प्रकाश संश्लेषण: प्रक्रिया, जीव, प्रकार, कारक और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

प्रकाश संश्लेषण जैविक प्रक्रिया जहां सूरज की रोशनी कार्बनिक अणुओं में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा में बदल जाती है है। यह सौर ऊर्जा और पृथ्वी पर जीवन के बीच का संबंध है।

चयापचय, पौधों को ऑटोट्रॉफ़ के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसका मतलब है कि उन्हें जीवित रहने के लिए भोजन का उपभोग करने की आवश्यकता नहीं है, यह प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से स्वयं उत्पन्न करने में सक्षम है। सभी पौधे, शैवाल और यहां तक ​​कि कुछ बैक्टीरिया प्रकाश संश्लेषक जीव हैं, जो ऊतकों या संरचनाओं के हरे रंग की विशेषता है।

प्रकाश संश्लेषण (बाएं) और श्वसन (दाएं)। बीबीसी से ली गई दाईं ओर की छवि

यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट नामक ऑर्गेनेल में होती है: झिल्लीदार सबसेल्यूलर डिब्बों में प्रोटीन और एंजाइम की एक श्रृंखला होती है जो जटिल प्रतिक्रियाओं के विकास की अनुमति देती है। इसके अलावा, यह भौतिक स्थान है जहां क्लोरोफिल संग्रहीत होता है, प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक वर्णक होता है।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बन जो मार्ग लेता है, कार्बन डाइऑक्साइड से शुरू होता है और एक चीनी अणु के साथ समाप्त होता है, सराहनीय विस्तार से जाना जाता है। मार्ग को ऐतिहासिक रूप से प्रकाश चरण और अंधेरे चरण में विभाजित किया गया है, स्थानिक रूप से क्लोरोप्लास्ट में अलग हो गया है।

प्रकाश चरण क्लोरोप्लास्ट थाइलाकोइड की झिल्ली में होता है और इसमें पानी के अणु के टूटने से ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में शामिल होता है। बाद को एटीपी और एनएडीपीएच के रूप में एक ऊर्जा भंडार बनाने के लिए झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है, जो अगले चरण में उपयोग किया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण का गहरा चरण क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होता है। इसमें कैल्विन-बेन्सन चक्र के एंजाइम के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ ₂) को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित किया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण प्रारंभिक ऊर्जा और ऑक्सीजन के स्रोत के रूप में ग्रह पर रहने वाले सभी जीवों के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग है। हाइपोथेटिक रूप से, यदि प्रकाश संश्लेषण काम करना बंद कर दे, तो सभी "उच्च" जीवित चीजों का एक सामूहिक विलोपन घटना सिर्फ 25 वर्षों में घटित होगी।

एेतिहाँसिक विचाराे से

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पहले यह सोचा गया था कि पौधों ने अपने भोजन को मिट्टी में मौजूद ह्यूमस के लिए धन्यवाद दिया, इसी तरह से पशु पोषण के लिए। ये विचार प्राचीन दार्शनिकों जैसे कि एम्पेडोकल्स और अरस्तू से आए थे। उन्होंने मान लिया कि जड़ें गर्भनाल या "मुंह" की तरह व्यवहार करती हैं जो पौधे को खिलाती हैं।

यह दृष्टि उत्तरोत्तर उन्नीसवीं और उन्नीसवीं शताब्दी के बीच दर्जनों शोधकर्ताओं की कड़ी मेहनत की बदौलत बदल गई, जिसने प्रकाश संश्लेषण का आधार प्रकट किया।

प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया का अवलोकन लगभग 200 साल पहले शुरू हुआ, जब जोसेफ प्रीस्टले ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश संश्लेषण कोशिकीय श्वसन का उल्टा था। इस शोधकर्ता ने पता लगाया कि वातावरण में मौजूद सभी ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से पौधों द्वारा निर्मित होते हैं।

इसके बाद, इस प्रक्रिया के प्रभावी रूप से होने के लिए पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता के पुख्ता सबूत सामने आने लगे।

19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, क्लोरोफिल अणु को पहली बार अलग किया गया था और यह समझना संभव था कि प्रकाश संश्लेषण रासायनिक ऊर्जा के भंडारण की ओर कैसे जाता है।

गैस एक्सचेंज स्टोइकोमेट्री जैसे अग्रणी दृष्टिकोण के कार्यान्वयन ने प्रकाश संश्लेषण के उत्पाद के रूप में स्टार्च की पहचान करने में कामयाबी हासिल की। इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण स्थिर आइसोटोप के उपयोग के माध्यम से जीव विज्ञान में पहले विषयों में से एक था।

प्रकाश संश्लेषण समीकरण

प्रकाश संश्लेषण सूत्र

सामान्य समीकरण

रासायनिक रूप से, प्रकाश संश्लेषण एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया है जहां कुछ प्रजातियों को ऑक्सीकरण किया जाता है और अपने इलेक्ट्रॉनों को अन्य प्रजातियों को देते हैं जो कम हो जाते हैं।

प्रकाश संश्लेषण की सामान्य प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण में संक्षेपित किया जा सकता है: H ₂ O + light + CO ₂ → CH ₂ O + O _2. जहाँ CH ₂ O (ग्लूकोज अणु का एक छठा) शब्द संदर्भित करता है कार्बनिक यौगिकों को शर्करा कहा जाता है जो पौधे बाद में उपयोग करेगा, जैसे कि सुक्रोज या स्टार्च।

प्रकाश और अंधेरे चरण

हम प्रकाश संश्लेषण के प्रत्येक चरण: प्रकाश चरण और अंधेरे चरण के लिए इस समीकरण को दो और विशिष्ट समीकरणों में तोड़ सकते हैं।

हम प्रकाश चरण का प्रतिनिधित्व करते हैं: 2H ₂ O + प्रकाश → O2 + 4H ⁺ + 4e ^- । इसी तरह, अंधेरे चरण में निम्नलिखित संबंध शामिल हैं: CO ₂ + 4H ⁺ + 4e CH → CH ₂ O + H ₂ O.

Δ

मुक्त ऊर्जा (Δ जी °) इन प्रतिक्रियाओं के लिए कर रहे हैं: 479 जूल · mol ^- 1, 317 जूल · mol ^-1, और 162 जूल · mol ^-1, क्रमशः। जैसा कि ऊष्मप्रवैगिकी द्वारा सुझाया गया है, इन मूल्यों का सकारात्मक संकेत एक ऊर्जा की आवश्यकता में परिवर्तित होता है और इसे एन्डरर्जोनिक प्रक्रिया कहा जाता है।

प्रकाश संश्लेषक जीव इस ऊर्जा को प्राप्त होने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए कहाँ प्राप्त करता है? धूप से।

यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि, प्रकाश संश्लेषण के विपरीत, एरोबिक श्वसन एक बाहरी प्रक्रिया है - इस मामले में ofG ° का मान एक नकारात्मक संकेत के साथ है - जहां जारी की गई ऊर्जा का उपयोग जीव द्वारा किया जाता है। इसलिए, समीकरण है: सीएच ₂ ओ + ओ ₂ → सीओ ₂ + एच ₂ ओ।

कहां होता है?

ज्यादातर पौधों में, मुख्य अंग जहां प्रक्रिया होती है वह पत्ती में होती है। इन ऊतकों में हम छोटे ग्लोबोज संरचनाओं को पाते हैं, जिन्हें स्टोमेटा कहा जाता है, जो गैसों के प्रवेश और निकास को नियंत्रित करते हैं।

जो कोशिकाएँ एक हरे ऊतक का निर्माण करती हैं, उनके अंदर 100 क्लोरोप्लास्ट हो सकते हैं। इन डिब्बों को दो बाहरी झिल्लियों और एक जलीय चरण द्वारा संरचित किया जाता है जिसे स्ट्रोमा कहा जाता है जहां एक तीसरी झिल्ली प्रणाली स्थित होती है: थाइलाकोइड।

प्रक्रिया (चरण)

प्रकाश चरण

प्रकाश संश्लेषण ग्रह पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में वर्णक द्वारा प्रकाश के कब्जे के साथ शुरू होता है: क्लोरोफिल। प्रकाश के अवशोषण के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों की उत्तेजना एक उच्च ऊर्जा अवस्था में होती है - इस प्रकार सूर्य से ऊर्जा को संभावित रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।

थायलाकोइड झिल्ली में, प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट को सैकड़ों पिगमेंट अणुओं से युक्त फोटॉनों में व्यवस्थित किया जाता है जो एक एंटीना के रूप में कार्य करता है जो प्रकाश को अवशोषित करता है और ऊर्जा को क्लोरोफिल अणु में स्थानांतरित करता है, जिसे "प्रतिक्रिया केंद्र" कहा जाता है।

प्रतिक्रिया केंद्र एक साइटोक्रोम से बंधे हुए ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन से बना है। यह झिल्ली प्रोटीन की एक श्रृंखला के माध्यम से एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में अन्य अणुओं में इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है। यह घटना एटीपी और एनएडीपीएच के संश्लेषण के साथ मिलकर है।

प्रोटीन शामिल

प्रोटीन विभिन्न परिसरों में व्यवस्थित होते हैं। उनमें से दो प्रकाश प्रणाली I और II हैं, जो प्रकाश को अवशोषित करने और प्रतिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार हैं। तीसरे समूह में साइटोक्रोम bf कॉम्प्लेक्स शामिल है।

प्रोटॉन ग्रेडिएंट द्वारा उत्पादित ऊर्जा का उपयोग चौथे जटिल, एटीपी सिंथेज़ द्वारा किया जाता है, जो एटीवी संश्लेषण के साथ प्रोटॉन के प्रवाह को जोड़े। ध्यान दें कि श्वसन के संबंध में सबसे अधिक प्रासंगिक अंतर यह है कि ऊर्जा न केवल एटीपी में परिवर्तित होती है, बल्कि एनएडीपीएच में भी परिवर्तित होती है।

Photosystems

फोटोसिस्टम I में 700 नैनोमीटर के अवशोषण शिखर के साथ एक क्लोरोफिल अणु होता है, इसलिए इसे P ₇₀₀ कहा जाता है । इसी तरह, फोटोसिस्टम II का अवशोषण शिखर 680 है, संक्षिप्त रूप से पी ₆₈₀ ।

फोटोसिस्टम I का कार्य NADPH का उत्पादन है और फोटोसिस्टम II का एटीपी का संश्लेषण है। फोटोसिस्टम II द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा पानी के अणु के टूटने, प्रोटॉन को छोड़ने और थायलाकोइड झिल्ली के पार एक नया ढाल बनाने से आती है।

ब्रेक से निकलने वाले इलेक्ट्रॉनों को एक वसा-घुलनशील यौगिक में स्थानांतरित किया जाता है: प्लास्टोक्विनोन, जो प्रकाश तंत्र II से साइटोक्रोम बीएफ कॉम्प्लेक्स में इलेक्ट्रॉनों को ले जाता है, प्रोटॉन का एक अतिरिक्त पंपिंग पैदा करता है।

फोटोसिस्टम II से, इलेक्ट्रॉनों प्लास्टोसायनिन और फोटोसिस्टम I से गुजरते हैं, जो NADP ⁺ से NADPH को कम करने के लिए उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है। इलेक्ट्रॉनों अंततः फेरोडॉक्सिन तक पहुंचते हैं और एनएडीपीएच उत्पन्न करते हैं।

इलेक्ट्रॉनों का चक्रीय प्रवाह

एक वैकल्पिक मार्ग है जहां एटीपी संश्लेषण में एनएडीपीएच संश्लेषण शामिल नहीं है, आमतौर पर आवश्यक चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए। इसलिए एटीपी या एनएडीपीएच उत्पन्न करने का निर्णय सेल की क्षणिक जरूरतों पर निर्भर करता है।

इस घटना में फोटो सिस्टम I द्वारा एटीपी के संश्लेषण को शामिल किया गया है। इलेक्ट्रॉनों को एनएडीपी ^{+ में} स्थानांतरित नहीं किया जाता है, लेकिन साइटोक्रोम बीएफ कॉम्प्लेक्स में एक इलेक्ट्रॉन ढाल का निर्माण होता है।

प्लास्टोसायनिन, फोटोसिस्टम I में इलेक्ट्रॉनों को लौटाता है, परिवहन चक्र को पूरा करता है और प्रोटोन को साइटोक्रोम एफएफ कॉम्प्लेक्स में पंप करता है।

अन्य पिगमेंट

क्लोरोफिल एकमात्र वर्णक नहीं है जो पौधों के पास है, तथाकथित "गौण वर्णक" भी हैं, जिनमें कैरोटीनॉइड भी शामिल हैं।

प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण में, संभावित रूप से सेल के लिए हानिकारक तत्वों का उत्पादन, जैसे "एकल ऑक्सीजन" होता है। कैरोटीनॉयड यौगिक के गठन को रोकने या इसे हानिकारक ऊतकों से रोकने के लिए जिम्मेदार हैं।

ये पिगमेंट हम शरद ऋतु में निरीक्षण करते हैं, जब पत्तियां अपना हरा रंग खो देती हैं और पीले या नारंगी रंग का हो जाता है, क्योंकि नाइट्रोजन प्राप्त करने के लिए पौधे क्लोरोफिल को तोड़ रहे हैं।

अंधेरा चरण

इस प्रारंभिक प्रक्रिया का लक्ष्य NADPH (निकोटिनमाइड-एडेनिन-डाइन्यूक्लियोटाइड-फॉस्फेट या "शक्ति को कम करना") और एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, या "सेल की ऊर्जा मुद्रा") के उत्पादन के लिए सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करना है। इन तत्वों का उपयोग अंधेरे चरण में किया जाएगा।

इस चरण में शामिल जैव रासायनिक चरणों का वर्णन करने से पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि, हालांकि इसका नाम "अंधेरे चरण" है, यह आवश्यक रूप से कुल अंधेरे में नहीं होता है। ऐतिहासिक रूप से, इस शब्द ने प्रकाश की स्वतंत्रता को संदर्भित करने का प्रयास किया। दूसरे शब्दों में, चरण प्रकाश की उपस्थिति या अनुपस्थिति में हो सकता है।

हालांकि, जैसा कि चरण प्रकाश चरण में होने वाली प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करता है - जिसके लिए प्रकाश की आवश्यकता होती है - कार्बन प्रतिक्रियाओं के इन चरणों की श्रृंखला को संदर्भित करना सही है।

केल्विन चक्र

इस चरण में, कैल्विन चक्र या तीन-कार्बन मार्ग होता है, 1940 में अमेरिकी शोधकर्ता मेल्विन केल्विन द्वारा वर्णित एक जैव रासायनिक मार्ग। 1961 में चक्र की खोज को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

सामान्य तौर पर, चक्र के तीन मौलिक चरणों का वर्णन किया गया है: सीओ ₂ स्वीकर्ता का कार्बोक्जिलाइज़ेशन, 3-फॉस्फोग्लिसरेट की कमी और सीओ ₂ स्वीकर्ता का पुनर्जनन ।

चक्र कार्बन डाइऑक्साइड के निगमन या "निर्धारण" से शुरू होता है। यह इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने के माध्यम से कार्बन से कार्बोहाइड्रेट को कम करता है, और एनएडीपीएच को कम करने वाली शक्ति के रूप में उपयोग करता है।

प्रत्येक मोड़ में, चक्र को एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु को शामिल करने की आवश्यकता होती है, जो राइबुलस बिसफ़ॉस्फ़ेट के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे दो तीन कार्बन यौगिक उत्पन्न होते हैं जो कम हो जाएंगे और एक रिबुलोज़ अणु को पुन: उत्पन्न करेंगे। चक्र के तीन मोड़ एक ग्लिसरालिड फॉस्फेट अणु में परिणाम करते हैं।

इसलिए, ग्लूकोज जैसी छह-कार्बन चीनी उत्पन्न करने के लिए, छह चक्र आवश्यक हैं।

प्रकाश संश्लेषक जीव

जीवों की प्रकाश संश्लेषक क्षमता दो डोमेन में दिखाई देती है, जो बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स से बनी होती है। इस साक्ष्य के आधार पर, जिन व्यक्तियों में आर्किया डोमेन शामिल है, वे इस जैव रासायनिक मार्ग से रहित हैं।

प्रकाश संश्लेषक जीव आधुनिक साइनोबैक्टीरिया के समान संरचित स्ट्रोमेटोलाइट्स के रूप में लगभग 3.2 से 3.5 बिलियन साल पहले दिखाई दिए थे।

तार्किक रूप से, एक प्रकाश संश्लेषक जीव को जीवाश्म रिकॉर्ड में ऐसे नहीं पहचाना जा सकता है। हालाँकि, इसके आकारिकी या भूवैज्ञानिक संदर्भ को ध्यान में रखते हुए इनफ़ायर बनाया जा सकता है।

बैक्टीरिया के संबंध में, सूर्य के प्रकाश को लेने और इसे शर्करा में बदलने की क्षमता विभिन्न फ़ाइला में व्यापक रूप से वितरित की जाती है, हालांकि इसमें स्पष्ट विकास पैटर्न नहीं दिखता है।

बैक्टीरिया में सबसे अधिक आदिम प्रकाश संश्लेषक कोशिकाएँ पाई जाती हैं। उनके पास वर्णक बैक्टीरियोक्लोरोफिल है, न कि प्रसिद्ध हरे पौधे क्लोरोफिल।

प्रकाश संश्लेषक जीवाणु समूहों में साइनोबैक्टीरिया, प्रोटोबैक्टीरिया, सल्फर ग्रीन बैक्टीरिया, फर्मिक्यूट्स, फिलामेंटस एनॉक्सी फोटोट्रॉफ़्स और एसिडोबैक्टीरिया शामिल हैं।

पौधों के रूप में, वे सभी प्रकाश संश्लेषण की क्षमता रखते हैं। वास्तव में, यह इस समूह की सबसे अलग विशेषता है।

प्रकाश संश्लेषण के प्रकार

ऑक्सीजन और एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण

प्रकाश संश्लेषण को विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। एक पहला वर्गीकरण ध्यान में रखता है यदि जीव कार्बन डाइऑक्साइड की कमी के लिए पानी का उपयोग करता है। इस प्रकार, हमारे पास ऑक्सीजनयुक्त प्रकाश संश्लेषक जीव हैं, जिसमें पौधे, शैवाल और सायनोबैक्टीरिया शामिल हैं।

इसके विपरीत, जब शरीर पानी का उपयोग नहीं करता है, तो उन्हें एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषक जीव कहा जाता है। इस समूह में हरे और बैंगनी बैक्टीरिया शामिल हैं, उदाहरण के लिए जेनेरा क्लोरोबियम और क्रोमेटियम, जो कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने के लिए सल्फर या हाइड्रोजन गैस का उपयोग करते हैं।

ये जीवाणु ऑक्सीजन की उपस्थिति में प्रकाश संश्लेषण का सहारा लेने में सक्षम नहीं हैं, उन्हें एनारोबिक वातावरण की आवश्यकता होती है। इसलिए, प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन की पीढ़ी का नेतृत्व नहीं करता है - इसलिए "एनोक्सीजेनिक" नाम।

चयापचय के प्रकार सी

प्रकाश संश्लेषण को पौधों के शारीरिक अनुकूलन के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स में, वायुमंडल से कार्बोहाइड्रेट में आने वाले CO ₂ की कमी केल्विन चक्र में होती है। यह प्रक्रिया एंजाइम रूबिस्को (राइबुलस-1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज / ऑक्सीजनएज़) से शुरू होती है और गठित पहला स्थिर यौगिक 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड होता है, जिसमें तीन कार्बन होते हैं।

ऊष्मा तनाव की स्थितियों के तहत, जिसे उच्च विकिरण या सूखा कहा जाता है, रूबिसो एंजाइम ओ ₂ और सीओ _{2 के} बीच अंतर नहीं कर सकता है । यह घटना स्पष्ट रूप से प्रकाश संश्लेषण की क्षमता कम कर देती है और इसे फोटोरिसेपरेशन कहा जाता है।

इन कारणों के लिए विशेष प्रकाश संश्लेषक चयापचय वाले पौधे हैं जो उन्हें इस असुविधा से बचने की अनुमति देते हैं।

सी 4 चयापचय

टाइप सी ₄ चयापचय का उद्देश्य कार्बन डाइऑक्साइड को केंद्रित करना है। रूबिसो एक्ट्स से पहले, C ₄ प्लांट PEPC द्वारा एक पहले कार्बोक्जिलेलेशन को अंजाम देता है।

ध्यान दें कि दो carboxylations के बीच एक स्थानिक अलगाव है। सी ₄ प्लांट "क्रान्ज़" या क्राउन एनाटॉमी होने से प्रतिष्ठित होते हैं, जो मेसोफिल कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं और सामान्य या सी ₃ प्रकाश संश्लेषण में इन कोशिकाओं के विपरीत, प्रकाश संश्लेषक होते हैं ।

इन कोशिकाओं में, पहली कार्बोक्जिलाइज़ेशन PEPC द्वारा होता है, जो कि उत्पाद ऑक्सालोसेटेट के रूप में होता है, जो कि कम हो जाता है। यह म्यान सेल के लिए फैलता है, जहां एक डिकारबॉक्साइलेशन प्रक्रिया होती है, जिससे सीओ ₂ उत्पन्न होता है । कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग रूबिसको द्वारा निर्देशित दूसरे कार्बोक्सिलेशन में किया जाता है।

सीएएम प्रकाश संश्लेषण

कैसुलसी के सीएएम प्रकाश संश्लेषण या एसिड चयापचय पौधों का एक अनुकूलन है जो बेहद शुष्क जलवायु में रहते हैं और अनानास, ऑर्किड, कार्नेशन जैसे पौधों के विशिष्ट हैं।

सीएएम पौधों में कार्बन डाइऑक्साइड का आत्मसात रात के घंटों में होता है, क्योंकि स्टोमेटा के खुलने से पानी का नुकसान दिन के मुकाबले कम होगा।

सीओ ₂ पीईपी के साथ मिलकर एक प्रतिक्रिया करता है, जो पीईपीसी द्वारा उत्प्रेरित होता है, जो मैलिक एसिड बनाता है। यह उत्पाद सुबह के घंटों में अपनी सामग्री जारी करने वाले रिक्तिका में संग्रहीत किया जाता है, फिर इसे डीकार्बाक्सिलेट किया जाता है और सीओ ₂ को केल्विन चक्र में शामिल किया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण में शामिल कारक

प्रकाश संश्लेषण की दक्षता में हस्तक्षेप करने वाले पर्यावरणीय कारकों में से निम्नलिखित निम्नलिखित हैं: सीओ ₂ और प्रकाश की वर्तमान मात्रा, तापमान, प्रकाश संश्लेषण उत्पादों का संचय, ऑक्सीजन की मात्रा और पानी की उपलब्धता।

पौधे-विशिष्ट कारक भी एक मौलिक भूमिका निभाते हैं, जैसे कि उम्र और विकास की स्थिति।

पर्यावरण में सीओ ₂ की एकाग्रता कम है (यह मात्रा के 0.03% से अधिक नहीं है), इसलिए किसी भी न्यूनतम भिन्नता के प्रकाश संश्लेषण पर महत्वपूर्ण परिणाम हैं। इसके अलावा, पौधे केवल 70 से 80% कार्बन डाइऑक्साइड मौजूद हैं।

यदि उल्लिखित अन्य चर द्वारा कोई सीमाएं नहीं हैं, तो हम पाते हैं कि प्रकाश संश्लेषण उपलब्ध सीओ ₂ की मात्रा पर निर्भर करेगा ।

इसी तरह, प्रकाश की तीव्रता महत्वपूर्ण है। कम तीव्रता वाले वातावरण में, श्वसन प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण को बेहतर बनाएगी। इस कारण से, प्रकाश संश्लेषण उन घंटों में अधिक सक्रिय होता है जब सौर तीव्रता अधिक होती है, जैसे कि सुबह के पहले घंटे।

कुछ पौधे दूसरों की तुलना में अधिक प्रभावित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, चारा घास तापमान के प्रति बहुत असंवेदनशील हैं।

विशेषताएं

ग्रह पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए प्रकाश संश्लेषण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह मार्ग जीवन के सभी रूपों, ऑक्सीजन के स्रोत और सभी मौजूदा ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के आधार होने के लिए जिम्मेदार है, क्योंकि यह सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने की सुविधा प्रदान करता है।

दूसरे शब्दों में, प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन का उत्पादन करता है जिसे हम सांस लेते हैं - जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वह तत्व प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद है - और वह भोजन जो हम दैनिक आधार पर उपभोग करते हैं। लगभग सभी जीवित जीव प्रकाश संश्लेषण से प्राप्त कार्बनिक यौगिकों को ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं।

ध्यान दें कि एरोबिक जीव केवल ऑक्सीजन की उपस्थिति में प्रकाश संश्लेषण द्वारा उत्पन्न कार्बनिक यौगिकों से ऊर्जा निकालने में सक्षम हैं - जो प्रक्रिया का एक उत्पाद भी है।

वास्तव में, प्रकाश संश्लेषण कार्बन डाइऑक्साइड की एक प्रचलित संख्या (200 बिलियन टन) को कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने में सक्षम है। ऑक्सीजन के लिए, उत्पादन 140 बिलियन टन की सीमा में होने का अनुमान है।

इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण हमें अधिकांश ऊर्जा (लगभग 87%) प्रदान करता है जो मानवता जीवित रहने के लिए उपयोग करती है, जीवाश्म प्रकाश संश्लेषक ईंधन के रूप में।

क्रमागत उन्नति

पहले प्रकाश संश्लेषक जीवन रूपों

विकासवाद के प्रकाश में, प्रकाश संश्लेषण एक अत्यंत प्राचीन प्रक्रिया प्रतीत होती है। जीवन के पहले रूपों की उपस्थिति के पास इस मार्ग की उत्पत्ति को निर्धारित करने वाले सबूतों की एक बड़ी मात्रा है।

यूकेरियोट्स में उत्पत्ति के संबंध में, वहाँ भारी सबूत हैं जो प्रक्रिया के लिए सबसे प्रशंसनीय स्पष्टीकरण के रूप में एंडोसिम्बायोसिस का प्रस्ताव करता है।

इस प्रकार, जीव सियानोबैक्टीरिया की याद दिलाते हैं, क्लोरोप्लास्ट बन सकते हैं, जो बड़े प्रोजेरिया के साथ एंडोसिम्बायोटिक संबंधों के लिए धन्यवाद। इस कारण से, प्रकाश संश्लेषण का विकास मूल जीवाणु क्षेत्र में पैदा होता है और क्षैतिज जीन हस्तांतरण की बड़े पैमाने पर दोहराव की घटनाओं के लिए धन्यवाद वितरित किया जा सकता है।

विकास में ऑक्सीजन की भूमिका

इसमें कोई संदेह नहीं है कि प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से प्रकाश के ऊर्जा रूपांतरण ने ग्रह पृथ्वी के वर्तमान वातावरण को आकार दिया है। प्रकाश संश्लेषण, एक नवाचार के रूप में देखा जाता है, ने ऑक्सीजन के साथ वातावरण को समृद्ध किया और जीवन रूपों के ऊर्जावानों में क्रांति ला दी।

जब ओ ₂ का विमोचन पहले प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा _{शुरू हुआ}, तो शायद यह महासागरों के पानी में भंग हो गया, जब तक कि यह संतृप्त नहीं था। इसके अलावा, ऑक्सीजन लोहे के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम था, लौह ऑक्साइड के रूप में अवक्षेपित, जो वर्तमान में खनिजों का एक अमूल्य स्रोत है।

वायुमंडल के लिए उन्नत अतिरिक्त ऑक्सीजन, अंततः वहां ध्यान केंद्रित करने के लिए। O ₂ की एकाग्रता में इस भारी वृद्धि के महत्वपूर्ण परिणाम हैं: जैविक संरचनाओं और एंजाइमों को नुकसान, प्रोकैरियोट्स के कई समूहों की निंदा।

इसके विपरीत, अन्य समूहों ने नए ऑक्सीजन युक्त वातावरण में रहने के लिए अनुकूलन का प्रदर्शन किया, जो कि प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा आकार दिया गया था, शायद प्राचीन साइनोबैक्टीरिया।

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