प्रकाश संश्लेषण वर्णक और मुख्य प्रकार

प्रकाश संश्लेषक वर्णक वे रासायनिक यौगिक हैं जो दृश्य प्रकाश के कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित और प्रतिबिंबित करते हैं, जो उन्हें "रंगीन" दिखता है। विभिन्न प्रकार के पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया में प्रकाश संश्लेषक वर्णक होते हैं, जो विभिन्न तरंग दैर्ध्य में अवशोषित होते हैं और विभिन्न रंगों को उत्पन्न करते हैं, मुख्य रूप से हरे, पीले और लाल.

ये वर्णक कुछ ऑटोट्रॉफ़िक जीवों के लिए आवश्यक हैं, जैसे कि पौधे, क्योंकि वे प्रकाश संश्लेषण में अपने भोजन का उत्पादन करने के लिए तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला का लाभ उठाने में मदद करते हैं। जैसा कि प्रत्येक वर्णक केवल कुछ तरंग दैर्ध्य के साथ प्रतिक्रिया करता है, विभिन्न वर्णक होते हैं जो अधिक मात्रा में प्रकाश (फोटॉनों) को पकड़ने की अनुमति देते हैं.

सूची

• 1 लक्षण
• प्रकाश संश्लेषक वर्णक के 2 प्रकार
  • 2.1 क्लोरोफिल
  • २.२ कैरोटीनॉयड
  • 2.3 फ़ाइकोबिलिन 
• 3 संदर्भ

सुविधाओं

जैसा कि ऊपर कहा गया है, प्रकाश संश्लेषक वर्णक रासायनिक तत्व हैं जो आवश्यक प्रकाश को अवशोषित करने के लिए जिम्मेदार हैं ताकि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया उत्पन्न हो सके। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से सूर्य की ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा और शर्करा में परिवर्तित किया जाता है.

सूर्य का प्रकाश विभिन्न तरंग दैर्ध्य से बना होता है, जिसमें विभिन्न रंग और ऊर्जा स्तर होते हैं। प्रकाश संश्लेषण में सभी तरंग दैर्ध्य समान रूप से उपयोग नहीं किए जाते हैं, यही वजह है कि विभिन्न प्रकार के प्रकाश संश्लेषण वर्णक हैं.

प्रकाश संश्लेषक जीवों में वर्णक होते हैं जो केवल दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं और दूसरों को प्रतिबिंबित करते हैं। वर्णक द्वारा अवशोषित तरंग दैर्ध्य का सेट इसका अवशोषण स्पेक्ट्रम है.

एक वर्णक कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है, और जो अवशोषित नहीं करते हैं उन्हें प्रतिबिंबित करता है; रंग केवल रंजक द्वारा परावर्तित प्रकाश है। उदाहरण के लिए, पौधे हरे दिखते हैं क्योंकि उनमें कई क्लोरोफिल ए और बी अणु होते हैं, जो हरे रंग की रोशनी को दर्शाते हैं.

प्रकाश संश्लेषक वर्णक के प्रकार

प्रकाश संश्लेषक वर्णक को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: क्लोरोफिल, कैरोटीनॉयड और फाइकोबिलिन.

chlorophylls

क्लोरोफिल हरे प्रकाश संश्लेषक रंगद्रव्य होते हैं जिनमें उनकी संरचना में एक पोर्फिरीन अंगूठी होती है। वे स्थिर, अंगूठी के आकार के अणु हैं, जिनके चारों ओर इलेक्ट्रॉन प्रवास करने के लिए स्वतंत्र हैं.

क्योंकि इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से चलते हैं, अंगूठी में इलेक्ट्रॉनों को आसानी से हासिल करने या खोने की क्षमता होती है, इसलिए, अन्य अणुओं को सक्रिय इलेक्ट्रॉनों को प्रदान करने की क्षमता होती है। यह मौलिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा क्लोरोफिल सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को "कैप्चर" करता है.

क्लोरोफिल के प्रकार

कई प्रकार के क्लोरोफिल हैं: ए, बी, सी, डी और ई। इनमें से, केवल दो उच्च पौधों के क्लोरोप्लास्ट में पाए जाते हैं: क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी। सबसे महत्वपूर्ण क्लोरोफिल "ए" है, क्योंकि यह पौधों, शैवाल और प्रकाश संश्लेषक साइनोबैक्टीरिया में मौजूद है.

क्लोरोफिल "ए" प्रकाश संश्लेषण को संभव बनाता है क्योंकि यह अपने सक्रिय इलेक्ट्रॉनों को अन्य अणुओं में स्थानांतरित करता है जो शर्करा बना देगा.

क्लोरोफिल का एक दूसरा प्रकार क्लोरोफिल "बी" है, जो केवल तथाकथित हरे शैवाल और पौधों में पाया जाता है। दूसरी ओर, क्लोरोफिल "सी" केवल क्रोमोफैगलेट्स में क्रोमिस्ट समूह के प्रकाश संश्लेषक सदस्यों में पाया जाता है.

इन प्रमुख समूहों के क्लोरोफिल के बीच का अंतर पहले संकेतों में से एक था कि वे पहले के विचार के जितना निकट से संबंधित नहीं थे.

क्लोरोफिल "बी" की मात्रा कुल क्लोरोफिल सामग्री का एक चौथाई है। इसके भाग के लिए, क्लोरोफिल "ए" सभी प्रकाश संश्लेषक पौधों में पाया जाता है, यही वजह है कि इसे सार्वभौमिक प्रकाश संश्लेषक वर्णक कहा जाता है। वे इसे प्राथमिक प्रकाश संश्लेषक वर्णक भी कहते हैं क्योंकि यह प्रकाश संश्लेषण की प्राथमिक प्रतिक्रिया करता है.

प्रकाश संश्लेषण में भाग लेने वाले सभी पिगमेंट में से, क्लोरोफिल एक मौलिक भूमिका निभाता है। इस कारण से, शेष प्रकाश संश्लेषक वर्णक को गौण वर्णक के रूप में जाना जाता है.

गौण पिगमेंट का उपयोग तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को अवशोषित करने की अनुमति देता है और इसलिए, सूर्य के प्रकाश से अधिक ऊर्जा पर कब्जा कर लेता है.

कैरोटीनॉयड

कैरोटीनॉयड प्रकाश संश्लेषक वर्णक का एक और महत्वपूर्ण समूह है। ये बैंगनी और नीले-हरे प्रकाश को अवशोषित करते हैं.

कैरोटेनॉयड्स उज्ज्वल रंग प्रदान करते हैं जो फल पेश करते हैं; उदाहरण के लिए, टमाटर लाल लाइकोपीन की उपस्थिति के कारण होता है, मकई के बीज का पीला ज़ेक्सांथिन के कारण होता है, और नारंगी के छिलके का कारण β-कैरोटीन होता है.

ये सभी कैरोटीनॉयड जानवरों को आकर्षित करने और पौधे के बीजों के फैलाव को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण हैं.

सभी प्रकाश संश्लेषक पिगमेंट की तरह, कैरोटीनॉयड प्रकाश को पकड़ने में मदद करते हैं लेकिन एक और महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: सूर्य से अतिरिक्त ऊर्जा को हटा दें.

इस प्रकार, अगर एक पत्ती को बड़ी मात्रा में ऊर्जा प्राप्त होती है और इस ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जा रहा है, तो यह अतिरिक्त प्रकाश संश्लेषक जटिल अणुओं को नुकसान पहुंचा सकता है। कैरोटीनॉयड अतिरिक्त ऊर्जा के अवशोषण में भाग लेते हैं और गर्मी के रूप में इसे नष्ट करने में मदद करते हैं.

कैरोटीनॉयड आमतौर पर लाल, नारंगी या पीले रंग के रंजक होते हैं, और इसमें प्रसिद्ध कैरोटीन यौगिक शामिल होता है, जो गाजर को रंग देता है। ये यौगिक कार्बन परमाणुओं की एक "श्रृंखला" से जुड़े छह कार्बन के दो छोटे छल्लों द्वारा निर्मित होते हैं.

उनकी आणविक संरचना के परिणामस्वरूप, वे पानी में भंग नहीं करते हैं, बल्कि कोशिका के अंदर झिल्लियों को बांधते हैं.

कैरोटेनॉइड प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश की ऊर्जा का सीधे उपयोग नहीं कर सकते हैं, लेकिन क्लोरोफिल में अवशोषित ऊर्जा को स्थानांतरित करना होगा। इस कारण से, उन्हें गौण वर्णक माना जाता है। एक उच्च दृश्यमान गौण वर्णक का एक और उदाहरण फूकोक्सैंथिन है, जो समुद्री शैवाल और डायटम को भूरा रंग देता है.

कैरोटीनॉयड को दो समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है: कैरोटीनॉयड और ज़ेंथोफिल.

कैरोटीनों

कैरोटीन कार्बनिक यौगिक हैं जिन्हें पौधों और जानवरों में वर्णक के रूप में व्यापक रूप से वितरित किया जाता है। इसका सामान्य सूत्र C40H56 है और इसमें ऑक्सीजन नहीं है। ये वर्णक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं; यही है, उनके पास कई दोहरे बंधन हैं और आइसोप्रेनॉइड श्रृंखला के हैं.

पौधों में, कैरोटीन पीले, नारंगी या लाल रंग के फूल (कैलेंडुला), फल (कद्दू) और जड़ (गाजर) प्रदान करते हैं। जानवरों में वे वसा (मक्खन), अंडे की जर्दी, पंख (कैनरी) और गोले (झींगा मछली) में दिखाई देते हैं.

सबसे आम कैरोटीन β-कैरोटीन है, जो विटामिन ए का अग्रदूत है और जानवरों के लिए बहुत महत्वपूर्ण माना जाता है.

xanthophylls

ज़ेंथोफिल्स पीले रंग के रंगद्रव्य होते हैं जिनकी आणविक संरचना कैरोटीनॉयड के समान होती है, लेकिन इस अंतर के साथ कि उनमें ऑक्सीजन के परमाणु होते हैं। कुछ उदाहरण हैं: C40H56O (क्रिप्टोक्सैंथिन), C40H56O2 (ल्यूटिन, ज़ेक्सैन्थिन) और C40H56O6, जो ऊपर उल्लिखित भूरे रंग के शैवाल की विशेषता है.

सामान्य तौर पर, कैरोटेनॉयड्स में ज़ैंथोफिल्स की तुलना में अधिक नारंगी रंग होता है। कैरोटिनॉइड और ज़ेंथोफिल दोनों ही कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे कि क्लोरोफॉर्म, एथिल ईथर, अन्य में घुलनशील हैं। कैरोटीन ज़ेन्थोफिल की तुलना में कार्बन डाइसल्फ़ाइड में अधिक घुलनशील होते हैं.

कैरोटीनॉयड के कार्य

- गौण वर्णक के रूप में कैरोटीनॉयड कार्य करता है। दृश्य स्पेक्ट्रम के मध्य क्षेत्र में मूल ऊर्जा को अवशोषित करना और इसे क्लोरोफिल में स्थानांतरित करना.

- वे पानी के फोटोलिसिस के दौरान उत्पन्न और जारी ऑक्सीजन से क्लोरोप्लास्ट घटकों की रक्षा करते हैं। कैरोटीनॉयड अपने दोहरे बांड के माध्यम से इस ऑक्सीजन को इकट्ठा करते हैं और अपनी आणविक संरचना को कम ऊर्जा (हानिरहित) की स्थिति में बदलते हैं।.

- क्लोरोफिल की उत्तेजित अवस्था आणविक ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके एक अत्यधिक हानिकारक ऑक्सीजन राज्य बनाती है, जिसे एकल ऑक्सीजन कहा जाता है। क्लोरोफिल की उत्तेजना अवस्था को बंद करके कैरोटेनॉयड्स इसे रोकते हैं.

- तीन xanthophylls (वायोटोक्सैन्थिन, एथेरोक्सेंथिन और ज़ेक्सैंथिन) गर्मी में परिवर्तित होकर अतिरिक्त ऊर्जा के अपव्यय में भाग लेते हैं।.

- अपने रंग के कारण, कैरोटीनॉयड फूलों और फलों को जानवरों द्वारा परागण और फैलाव के लिए दिखाई देते हैं.

phycobilins 

फ़ाइकोबिलिन पानी में घुलनशील होते हैं और इसलिए, क्लोरोप्लास्ट के साइटोप्लाज्म या स्ट्रोमा में पाए जाते हैं। वे केवल साइनोबैक्टीरिया और लाल शैवाल में होते हैं (Rhodophyta).

Phycobilins न केवल जीवों के लिए महत्वपूर्ण हैं जो उन्हें प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए उपयोग करते हैं, बल्कि उनका उपयोग अनुसंधान उपकरणों के रूप में भी किया जाता है.

जब pycocyanin और phycoerythrin जैसे तीव्र प्रकाश यौगिकों के संपर्क में होते हैं, तो वे प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे तरंग दैर्ध्य की एक बहुत ही संकीर्ण सीमा में प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करते हैं।.

इस प्रतिदीप्ति से उत्पन्न प्रकाश इतना विशिष्ट और विश्वसनीय होता है, कि फ़ाइकोबिलिन का उपयोग रासायनिक "लेबल" के रूप में किया जा सकता है। इन तकनीकों का व्यापक रूप से कैंसर अनुसंधान में ट्यूमर कोशिकाओं को "टैग" करने के लिए उपयोग किया जाता है.

संदर्भ

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