उच्च तापमान, कम CO2 एवं उच्च ऑक्सीजन घनत्व फोटोरिस्पिरेशन को प्राथमिकता देते हैं।
• महत्व: यहां तक कि फोटोरिस्पिरेशन कार्बन निर्धारण की क्षमता को कम करने के बावजूद, यह अतिरिक्त ऊर्जा को विलीन करने, फोटोग्राफि को रोकने, और क्लोरोप्लास्ट में रेडक्स संतुलन को बनाए रखने के लिए संरक्षणात्मक प्रक्रिया के रूप में कार्य करता है।

संदर्भ:

• NCERT Biology Class 11: Chapter 13, Photosynthesis in Higher Plants (एनसीईआरटी जीवविज्ञान कक्षा 11: अध्याय 13, उच्च पादपों में फोटोसंश्लेषण)
• NCERT Biology Class 12: Chapter 15, Plant Growth and Development (एनसीईआरटी जीवविज्ञान कक्षा 12: अध्याय 15, पादप वृद्धि और विकास)