प्रकाश संश्लेषण

हम बताते हैं कि प्रकाश संश्लेषण क्या है, इसकी विशेषताएं, समीकरण और चरण। साथ ही, यह विश्व के पारिस्थितिक तंत्र के लिए क्यों महत्वपूर्ण है।

प्रकाश संश्लेषण पौधों और अन्य स्वपोषी जीवों का मुख्य पोषण तंत्र है।

प्रकाश संश्लेषण क्या है?

प्रकाश संश्लेषण एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधों, शैवाल और जीवाणु प्रकाश संश्लेषक कन्वर्ट अकार्बनिक सामग्री (कार्बन डाइऑक्साइड और पानी) में कार्बनिक पदार्थ (शर्करा), का लाभ उठाते हुए ऊर्जा से आ रहा है सूरज की रोशनी. यह का मुख्य तंत्र है पोषण सभी का स्वपोषी जीव जिनमें क्लोरोफिल होता है, जो प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया के लिए आवश्यक वर्णक है।

प्रकाश संश्लेषण ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण जैव रासायनिक तंत्रों में से एक है क्योंकि इसमें कार्बनिक पोषक तत्वों का निर्माण शामिल है जो कि प्रकाश ऊर्जा से आ रही रवि अलग में अणुओं उपयोगी (कार्बोहाइड्रेट)। दरअसल, इस प्रक्रिया का नाम ग्रीक आवाजों से आया है तस्वीर, "प्रकाश और संश्लेषण, "संयोजन"।

प्रकाश संश्लेषण के बाद संश्लेषित कार्बनिक अणुओं का उपयोग किस स्रोत के रूप में किया जा सकता है? रासायनिक ऊर्जा महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का समर्थन करने के लिए, जैसे सेलुलर श्वसन और अन्य प्रतिक्रियाएं जो इसका हिस्सा हैं उपापचय का जीवित प्राणियों.

प्रकाश संश्लेषण करने के लिए, क्लोरोफिल की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, एक वर्णक जो सूर्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है, जो पौधों और शैवाल को उनके विशिष्ट हरे रंग का रंग देता है। यह रंगद्रव्य क्लोरोप्लास्ट, विभिन्न आकारों के सेलुलर ऑर्गेनेल में पाया जाता है जो कि विशिष्ट हैं सब्जियों की कोशिकाएं, विशेष रूप से पर्ण कोशिकाएं (पत्तियों की)। क्लोरोप्लास्ट में का एक सेट होता है प्रोटीन यू एंजाइमों जो जटिल प्रतिक्रियाओं के विकास की अनुमति देते हैं जो प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया का हिस्सा हैं।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया किसके लिए आवश्यक है? पारिस्थितिकी तंत्र और के लिए जिंदगी जैसा कि हम उन्हें जानते हैं, क्योंकि यह कार्बनिक पदार्थों के निर्माण और संचलन और अकार्बनिक पदार्थ के निर्धारण की अनुमति देता है। इसके अलावा, ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण के दौरान, अधिकांश जीवित प्राणियों को अपने उत्पादन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन का उत्पादन होता है। सांस लेना.

प्रकाश संश्लेषण के प्रकार

प्रतिक्रिया करने के लिए शरीर द्वारा उपयोग किए जाने वाले पदार्थों के आधार पर दो प्रकार के प्रकाश संश्लेषण को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

  • ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण। यह के उपयोग की विशेषता है पानी (H2O) की कमी के लिए कार्बन डाईऑक्साइड (CO2) सेवन किया। इस प्रकार के प्रकाश संश्लेषण में, न केवल शरीर के लिए उपयोगी शर्करा का उत्पादन होता है, बल्कि प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन (O2) भी प्राप्त होता है। पौधे, शैवाल और सायनोबैक्टीरिया ऑक्सीजन युक्त प्रकाश संश्लेषण करते हैं।
  • एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण। शरीर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को कम करने के लिए पानी का उपयोग नहीं करता है, बल्कि हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) या हाइड्रोजन गैस (H2) अणुओं को तोड़ने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है। इस प्रकार का प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन (O2) का उत्पादन नहीं करता है और इसके बजाय प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में सल्फर छोड़ता है। एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण तथाकथित हरे और बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, जिसमें बैक्टीरियोक्लोरोफिल के नाम से समूहित प्रकाश संश्लेषक वर्णक होते हैं, जो पौधों के क्लोरोफिल से भिन्न होते हैं।

प्रकाश संश्लेषण की विशेषताएं

पौधों और शैवाल में, प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट नामक जीवों में होता है।

मोटे तौर पर, प्रकाश संश्लेषण की विशेषता निम्नलिखित है:

  • यह कार्बनिक यौगिकों को प्राप्त करने के लिए सूर्य के प्रकाश का लाभ लेने की एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है, अर्थात पानी (H2O) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) जैसे अकार्बनिक तत्वों से पोषक तत्वों का संश्लेषण।
  • यह विभिन्न द्वारा किया जा सकता है स्वपोषी जीव, जब तक उनके पास प्रकाश संश्लेषक वर्णक होते हैं (सबसे महत्वपूर्ण क्लोरोफिल है)। यह पौधों (स्थलीय और जलीय दोनों), शैवाल, पादप प्लवक, प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया। कुछ जानवरों समुद्री स्लग सहित प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं एलिसिया क्लोरोटिका और चित्तीदार समन्दर एम्बिस्टोमा मैक्युलैटम (उत्तरार्द्ध यह करने के लिए धन्यवाद करता है सिम्बायोसिस समुद्री शैवाल के साथ)।
  • पौधों और शैवाल में, प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट नामक विशेष अंग में होता है, जिसमें क्लोरोफिल पाया जाता है। प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में क्लोरोफिल (या अन्य समान वर्णक) भी होते हैं, लेकिन उनके पास क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं।
  • कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) से कार्बन को ठीक करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पदार्थ के आधार पर प्रकाश संश्लेषण दो प्रकार के होते हैं। ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण पानी (H2O) का उपयोग करता है और ऑक्सीजन (O2) का उत्पादन करता है, जिसे आसपास के वातावरण में छोड़ा जाता है। एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) या हाइड्रोजन गैस (H2) का उपयोग करता है, और ऑक्सीजन का उत्पादन नहीं करता है, बल्कि सल्फर छोड़ता है।
  • प्राचीन ग्रीस के बाद से, सूर्य के प्रकाश और पौधों के बीच संबंध पहले से ही माना जाता था। हालांकि, 18वीं, 19वीं और 20वीं शताब्दी के वैज्ञानिकों के क्रमिक समूह के योगदान के कारण प्रकाश संश्लेषण के अध्ययन और समझ में प्रगति को महत्व मिलना शुरू हो गया। उदाहरण के लिए, पौधों में ऑक्सीजन की पीढ़ी को प्रदर्शित करने वाले पहले अंग्रेज पादरी जोसेफ प्रीस्टले (1732-1804) थे और प्रकाश संश्लेषण के मूल समीकरण को तैयार करने वाले पहले जर्मन वनस्पतिशास्त्री फर्डिनेंड सैक्स (1832-1897) थे। बाद में, बायोकेमिकल अमेरिकी मेल्विन केल्विन (1911-1997) ने केल्विन चक्र (प्रकाश संश्लेषण के चरणों में से एक) को स्पष्ट करते हुए एक और बहुत बड़ा योगदान दिया, जिसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला। रसायन विज्ञान 1961 में।

प्रकाश संश्लेषण समीकरण

ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण के लिए सामान्य समीकरण इस प्रकार है:

इस समीकरण को रासायनिक रूप से बनाने का सही तरीका, यानी इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलित समीकरण इस प्रकार है:

प्रकाश संश्लेषण के चरण

प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश रासायनिक अवस्था सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में होती है।

एक रासायनिक प्रक्रिया के रूप में प्रकाश संश्लेषण दो अलग-अलग चरणों में होता है: प्रकाश (या प्रकाश) चरण और अंधेरा चरण, तथाकथित क्योंकि केवल पहला सीधे सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में शामिल होता है (जिसका अर्थ यह नहीं है कि दूसरा आवश्यक रूप से अंधेरे में होता है) )

  • प्रकाश या प्रकाश रासायनिक अवस्था। इस चरण के दौरान, प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं पौधे के अंदर होती हैं, अर्थात पौधे पौधों को पकड़ लेता है सौर ऊर्जा क्लोरोफिल के माध्यम से और इसका उपयोग एटीपी और एनएडीपीएच के उत्पादन के लिए करता है। यह सब तब शुरू होता है जब क्लोरोफिल अणु सौर विकिरण के संपर्क में आता है और इलेक्ट्रॉनों इसके बाहरी गोले उत्तेजित होते हैं, जो एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला ( . के समान) उत्पन्न करता है बिजली), जिसका उपयोग के संश्लेषण के लिए किया जाता है एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) और एनएडीपीएच (निकोटीन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट)। "फोटोलिसिस" नामक प्रक्रिया में पानी के अणु का टूटना एक क्लोरोफिल अणु को उत्तेजित होने पर खोए हुए इलेक्ट्रॉन को पुनः प्राप्त करने की अनुमति देता है (प्रकाश चरण को पूरा करने के लिए कई क्लोरोफिल अणुओं के उत्तेजना की आवश्यकता होती है)। पानी के दो अणुओं के प्रकाश-अपघटन के परिणामस्वरूप, एक ऑक्सीजन अणु उत्पन्न होता है जो कि को छोड़ा जाता है वायुमंडल प्रकाश संश्लेषण के इस चरण के उप-उत्पाद के रूप में।
  • डार्क या सिंथेटिक स्टेज। इस चरण के दौरान, जो क्लोरोप्लास्ट के मैट्रिक्स या स्ट्रोमा में होता है, संयंत्र कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है और संश्लेषण के लिए पिछले चरण (रासायनिक ऊर्जा) के दौरान उत्पन्न अणुओं का लाभ उठाता है। पदार्थों अत्यधिक जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक सर्किट के माध्यम से कार्बनिक पदार्थ जिसे के रूप में जाना जाता है केल्विन-बेन्सन चक्र. इस चक्र के दौरान, और विभिन्न एंजाइमों के हस्तक्षेप के माध्यम से, पहले से गठित एटीपी और एनएडीपीएच, ग्लूकोज को कार्बन डाइऑक्साइड से संश्लेषित किया जाता है जो पौधे वातावरण से लेता है। कार्बन डाइऑक्साइड का समावेश यौगिकों कार्बनिक को कार्बन स्थिरीकरण के रूप में जाना जाता है।

प्रकाश संश्लेषण का महत्व

प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन को वायुमंडल में और पानी में छोड़ता है।

कई कारणों से जीवमंडल में प्रकाश संश्लेषण एक महत्वपूर्ण और केंद्रीय प्रक्रिया है। पहली और सबसे स्पष्ट बात यह है कि यह ऑक्सीजन (O2) पैदा करती है, जो पानी और पानी दोनों में श्वसन के लिए एक आवश्यक गैस है। वायु. पौधों के बिना, अधिकांश जीवित चीजें (सहित) मनुष्य) वे बस जीवित नहीं रह सके।

दूसरी ओर, पौधे इसे आसपास के वातावरण से अवशोषित करके कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) को ठीक करते हैं, इसे कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करते हैं। यह गैस, जिसे हम सांस लेते समय छोड़ते हैं, संभावित रूप से जहरीली होती है अगर इसे निश्चित सीमा के भीतर नहीं रखा जाता है।

क्योंकि पौधे कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग अपना बनाने के लिए करते हैं खाना, ग्रह पर पौधों के जीवन में कमी वातावरण में इस गैस की वृद्धि को प्रभावित करती है, जहां यह एक एजेंट के रूप में कार्य करती है वैश्विक वार्मिंग. उदाहरण के लिए, CO2 की गैस के रूप में कार्य करता है ग्रीनहाउस प्रभाव, अधिकता को रोकना गर्मी जो पहुँचता है धरती वातावरण से विकिरण करता है। यह अनुमान है कि हर साल प्रकाश संश्लेषक जीव लगभग 100,000 मिलियन टन कार्बन कार्बनिक पदार्थों के रूप में तय करते हैं।

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