Back to the topics list

प्रकाश संश्लेषण

सबै जीवित चीजहरूलाई बाँच्न ऊर्जा चाहिन्छ। तिनीहरूले यो ऊर्जा खानाबाट लिन्छन्। तर, के तपाईंले कहिल्यै बिरुवालाई खाना खाएको देख्नुभएको छ? त्यसोभए, तिनीहरूले कसरी आफ्नो ऊर्जा प्राप्त गर्छन्? बिरुवाहरूले आफ्नो ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण नामक प्रक्रियाबाट प्राप्त गर्छन् जसले तिनीहरूलाई आफ्नो खाना बनाउन अनुमति दिन्छ। यस रोचक विषयको बारेमा थप जान्नको लागि पढ्नुहोस्।

सिक्ने उद्देश्यहरू

यस पाठमा, हामी निम्न बारे सिक्नेछौं

1. प्रकाश संश्लेषण को परिभाषा
2. प्रकाश संश्लेषणको समयमा हुने रासायनिक प्रतिक्रियाहरू
3. प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रियामा चरणहरू जसले फोटोट्रोफहरूलाई आफ्नो खाना बनाउन सक्षम बनाउँछ
4. प्रकाश संश्लेषणको दुई मुख्य चरणहरू - प्रकाश प्रतिक्रिया र गाढा प्रतिक्रिया
5. प्रकाश संश्लेषणमा संलग्न चार प्रकारका पिग्मेन्टहरू

प्रकाश संश्लेषण एक प्रक्रिया हो जसद्वारा फोटोट्रोफहरूले प्रकाश ऊर्जालाई रासायनिक ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ, जुन सेलुलर गतिविधिहरूलाई इन्धन गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसले क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी, क्यारोटिन र xanthophyll जस्ता पिग्मेन्टहरू मार्फत क्लोरोप्लास्टमा लिन्छ।

सबै हरियो बिरुवाहरू र केही अन्य अटोट्रोफिक जीवहरू पोषक तत्वहरू संश्लेषण गर्न कार्बन डाइअक्साइड, पानी र सूर्यको प्रकाश प्रयोग गर्न प्रकाश संश्लेषणमा निर्भर हुन्छन्। अक्सिजन प्रकाश संश्लेषण को उप-उत्पादन हो।

हरियो बिरुवा जस्तै, केहि अन्य जीवहरूले पनि प्रकाश संश्लेषण गर्दछ। यसमा बैजनी ब्याक्टेरिया, साइनोब्याक्टेरिया र हरियो सल्फर ब्याक्टेरिया जस्ता प्रोकारियोटहरू समावेश छन्।

प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया निम्न रूपमा देखाउन सकिन्छ:

कार्बन डाइअक्साइड + पानी ========= ग्लुकोज + अक्सिजन

(सूर्यको किरण)

प्रकाश संश्लेषण को महत्व

पृथ्वीमा सबै जीवहरूको अस्तित्वको लागि प्रकाश संश्लेषण आवश्यक छ। यसले खाद्य श्रृंखलामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यसले बिरुवाहरूलाई उनीहरूको खाना बनाउन अनुमति दिन्छ, तिनीहरूलाई प्राथमिक उत्पादकहरू बनाउँछ।

प्रकाश संश्लेषणले वायुमण्डलमा अक्सिजन पनि छोड्छ। धेरैजसो जीवहरूलाई बाँच्नको लागि अक्सिजन चाहिन्छ।

प्रकाश संश्लेषण को साइट

प्रकाश संश्लेषण बोटबिरुवा र नीलो-हरियो शैवालमा क्लोरोप्लास्टमा हुन्छ। हरियो डाँठ, हरियो पात र सेपल्स सहित बिरुवाका सबै हरियो भागहरूमा क्लोरोप्लास्टहरू हुन्छन्।

क्लोरोप्लास्टहरू बिरुवाको कोशिकाहरूमा मात्रै हुन्छन् र पातहरूको मेसोफिल कोशिकाहरूमा अवस्थित हुन्छन्।

प्रकाश संश्लेषण समीकरण

प्रकाश संश्लेषणमा, कार्बन डाइअक्साइड र पानीले दुई उत्पादनहरू बनाउँछ, अर्थात्, अक्सिजन र ग्लुकोज। यो एक endothermic प्रतिक्रिया हो।

6CO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

बिरुवाको विपरीत, सबै ब्याक्टेरियाले प्रकाश संश्लेषणको उप-उत्पादनको रूपमा अक्सिजन उत्पादन गर्दैनन्। प्रकाश संश्लेषणको उप-उत्पादनको रूपमा अक्सिजन उत्पादन नगर्ने ब्याक्टेरियालाई एनोक्सीजेनिक फोटोसिन्थेटिक ब्याक्टेरिया भनिन्छ। प्रकाश संश्लेषणको उप-उत्पादनको रूपमा अक्सिजन उत्पादन गर्ने ब्याक्टेरियालाई अक्सिजेनिक फोटोसिन्थेटिक ब्याक्टेरिया भनिन्छ।

फोटोसिंथेटिक पिग्मेन्ट

त्यहाँ पातहरूमा चार विभिन्न प्रकारका रङ्गहरू छन्:

1. क्लोरोफिल ए
2. क्लोरोफिल b
3. Xanthophylls
4. Carotenoids

प्रक्रियाको चरणहरू

सेलुलर स्तरमा, प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट भनिने सेल अर्गनेलहरूमा हुन्छ। यी अंगहरूमा क्लोरोफिल भनिने हरियो रङको वर्णक हुन्छ, जुन पातहरूको विशेषता हरियो रंगको लागि जिम्मेवार हुन्छ।

संरचनात्मक रूपमा, पातमा पेटीओल, एपिडर्मिस र एक लामिना हुन्छ। लामिना प्रकाश संश्लेषणको समयमा सूर्यको किरण र कार्बन डाइअक्साइडको अवशोषणको लागि प्रयोग गरिन्छ।

• प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रियामा, कार्बन डाइअक्साइड स्टोमाटा मार्फत प्रवेश गर्दछ, पानी माटोबाट जरा रौंहरू द्वारा अवशोषित हुन्छ र जाइलम भाँडाहरू मार्फत पातहरूमा लगिन्छ। क्लोरोफिलले पानीको अणुहरूलाई हाइड्रोजन र अक्सिजनमा विभाजित गर्न सूर्यबाट प्रकाश ऊर्जा अवशोषित गर्दछ।
• पानीका अणुहरूबाट निस्कने हाइड्रोजन र हावाबाट अवशोषित कार्बन डाइअक्साइड ग्लुकोज उत्पादनमा प्रयोग गरिन्छ। यसबाहेक, अक्सिजन फोहोर उत्पादनको रूपमा पातहरू मार्फत वायुमण्डलमा छोडिन्छ।
• ग्लुकोज बिरुवाहरूका लागि खानाको स्रोत हो जसले वृद्धि र विकासको लागि ऊर्जा प्रदान गर्दछ जबकि बाँकी जरा, पातहरू र फलहरूमा भण्डारण गरिन्छ तिनीहरूको पछि प्रयोगको लागि।
• पिग्मेन्टहरू प्रकाश संश्लेषणका अन्य आधारभूत सेलुलर घटक हुन्। तिनीहरू रंग प्रदान गर्ने अणुहरू हुन् र तिनीहरूले केही विशिष्ट तरंगदैर्ध्यमा प्रकाश अवशोषित गर्छन् र अवशोषित प्रकाशलाई फिर्ता प्रतिबिम्बित गर्छन्। सबै हरियो बिरुवाहरूमा मुख्यतया क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी, र क्यारोटिनोइडहरू हुन्छन् जुन क्लोरोप्लास्टको थाइलाकोइडहरूमा पाइन्छ। यो मुख्यतया प्रकाश ऊर्जा कब्जा गर्न प्रयोग गरिन्छ। क्लोरोफिल-ए मुख्य वर्णक हो।

प्रकाश संश्लेषण को दुई चरण

प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रिया दुई चरणहरूमा हुन्छ:

• प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया वा प्रकाश प्रतिक्रिया
• हल्का स्वतन्त्र प्रतिक्रिया वा गाढा प्रतिक्रिया

प्रकाश संश्लेषण वा प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाको प्रकाश प्रतिक्रिया

• प्रकाश संश्लेषण प्रकाश प्रतिक्रिया संग सुरु हुन्छ। यो दिनको समयमा मात्र सूर्यको प्रकाशको उपस्थितिमा गरिन्छ। बिरुवाहरूमा, प्रकाश प्रतिक्रिया क्लोरोप्लास्टको थाइलाकोइड झिल्लीमा हुन्छ।
• थाइलाकोइड झिल्ली भित्र, ग्राना भनिने थैली जस्तो संरचनाहरू छन् जसले प्रकाश जम्मा गर्दछ।
• प्रकाश ऊर्जालाई एटीपी र एनएडीपीएचमा रूपान्तरण गरिन्छ जुन प्रकाश संश्लेषणको दोस्रो चरणमा प्रयोग गरिन्छ। पानी प्रयोग गरिन्छ र अक्सिजन उत्पादन गरिन्छ।

प्रकाश संश्लेषणको प्रकाश प्रतिक्रियामा रासायनिक समीकरणलाई निम्नमा कम गर्न सकिन्छ:

2H ₂ O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = O ₂ + 2NADPH + 3ATP

प्रकाश संश्लेषण वा प्रकाश-स्वतन्त्र प्रतिक्रियाको गाढा प्रतिक्रिया

• यसलाई कार्बन फिक्सिङ प्रतिक्रिया पनि भनिन्छ।
• यो एक हल्का-स्वतन्त्र प्रक्रिया हो जसमा चिनी अणुहरू पानी र कार्बन डाइअक्साइड अणुहरूबाट बनाइन्छ।
• अँध्यारो प्रतिक्रिया क्लोरोप्लास्टको स्ट्रोमामा हुन्छ जहाँ तिनीहरूले प्रकाश प्रतिक्रियाको NADPH र ATP उत्पादनहरू प्रयोग गर्छन्।
• बिरुवाहरूले स्टोमाटा मार्फत वातावरणबाट कार्बन डाइअक्साइड कब्जा गर्छन् र क्याल्भिन चक्रमा जान्छन्।
• क्याल्भिन चक्रमा, प्रकाश प्रतिक्रियाको समयमा बनेको ATP र NADPH ले प्रतिक्रियालाई ड्राइभ गर्छ र कार्बन डाइअक्साइडका छवटा अणुहरूलाई एक चिनी अणु वा ग्लुकोजमा रूपान्तरण गर्दछ।

कालो प्रतिक्रियाको लागि रासायनिक समीकरण हो

3CO ₂ + 6NADPH + 5H ₂ O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi

(जहाँ G3P glyceraldehyde-3-phosphate छ)