प्रकाश संश्लेषण: यह क्या है और यह कैसे होता है
प्रकाश संश्लेषण पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया द्वारा किए गए प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की एक प्रक्रिया है
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प्रकाश संश्लेषण शब्द का अर्थ है प्रकाश द्वारा संश्लेषण और पृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण जैविक प्रक्रियाओं में से एक को संदर्भित करता है। ऑक्सीजन मुक्त करके और कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग करके, प्रकाश संश्लेषण ने दुनिया को रहने योग्य वातावरण में बदल दिया है जिसे हम आज जानते हैं। इसके अलावा, प्रक्रिया सभी जीवित चीजों के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है।
1779 में, डच भौतिक विज्ञानी जान इंगेनहौज़ ने पाया कि पौधे सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, जिन्हें प्रकाश संश्लेषण का खोजकर्ता माना जाता है। 1782 में, जीन सेनेबियर ने कहा कि, सूर्य के प्रकाश के अलावा, प्रकाश संश्लेषण कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है। 1818 में, मारिया पेलेटियर और जोसेफ कैवेंटो ने "क्लोरोफिल" शब्द को फोटोरिसेप्टर एंजाइमों से संपन्न हरे रंग के रंगद्रव्य को संदर्भित करने के लिए गढ़ा जो प्रकाश संश्लेषण को सक्षम बनाता है।
प्रकाश संश्लेषण क्या है
प्रकाश संश्लेषण को प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, जिन्हें ऑटोट्रॉफिक और प्रकाश संश्लेषक जीवों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है क्योंकि वे प्रकाश से अपना भोजन बनाने में सक्षम होते हैं।
प्रकाश संश्लेषण का महत्व
जैसा कि हम जानते हैं, प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा उत्पादित ऑक्सीजन ग्रह पर जीवन के रखरखाव के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण से उत्पन्न उत्पादों ने मानवता के भौतिक-इतिहास को आकार दिया, क्योंकि उन्होंने तेल, प्राकृतिक गैस, सेलूलोज़, लकड़ी का कोयला और जलाऊ लकड़ी जैसे संसाधनों को जन्म दिया। ये संसाधन सूर्य के प्रकाश के ऊर्जा भंडार (प्रकाश संश्लेषण) में परिवर्तन के परिणामस्वरूप मौजूद हैं, इसके बाद अन्य भूवैज्ञानिक और तकनीकी प्रक्रियाएं होती हैं।
प्रकाश संश्लेषण समीकरण
प्रकाश संश्लेषण एक लंबी और जटिल प्रक्रिया है जिसे मोटे तौर पर निम्नलिखित समीकरण द्वारा संक्षेपित किया जा सकता है:
- 6CO2 +12H2O + प्रकाश → C6 H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
जहां प्रकाश संश्लेषण होता है
पौधों और शैवाल में, प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट के अंदर होता है। साइनोबैक्टीरिया में, यह कोशिका द्रव्य के तरल भाग में मौजूद झिल्लीदार लैमेली के साथ किया जाता है।
क्लोरोप्लास्ट एक ऐसा अंग है जिसमें एक बाहरी झिल्ली और एक आंतरिक झिल्ली होती है। इसके आंतरिक भाग में झिल्लीदार पटलिका होती है, जो थायलाकोइड्स नामक छोटी जेबों से जुड़ी होती है। आंतरिक स्थान स्ट्रोमा से भरा होता है, एक चिपचिपा तरल पदार्थ जिसमें डीएनए, राइबोसोम और एंजाइम होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया में सहायता करते हैं। इन थायलाकोइड्स और लैमेला के भीतर ही क्लोरोफिल पाया जाता है।
प्रकाश संश्लेषण चरण
प्रकाश संश्लेषण को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है: प्रकाश रासायनिक चरण और रासायनिक चरण।
फोटोकैमिकल चरण केवल प्रकाश की उपस्थिति में होता है और थायलाकोइड्स और झिल्लीदार लैमेली में होता है। इसका मुख्य कार्य प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलना है। यह दो प्रमुख प्रक्रियाओं से बना है: जल फोटोलिसिस और फोटोफॉस्फोराइलेशन।
रासायनिक चरण प्रकाश पर निर्भर नहीं करता है और क्लोरोप्लास्ट, स्ट्रोमा के दूसरे भाग में किया जाता है। इसमें, पिछले चरण के उत्पाद, फोटोकैमिस्ट्री, तथाकथित केल्विन-बेन्सन चक्र में ग्लूकोज, पानी और स्टार्च का उत्पादन करने के लिए वायुमंडलीय CO2 से जुड़ते हैं।
प्रकाश रासायनिक चरण
जल फोटोलिसिस
पानी का फोटोलिसिस प्रकाश संश्लेषण का पहला चरण है और यह वह क्षण है जब प्राप्त प्रकाश ऊर्जा पानी के अणुओं के टूटने को बढ़ावा देती है, जिससे ऑक्सीजन, इलेक्ट्रॉन और एच + गैस उत्पन्न होती है। गैसीय ऑक्सीजन वायुमंडल में छोड़ी जाती है, जबकि मुक्त हाइड्रोजन अणु (H+) NADP+ नामक एक यौगिक द्वारा आकर्षित होते हैं, जिससे NADPH को जन्म मिलता है, जिसका उपयोग ग्लूकोज अणुओं के निर्माण के लिए रासायनिक चरण में किया जाएगा।
यह चरण सूत्रों द्वारा दर्शाया गया है:- H2O 2H+ + 2 इलेक्ट्रॉन + ½ O2
- एनएडीपी+ + एच+⇾ एनएडीपीएच
Photophosphorylation
यह फोटोफॉस्फोराइलेशन में है कि एटीपी का गठन होता है, एक अकार्बनिक फॉस्फेट (पाई) के अलावा एक एडीपी अणु (एडेनोसिन डिपोस्फेट) से, प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके। एटीपी अणु जीवित प्राणियों द्वारा संश्लेषित रासायनिक ऊर्जा के मुख्य रूप का निर्माण करते हैं। फोटोफॉस्फोराइलेशन का यह चरण पानी के फोटोलिसिस के समानांतर होता है और उनमें से प्रत्येक उत्पाद उत्पन्न करता है जिसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के अगले चरण में किया जाएगा।
यह चरण सूत्र द्वारा दर्शाया गया है: ADP + Pi ATP
रासायनिक चरण
प्रकाश संश्लेषण का अंतिम चरण रासायनिक चरण में होता है जिसमें पर्यावरण से या पौधे के सेलुलर श्वसन से कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग किया जाता है, और पिछले चरण में उत्पन्न दो यौगिकों का उपयोग किया जाता है: एटीपी और एनएडीपीएच। यह इस स्तर पर है कि तथाकथित केल्विन-बेन्सन चक्र होता है, प्रतिक्रियाओं का एक क्रम जो ग्लूकोज, पानी और स्टार्च उत्पन्न करता है।
निष्कर्ष
प्रकाश संश्लेषण ऊपर वर्णित दो चरणों, प्रकाश रासायनिक चरण और रासायनिक चरण में शामिल होने का परिणाम है। पृथ्वी पर सभी जीवन रूप किसी न किसी तरह से प्रकाश संश्लेषण द्वारा उत्पन्न उत्पादों पर निर्भर करते हैं: ऑक्सीजन और ग्लूकोज। इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण वायुमंडलीय संरचना के संतुलन के लिए मौलिक है।
