प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया, जीव, प्रकार, कारक और कार्य

प्रकाश संश्लेषण यह जैविक प्रक्रिया है जहां सूर्य के प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और कार्बनिक अणुओं में संग्रहीत किया जाता है। यह सौर ऊर्जा और पृथ्वी पर जीवन के बीच का संबंध है.

चयापचय, पौधों को ऑटोट्रॉफ़िक 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.

यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट नामक ऑर्गेनेल में होती है: झिल्लीदार सबसेल्यूलर डिब्बे जिसमें 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 जिस रास्ते पर जाता है, वह कार्बन डाइऑक्साइड से शुरू होता है और एक चीनी अणु में समाप्त होता है, जिसे सराहनीय विस्तार के साथ जाना जाता है। मार्ग को ऐतिहासिक रूप से चमकदार चरण और अंधेरे चरण में विभाजित किया गया है, स्थानिक रूप से क्लोरोप्लास्ट में अलग हो गया है.

चमकदार चरण क्लोरोप्लास्ट थाइलाकोइड की झिल्ली में होता है और इसमें ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में पानी के अणु का टूटना शामिल होता है। बाद में एटीपी और एनएडीपीएच के रूप में ऊर्जा का 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 स्ट्रोमा में होता है। इसमें कार्बन डाइऑक्साइड (CO) का रूपांतरण होता है₂) कार्बोहाइड्रेट में, केल्विन-बेन्सन चक्र के एंजाइमों के माध्यम से.

प्रकाश संश्लेषण ग्रह पर सभी जीवित जीवों के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग है, जो प्रारंभिक ऊर्जा और ऑक्सीजन के स्रोत के रूप में सेवारत है। Hypothetically, अगर प्रकाश संश्लेषण काम करना बंद कर देता है, तो सभी "श्रेष्ठ" जीवित प्राणियों के बड़े पैमाने पर विलुप्त होने की घटना केवल 25 वर्षों में होगी.

सूची

• 1 ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य
• 2 प्रकाश संश्लेषण का समीकरण
  • २.१ सामान्य समीकरण
  • २.२ चमकदार और अंधेरे चरण
  • 2.3 प्रतिक्रियाओं का ° ° °
• 3 यह कहाँ होता है??
• 4 प्रक्रिया (चरण)
  • ४.१ चमकदार चरण
  • 4.2 प्रोटीन शामिल
  • 4.3 फोटो सिस्टम
  • 4.4 चक्रीय इलेक्ट्रॉन प्रवाह
  • 4.5 अन्य पिगमेंट
  • 4.6 डार्क चरण
  • 4.7 केल्विन चक्र
• 5 प्रकाश संश्लेषक जीव
• 6 प्रकाश संश्लेषण के प्रकार
  • 6.1 ऑक्सीजन और एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण
  • 6.2 सी 4 और सीएएम चयापचय के प्रकार
  • 6.3 मेटाबॉलिज्म C4
  • 6.4 प्रकाश संश्लेषण CAM
• प्रकाश संश्लेषण में शामिल 7 कारक
• 8 कार्य
• 9 विकास
  • 9.1 पहले प्रकाश संश्लेषक जीवन रूपों
  • 9.2 विकास में ऑक्सीजन की भूमिका
• 10 संदर्भ

ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य

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

यह दृष्टि उत्तरोत्तर उन्नीसवीं और उन्नीसवीं सदी के बीच दर्जनों शोधकर्ताओं की कड़ी मेहनत की बदौलत बदल गई, जिन्होंने प्रकाश संश्लेषण के आधारों का खुलासा किया.

प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया के अवलोकन लगभग 200 साल पहले शुरू हुए, जब जोसेफ प्रिस्टले ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश संश्लेषण कोशिकीय श्वसन की विलोम घटना थी। 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 मजबूत 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 का समीकरण

सामान्य समीकरण

रासायनिक रूप से, प्रकाश संश्लेषण एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया है जहां कुछ प्रजातियां ऑक्सीकरण करती हैं और अपने इलेक्ट्रॉनों को अन्य प्रजातियों में छोड़ देती हैं जो कम हो जाती हैं.

प्रकाश संश्लेषण की सामान्य प्रक्रिया को निम्नलिखित समीकरण में संक्षेपित किया जा सकता है: H₂ओ + प्रकाश + सीओ₂ → सीएच₂ओ + ओ_2. जहाँ सी.एच.₂या (ग्लूकोज अणु का एक छठा) कार्बनिक यौगिकों को संदर्भित करता है जिसे शर्करा कहा जाता है जो पौधे बाद में उपयोग करेगा, जैसे कि सुक्रोज या अल्कोहल.

चमकदार और अंधेरे चरण

इस समीकरण को प्रकाश संश्लेषण के प्रत्येक चरण के लिए दो और विशिष्ट समीकरणों में विभाजित किया जा सकता है: प्रकाश चरण और अंधेरे चरण.

प्रकाश चरण को 2H के रूप में दर्शाया गया है₂ओ + प्रकाश → ओ २+ ४ एच⁺ + 4e^-. इसी तरह, अंधेरे चरण में निम्नलिखित संबंध शामिल हैं: सीओ₂ + 4H⁺ + 4e- → सीएच₂ओ + एच₂हे.

Δजी° प्रतिक्रियाओं का

मुफ्त ऊर्जा (Δजी°) इन प्रतिक्रियाओं के लिए हैं: +479 kJ · मोल^-1, +317 kJ · मोल^-1 और +162 kJ · मोल^-1, क्रमशः। जैसा कि ऊष्मप्रवैगिकी द्वारा सुझाया गया है, इन मूल्यों का सकारात्मक संकेत एक ऊर्जा आवश्यकता में तब्दील हो जाता है और इसे एंडर्जोनिक प्रक्रिया कहा जाता है.

प्रकाश संश्लेषक जीव इस ऊर्जा को कहां से प्राप्त करता है ताकि प्रतिक्रियाएं हो सकें? धूप से.

यह उल्लेख करना आवश्यक है कि, प्रकाश संश्लेषण के विपरीत, एरोबिक श्वसन एक बाहरी प्रक्रिया है - इस मामले में isG ° का मान ऋणात्मक चिन्ह के साथ होता है - जहां जारी ऊर्जा का उपयोग जीव द्वारा किया जाता है। इसलिए, समीकरण है: सीएच₂ओ + ओ₂ → सीओ₂ + एच₂हे.

यह कहाँ होता है??

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

कोशिकाएं जो हरे ऊतक बनाती हैं, उनके अंदर 100 क्लोरोप्लास्ट हो सकते हैं। इन डिब्बों को दो बाहरी झिल्लियों द्वारा संरचित किया जाता है और एक जलीय चरण को स्ट्रोमा कहा जाता है जहां एक तीसरा झिल्ली तंत्र स्थित होता है: थायलाकोइड.

प्रक्रिया (चरण)

चमकदार चरण

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

थायलाकोइड झिल्ली में, प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट फोटॉनों में व्यवस्थित होते हैं जिसमें सैकड़ों वर्णक अणु होते हैं जो एक एंटीना के रूप में कार्य करते हैं जो प्रकाश को अवशोषित करते हैं और ऊर्जा को क्लोरोफिल अणु में स्थानांतरित करते हैं, जिसे "प्रतिक्रिया केंद्र" कहा जाता है।.

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

प्रोटीन शामिल

प्रोटीन विभिन्न परिसरों में आयोजित किए जाते 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 कॉम्प्लेक्स शामिल हैं BF के.

प्रोटॉन ग्रेडिएंट द्वारा निर्मित ऊर्जा का उपयोग चौथे परिसर, एटीपी सिंथेज़ द्वारा किया जाता है, जो एटीपी के संश्लेषण के साथ प्रोटॉन के प्रवाह को जोड़े। ध्यान दें कि श्वास के संबंध में सबसे प्रासंगिक अंतर यह है कि ऊर्जा न केवल एटीपी बन जाती है, बल्कि एनएडीपीएच भी बन जाती है.

photosystems

फोटोसिस्टम I में 700 नैनोमीटर के अवशोषण शिखर के साथ एक क्लोरोफिल अणु होता है, यही कारण है कि इसे पी कहा जाता है₇₀₀. इसी प्रकार, फोटोसिस्टम II का अवशोषण शिखर 680 है, संक्षिप्त पी₆₈₀.

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 से आती है, प्रोटॉन जारी करती है और थायलाकोइड की झिल्ली के माध्यम से एक नया ढाल बनाती है.

टूटने से निकले इलेक्ट्रॉनों को एक वसा में घुलनशील यौगिक में स्थानांतरित किया जाता है: प्लास्टोक्विनोन, जो फोटोसिस्टम II से साइटोक्रोम परिसर में इलेक्ट्रॉनों को ले जाता है BF के, प्रोटॉन का एक अतिरिक्त पम्पिंग पैदा करना.

फोटोसिस्टम II से, इलेक्ट्रॉनों ने प्लास्टोसायनिन और फोटोसिस्टम I को पास किया, जो एनएडीपी को कम करने के लिए उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है⁺ NADPH को। इलेक्ट्रॉनों अंत में फेरोडॉक्सिन तक पहुंचते हैं और एनएडीपीएच उत्पन्न करते हैं.

इलेक्ट्रॉन चक्रीय प्रवाह

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

इस घटना में फोटो सिस्टम I द्वारा एटीपी का संश्लेषण शामिल है। इलेक्ट्रॉनों को एनएडीपी में स्थानांतरित नहीं किया जाता है⁺, लेकिन साइटोक्रोम कॉम्प्लेक्स के लिए BF के, एक इलेक्ट्रॉन ढाल बनाना.

प्लास्टोसायनिन इलेक्ट्रोट्स I में इलेक्ट्रॉनों को लौटाता है, परिवहन चक्र को पूरा करता है और प्रोटॉन को साइटोक्रोम परिसर में पंप करता है BF के.

अन्य पिगमेंट

क्लोरोफिल एकमात्र वर्णक नहीं है जो पौधों के पास है, इसमें कैरोटीनॉइड सहित तथाकथित "गौण वर्णक" भी हैं.

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

ये पिगमेंट वे हैं जो हम शरद ऋतु में देखते हैं, जब पत्तियां अपना हरा रंग खो देती हैं और पीले या नारंगी रंग में बदल जाती हैं, क्योंकि पौधे नाइट्रोजन प्राप्त करने के लिए क्लोरोफिल को नीचा दिखा रहे हैं.

अंधेरा चरण

इस प्रारंभिक प्रक्रिया का उद्देश्य NADPH (निकोटिनमाइड-एडेनिन-डाइन्यूक्लियोटाइड-फॉस्फेट या "शक्ति 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 "डार्क चरण" है, यह आवश्यक रूप से कुल अंधेरे में नहीं होता है। ऐतिहासिक रूप से, इस शब्द ने प्रकाश की स्वतंत्रता का संदर्भ देने की कोशिश की। 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 - यह कदमों की इस श्रृंखला को संदर्भित करने के लिए सही है जैसे कि टैबलेट प्रतिक्रियाएं.

केल्विन चक्र

इस चरण में कैल्विन चक्र या तीन कार्बन पथ होता है, जो 1940 में अमेरिकी शोधकर्ता मेल्विन केल्विन द्वारा वर्णित एक जैव रासायनिक मार्ग है। 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: स्वीकर्ता सीओ का कार्बोक्जिलाइजेशन₂, 3-फॉस्फोग्लिसरेट की कमी और सीओ स्वीकर्ता का पुनर्जनन₂.

चक्र कार्बन डाइऑक्साइड के निगमन या "निर्धारण" से शुरू होता है। इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने के माध्यम से, कार्बोहाइड्रेट प्राप्त करने के लिए कार्बन को कम करें, और शक्ति को कम करने के रूप में एनएडीपीएच का उपयोग करें.

प्रत्येक दौर में चक्र में कार्बन डाइऑक्साइड के एक अणु को शामिल करने की आवश्यकता होती है, जो राइबुलस बीफॉस्फेट के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे तीन कार्बन के दो यौगिक उत्पन्न होते हैं जो कम हो जाएंगे और एक रिबुलोज अणु को पुन: उत्पन्न करेंगे। चक्र के तीन मोड़ ग्लिसरलाइड फॉस्फेट के एक अणु में परिणत होते हैं.

इसलिए, छह-कार्बन शर्करा जैसे ग्लूकोज उत्पन्न करने के लिए, छह चक्र आवश्यक हैं.

प्रकाश संश्लेषक जीव

जीवाणुओं की प्रकाश संश्लेषक क्षमता दो डोमेन में दिखाई देती है, जिसमें बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स शामिल हैं। इस साक्ष्य के आधार पर, जो व्यक्ति पुरातन के डोमेन को समझते हैं, वे इस जैव रासायनिक पथ से रहित हैं.

प्रकाश संश्लेषक जीव लगभग 3.2 से 3.5 बिलियन वर्ष पहले दिखाई दिए थे, जैसा कि आधुनिक साइनोबैक्टीरियम के समान संरचित स्ट्रोमेटोलाइट्स.

तार्किक रूप से, एक प्रकाश संश्लेषक जीव को जीवाश्म रिकॉर्ड में इस तरह के रूप में मान्यता नहीं दी जा सकती है। हालाँकि, इनफॉरमेंस को उनकी आकृति विज्ञान या भूवैज्ञानिक संदर्भ में लिया जा सकता है.

बैक्टीरिया के संबंध में, सूरज की रोशनी लेने और इसे शर्करा में बदलने की क्षमता व्यापक रूप से कई फिला में वितरित की जाती है, हालांकि विकास का एक स्पष्ट पैटर्न नहीं लगता है.

बैक्टीरिया में सबसे अधिक आदिम प्रकाश संश्लेषक कोशिकाएँ पाई जाती हैं। इनमें बैक्टीरियोक्लोरोफिल वर्णक है, न कि हरे पौधों के ज्ञात क्लोरोफिल.

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

पौधों के लिए, वे सभी प्रकाश संश्लेषण करने की क्षमता रखते हैं। वास्तव में, यह इस समूह की सबसे विशिष्ट विशेषता है.

प्रकाश संश्लेषण के प्रकार

ऑक्सीजेनिक और एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण

प्रकाश संश्लेषण को विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। एक पहला वर्गीकरण यह ध्यान में रखता है कि क्या शरीर कार्बन डाइऑक्साइड की कमी के लिए पानी का उपयोग करता है। तो, 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 Chlorobium और Chromatium, कि कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने के लिए सल्फर या गैसीय हाइड्रोजन का उपयोग करें.

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

चयापचय के प्रकार सी₄ और सीएएम

प्रकाश संश्लेषण को पौधों के शारीरिक अनुकूलन के अनुसार भी वर्गीकृत किया जा सकता है.

सीओ की कमी प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स में होती है₂ केल्विन चक्र में वायुमंडल से कार्बोहाइड्रेट में आ रहा है। यह प्रक्रिया एंजाइम रूबिस्को (राइबुलस-1,5-बिस्फोस्फेट कार्बोक्सिलेज / ऑक्सीजनएज़) के साथ शुरू होती है और गठित पहला स्थिर यौगिक 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड, तीन कार्बन है.

ऊष्मीय तनाव की स्थिति में, जिसे उच्च विकिरण या सूखा कहा जाता है, रूबिसो एंजाइम ओ के बीच अंतर नहीं कर सकता है₂ और सीओ₂. यह घटना प्रकाश संश्लेषण की क्षमता को काफी कम कर देती है और इसे फोटोरिसेपरेशन कहा जाता है.

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

चयापचय सी 4

टाइप सी मेटाबॉलिज्म₄ इसका उद्देश्य कार्बन डाइऑक्साइड को केंद्रित करना है। रूबीको कृत्यों से पहले, सी पौधों₄ PEPC द्वारा पहले कार्बोक्जिलाइज़ेशन करें.

ध्यान दें कि दो carboxylations के बीच एक स्थानिक अलगाव है। सी पौधों₄ वे एनाटॉमी "क्रैंज" या कोरोना द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं, जो मेसोफिलिक कोशिकाओं द्वारा निर्मित होते हैं और सामान्य प्रकाश संश्लेषण या सी में इन कोशिकाओं के विपरीत प्रकाश संश्लेषक होते हैं।₃.

इन कोशिकाओं में पहले कार्बोक्जिलाइज़ेशन PEPC द्वारा होता है, उत्पाद ऑक्सालोसेटेट के रूप में देता है, जो कि कम हो जाता है। यह फली की कोशिका में फैलता है, जहां डिकरबॉक्सिलेशन की प्रक्रिया सीओ उत्पन्न करती है₂. कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग रूबिसको द्वारा निर्देशित दूसरे कार्बोक्सिलेशन में किया जाता है.

प्रकाश संश्लेषण CAM

कैसुलस के सीएएम प्रकाश संश्लेषण या एसिड चयापचय पौधों का एक अनुकूलन है जो अत्यधिक शुष्कता के मौसम में रहते हैं और अनानास, ऑर्किड, कार्नेशन जैसे पौधों के विशिष्ट हैं।.

सीएएम संयंत्रों में कार्बन डाइऑक्साइड का आत्मसात रात के घंटों में होता है, क्योंकि स्टोमेटा के खुलने से पानी का नुकसान दिन की तुलना में कम होगा.

सीओ₂ यह PEP के साथ संयुक्त है, PEPC द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया है, जो मैलिक एसिड बनाती है। इस उत्पाद को उन रिक्त स्थानों में संग्रहित किया जाता है जो सुबह की घंटों में अपनी सामग्री जारी करते हैं, फिर इसे डीकार्बाक्सिलेटेड और सीओ₂ केल्विन चक्र में शामिल होने का प्रबंधन करता है.

प्रकाश संश्लेषण में शामिल कारक

प्रकाश संश्लेषण की दक्षता में शामिल पर्यावरणीय कारकों में से एक है: सीओ की मात्रा वर्तमान में₂ और प्रकाश, तापमान, प्रकाश संश्लेषक उत्पादों का संचय, ऑक्सीजन की मात्रा और पानी की उपलब्धता.

पौधों के कारकों की भी एक मौलिक भूमिका होती है, जैसे कि उम्र और विकास की स्थिति.

सीओ की एकाग्रता₂ पर्यावरण में यह कम है (यह मात्रा के 0.03% से अधिक नहीं है), इसलिए प्रकाश संश्लेषण में किसी भी न्यूनतम भिन्नता के उल्लेखनीय परिणाम हैं। इसके अलावा, पौधे केवल 70 या 80% कार्बन डाइऑक्साइड मौजूद हैं.

यदि उल्लिखित अन्य चर से कोई सीमाएं नहीं हैं, तो हम पाते हैं कि प्रकाश संश्लेषण सीओ की मात्रा पर निर्भर करेगा₂ उपलब्ध.

उसी तरह, प्रकाश की तीव्रता महत्वपूर्ण है। कम तीव्रता वाले वातावरण में, श्वसन प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण को पार कर जाएगी। इस कारण से, प्रकाश संश्लेषण अधिक घंटों में 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 कारक के प्रति बहुत संवेदनशील नहीं हैं.

कार्यों

ग्रह पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए प्रकाश संश्लेषण एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। यह तरीका जीवन के सभी रूपों का समर्थन करने, ऑक्सीजन के स्रोत और सभी मौजूदा ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के आधार के रूप में जिम्मेदार है, क्योंकि यह सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने की सुविधा देता है.

दूसरे शब्दों में, प्रकाश संश्लेषण से हम जो ऑक्सीजन सांस लेते हैं, उसका उत्पादन होता है - जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वह तत्व प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद है - और वह भोजन जो हम रोजाना खाते 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 बारे में, यह अनुमान है कि उत्पादन 140 बिलियन टन की सीमा में है.

इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण हमें अधिकांश ऊर्जा (इसका लगभग 87%) प्रदान करता है, जिसका उपयोग मानवता जीवित रहने के लिए करती है, जीवाश्मित प्रकाश संश्लेषक ईंधन के रूप में.

विकास

पहले प्रकाश संश्लेषक जीवन रूपों

विकासवाद के प्रकाश में प्रकाश संश्लेषण एक बहुत पुरानी प्रक्रिया प्रतीत होती है। जीवन के पहले रूपों की उपस्थिति के पास इस सड़क की उत्पत्ति का पता लगाने वाले सबूतों की एक बड़ी मात्रा है.

यूकेरियोट्स में उत्पत्ति के संबंध में, इस बात के अत्यधिक प्रमाण हैं कि प्रक्रिया के लिए अधिक प्रशंसनीय स्पष्टीकरण के रूप में एंडोसिम्बायोसिस का प्रस्ताव है.

इस प्रकार, जीव जो कि सायनोबैक्टीरिया से मिलते जुलते हैं, क्लोरोप्लास्ट बन सकते हैं, जो बड़े प्रोजेरिया के साथ एंडोसिम्बायोटिक रिश्तों के लिए धन्यवाद। इसलिए, प्रकाश संश्लेषण का विकास मूल जीवाणु क्षेत्र में पैदा होता है और इसे क्षैतिज रूप से स्थानांतरण की विशाल और दोहरावदार घटनाओं के लिए वितरित किया जा सकता है.

विकास में ऑक्सीजन की भूमिका

इसमें कोई संदेह नहीं है कि प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से प्रकाश के ऊर्जावान रूपांतरण ने ग्रह पृथ्वी के वर्तमान वातावरण को ढाला है। प्रकाश संश्लेषण, एक नवाचार के रूप में देखा, ऑक्सीजन वातावरण को समृद्ध किया और जीवन रूपों के ऊर्जावान में क्रांति ला दी.

जब ओ की रिलीज़ शुरू हुई₂ पहले प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा, यह शायद समुद्र के पानी में भंग हो गया, जब तक कि इसे संतृप्त नहीं किया गया। इसके अलावा, ऑक्सीजन लोहे के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, लौह ऑक्साइड के रूप में अवक्षेपित होता है, जो वर्तमान में खनिजों का एक अमूल्य स्रोत है.

वायुमंडल के लिए उन्नत अतिरिक्त ऑक्सीजन, अंततः वहां ध्यान केंद्रित करने के लिए। O की एकाग्रता में यह भारी वृद्धि हुई है₂ इसके 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 प्रस्तुत किया, जो प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा ढाला गया, शायद प्राचीन साइनोबैक्टीरिया।.

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