परीक्षण: प्रकाश संश्लेषण - RRB NTPC/ASM/CA/TA MCQ

हरे पौधों और प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया में प्रकाश संश्लेषण का मुख्य कार्य कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करना है। यह प्रक्रिया प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करती है, जो पारिस्थितिकी तंत्र की प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करती हैं और विभिन्न जैवाणुओं के लिए मौलिक घटक होती हैं।

क्लोरोफिल हरा रंगद्रव्य है जो फोटोसिंथेसिस के दौरान सूरज की रोशनी को पकड़ने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह हरे पौधों और कुछ बैक्टीरिया के क्लोरोप्लास्ट में पाया जाता है, और यह प्रकाश ऊर्जा को संचित करने के लिए आवश्यक प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है। यह प्रकाश ऊर्जा को कार्बोहाइड्रेट के रूप में रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक है।

क्लोरोफिल मुख्य रंगद्रव्य है जो हरे पौधों के क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश को कैप्चर करने के लिए जिम्मेदार है। इसमें एक मैग्नीशियम आयन से बंधा हुआ एक पॉर्फ़िरिन रिंग और एक फाइटोल चेन होता है। क्लोरोफिल में वैकल्पिक सिंगल और डबल बांड इसे प्रकाश ऊर्जा को कुशलतापूर्वक अवशोषित करने की अनुमति देते हैं, जो फोटोसिंथेसिस की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

ब्लैकमैन का सीमित कारकों का नियम कहता है कि किसी शारीरिक प्रक्रिया, जैसे कि प्रकाश संश्लेषण, की गति उस कारक द्वारा सीमित होगी जो सबसे कम मात्रा में है। इसका मतलब है कि भले ही अन्य कारक प्रचुरता में हों, प्रक्रिया केवल उसी गति से आगे बढ़ेगी जितनी गति सीमित कारक अनुमति देता है, जो जैविक प्रक्रियाओं में इन सीमित कारकों की महत्वपूर्ण भूमिका को प्रदर्शित करता है।

फोटोसिंथेसिस में उत्पन्न ATP और NADPH अणु अंधेरे प्रतिक्रियाओं के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड को छह-कार्बन चीनी अणुओं में परिवर्तित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये अणु परिवर्तन प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा और अपघटन शक्ति प्रदान करते हैं, जो इन अणुओं के समग्र फोटोसिंथेटिक मार्ग में महत्व को उजागर करता है।

फोटोसिंथेसिस में, उस चरण को जो कार्बन डाइऑक्साइड को रिबुलोज़ 1,5-बिस्फॉस्फेट (RuBP) के साथ एंजाइम रूबिस्को द्वारा जोड़ता है, प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएँ कहा जाता है, जिसे काल्विन चक्र भी कहा जाता है। इस चरण के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड RuBP से जुड़ता है, जिससे ग्लूकोज का संश्लेषण होता है। यह प्रक्रिया ऊर्जा से भरपूर अणुओं के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है जो पौधों की वृद्धि और विकास का समर्थन करते हैं।

क्लोरोफिल की उपस्थिति में प्रकाश संश्लेषण साइनोबैक्टीरिया और हरे पौधों में होता है, जिसमें ऑक्सीजन गैस, ग्लूकोज, और पानी का उत्पादन होता है। ये जीव क्लोरोफिल का उपयोग करते हैं, जो कि विशेष संरचनाओं जैसे कि क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड झिल्लियों में होता है।

प्रकाश संश्लेषण वायुमंडलीय ऑक्सीजन स्तर बनाए रखने और कार्बन चक्र में योगदान देने के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन और कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करने के लिए सूर्य के प्रकाश का प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करता है। यह प्रक्रिया पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने और पारिस्थितिकी तंत्र का समर्थन करने के लिए आवश्यक है।

कृत्रिम प्रकाशसंश्लेषण में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन गैस के उत्पादन के लिए प्रमुख प्रतिक्रिया पानी का फोटोकेटालिटिक विभाजन है। इस प्रक्रिया में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके पानी के अणुओं को उनके घटक तत्वों, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में तोड़ा जाता है। यह कदम स्वच्छ ऊर्जा और सतत ईंधन स्रोतों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है।

कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण कार्बोहाइड्रेट अणुओं के उत्पादन में योगदान करता है प्राकृतिक कार्बन स्थिरीकरण की नकल करके। यह प्रक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित करने के लिए प्रकाश-संचालित कार्बन कमी का उपयोग करती है, जैसे कि पौधे प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड को परिवर्तित करते हैं। इस प्राकृतिक प्रक्रिया की नकल करके, कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण विभिन्न नवीकरणीय ऊर्जा और टिकाऊ ईंधन उत्पादन के लिए मूल्यवान कार्बोहाइड्रेट अणुओं का उत्पादन कर सकता है।

फोटोसिंथेटिक रंगद्रव्य फोटोसिंथेटिक जीवों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाओं की शुरुआत करने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित करते हैं और अवशोषित ऊर्जा को प्रतिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करते हैं। यह प्रक्रिया प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक है, जिसका उपयोग फिर पौधों और बैक्टीरिया में फोटोसिंथेसिस प्रतिक्रियाओं को संचालित करने के लिए किया जाता है।

फोटोसिंथेसिस में ब्लैकमैन के सीमित कारकों का कानून यह बताता है कि किसी शारीरिक प्रक्रिया, जैसे फोटोसिंथेसिस की दर, उस कारक द्वारा सीमित होती है जो सबसे कम मात्रा में उपलब्ध है। इसका मतलब है कि यदि अन्य कारक जैसे प्रकाश की तीव्रता या कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता आदर्श हैं, तो प्रक्रिया केवल उसी दर से आगे बढ़ेगी जो सबसे सीमित कारक की अनुमति देती है। यह अवधारणा इस बात पर जोर देती है कि फोटोसिंथेसिस के लिए सभी आवश्यक कारकों का पर्याप्त मात्रा में उपलब्ध होना आवश्यक है।

प्रकाश-निर्भर प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं के परिणामों में ATP, NADPH, ऑक्सीजन (O2), और हाइड्रोजन आयन (H+) का उत्पादन शामिल है। ये अणु प्रकाश संश्लेषण के आगे के चरणों में महत्वपूर्ण भूमिकाएँ निभाते हैं, जो प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने में सहायक होते हैं, जिसका उपयोग कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण में किया जा सकता है। ATP और NADPH ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करते हैं, जबकि ऑक्सीजन एक उपोत्पाद के रूप में जारी होती है जो एरोबिक जीवन रूपों के लिए आवश्यक है। हाइड्रोजन आयन ATP संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।

कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण का प्राथमिक लक्ष्य सूर्य के प्रकाश से सौर ईंधन का निर्माण करना है जिसे संग्रहीत किया जा सके और जब सूरज की रोशनी उपलब्ध न हो, तब उपयोग किया जा सके। यह प्रक्रिया फोटोकैटलिस्ट का उपयोग करते हुए प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण की ऑक्सीडेशन-रिडक्शन प्रतिक्रियाओं की नकल करने में शामिल है, जिसका अंततः उद्देश्य स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों का उत्पादन करना है।

ऑटोट्रॉफ्स वे जीव हैं जो कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके ग्लूकोज जैसे रासायनिक ईंधन बनाने में सक्षम होते हैं। ये प्रकाश संश्लेषण करने वाले जीव खाद्य श्रृंखला की नींव बनाते हैं, जो पारिस्थितिकी तंत्र में अन्य जीवों के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं। ऑटोट्रॉफ्स पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं क्योंकि वे प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।