प्रकाश संश्लेषण क्या है या घास हरी क्यों होती है? प्रकाश संश्लेषण के अध्ययन का इतिहास। संक्षेप में क्यों अधिकांश पत्तियाँ चौड़ी और चपटी होती हैं

प्रकाश संश्लेषण एक प्रक्रिया है जिसका उपयोग पौधों, शैवाल और कुछ जीवाणुओं द्वारा सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का दोहन करने और इसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। यह लेख प्रकाश संश्लेषण के सामान्य सिद्धांतों और स्वच्छ ईंधन और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को विकसित करने के लिए प्रकाश संश्लेषण के अनुप्रयोग का वर्णन करता है।

प्रकाश संश्लेषक प्रक्रिया दो प्रकार की होती है: ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषणतथा एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण... एनोक्सीजेनिक और ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण के सामान्य सिद्धांत बहुत समान हैं, लेकिन सबसे आम ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण है, जो पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया में मनाया जाता है।

ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषण के दौरान, प्रकाश ऊर्जा पानी (एच 2 ओ) से कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) में इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करती है। प्रतिक्रिया ऑक्सीजन और हाइड्रोकार्बन पैदा करती है।

ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषणसांस लेने के विपरीत एक प्रक्रिया कहा जा सकता है जिसमें सभी सांस लेने वाले जीवों द्वारा उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण होता है, और वातावरण में ऑक्सीजन की रिहाई होती है।

दूसरी ओर, एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण में पानी का उपयोग इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में नहीं किया जाता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर बैंगनी बैक्टीरिया और हरे सल्फर बैक्टीरिया जैसे बैक्टीरिया में देखी जाती है, जो मुख्य रूप से विभिन्न जलीय वातावरणों में पाए जाते हैं।

एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण के साथ, ऑक्सीजन का उत्पादन नहीं होता है, इसलिए नाम। प्रतिक्रिया का परिणाम इलेक्ट्रॉन दाता पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कई जीवाणु दाता के रूप में हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करते हैं, और इस प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, ठोस सल्फर बनता है।

यद्यपि दोनों प्रकार के प्रकाश संश्लेषण जटिल और बहु-चरणीय प्रक्रियाएं हैं, उन्हें मोटे तौर पर नीचे रासायनिक समीकरणों के रूप में दर्शाया जा सकता है।

ऑक्सीजनिक ​​प्रकाश संश्लेषणइस प्रकार लिखा गया है:

6CO 2 + 12H 2 O + प्रकाश ऊर्जा → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

यहां, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के छह अणु प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके पानी के 12 अणुओं (H2O) के साथ जुड़ते हैं। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, एक कार्बोहाइड्रेट अणु (C6H12O6 या ग्लूकोज) और छह ऑक्सीजन अणु और छह पानी के अणु बनते हैं।

इसी तरह विभिन्न प्रतिक्रियाएं एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषणएक सामान्यीकृत सूत्र के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

सीओ 2 + 2 एच 2 ए + प्रकाश ऊर्जा → + 2 ए + एच 2 ओ

समीकरण में अक्षर A एक चर है और H 2 A एक संभावित इलेक्ट्रॉन दाता का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड (एच 2 एस) में ए सल्फर हो सकता है।

प्रकाश संश्लेषक उपकरण

प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक कोशिकीय घटक नीचे दिए गए हैं।

पिग्मेंट्स

पिग्मेंट्सऐसे अणु हैं जो पौधों, शैवाल और जीवाणुओं को रंग देते हैं, लेकिन वे सूर्य के प्रकाश को कुशलता से पकड़ने के लिए भी जिम्मेदार होते हैं। विभिन्न रंगों के रंगद्रव्य प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं। तीन मुख्य समूह नीचे प्रस्तुत किए गए हैं।

• क्लोरोफिलहरे रंग के वर्णक नीले और लाल प्रकाश को पकड़ने में सक्षम होते हैं। क्लोरोफिल के तीन उपप्रकार होते हैं जिन्हें क्लोरोफिल ए, क्लोरोफिल बी और क्लोरोफिल सी कहा जाता है। क्लोरोफिल ए सभी प्रकाश संश्लेषक पौधों में पाया जाता है। एक जीवाणु प्रकार भी है, बैक्टीरियोक्लोरोफिल, जो अवरक्त प्रकाश को अवशोषित करता है। यह वर्णक मुख्य रूप से बैंगनी और हरे रंग के सल्फर बैक्टीरिया में पाया जाता है, जो एनोक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण करते हैं।
• कैरोटीनॉयडलाल, नारंगी या पीले रंग के रंगद्रव्य हैं जो नीले-हरे रंग के प्रकाश को अवशोषित करते हैं। कैरोटेनॉयड्स के उदाहरण ज़ैंथोफिल (पीला) और कैरोटीन (नारंगी) हैं, जो गाजर को अपना रंग देते हैं।
• फाइकोबिलिनलाल या नीले रंग के रंगद्रव्य हैं जो प्रकाश की लंबी तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं जो क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड द्वारा इतनी अच्छी तरह से अवशोषित नहीं होते हैं। उन्हें साइनोबैक्टीरिया और लाल शैवाल में देखा जा सकता है।

प्लास्टाइड

प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोटिक जीवों में कोशिका द्रव्य में अंग होते हैं जिन्हें कहा जाता है प्लास्टिडों... न्यू जर्सी में रटगर्स यूनिवर्सिटी के शोधकर्ता चोंग शिन चान और देबाशीष भट्टाचार्य के लेखक चोंग शिन चान और देबाशीष भट्टाचार्य के नेचर एजुकेशन लेख के अनुसार, पौधों और शैवाल में दो झिल्ली वाले प्लास्टिड को प्राथमिक प्लास्टिड माना जाता है, और प्लवक में पाए जाने वाले कई झिल्ली वाले प्लास्टिड्स को माध्यमिक प्लास्टिड कहा जाता है।

प्लास्टिड में आमतौर पर वर्णक होते हैं या पोषक तत्वों को संग्रहीत कर सकते हैं। रंगहीन और बिना रंग के ल्यूकोप्लास्ट वसा और स्टार्च को स्टोर करते हैं, जबकि क्रोमोप्लास्ट में कैरोटीनॉयड होते हैं और क्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल होता है।

प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट में होता है; विशेष रूप से, ग्राना और स्ट्रोमा के क्षेत्रों में। ग्रेना फ्लैट वेसिकल्स या झिल्लियों का ढेर होता है जिसे थायलाकोइड्स कहा जाता है। सभी प्रकाश संश्लेषक संरचनाएं कणिकाओं में पाई जाती हैं। यहीं पर इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। दाने के स्तंभों के बीच की खाली जगह स्ट्रोमा बनाती है।

क्लोरोप्लास्ट माइटोकॉन्ड्रिया की तरह होते हैं, कोशिकाओं के ऊर्जा केंद्र, जिसमें उनका अपना जीनोम होता है, या चक्रीय डीएनए में निहित जीन का एक संग्रह होता है। ये जीन ऑर्गेनेल और प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रोटीन के लिए कोड करते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की तरह, क्लोरोप्लास्ट को एंडोसिम्बायोसिस के माध्यम से आदिम जीवाणु कोशिकाओं से विकसित माना जाता है।

एंटेना

वर्णक अणु प्रोटीन से बंधते हैं, जो उन्हें प्रकाश की दिशा में और एक दूसरे की ओर बढ़ने की अनुमति देते हैं। एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर विम वर्मास के एक प्रकाशन के अनुसार, 100-5000 वर्णक अणुओं का एक सेट है " एंटेना". ये संरचनाएं सूर्य से प्रकाश ऊर्जा को फोटॉन के रूप में ग्रहण करती हैं।

अंततः, प्रकाश ऊर्जा को पिगमेंट-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स में स्थानांतरित किया जाना चाहिए, जो इसे इलेक्ट्रॉनों के रूप में रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। पौधों में, उदाहरण के लिए, प्रकाश ऊर्जा को क्लोरोफिल वर्णक में स्थानांतरित किया जाता है। रासायनिक ऊर्जा में संक्रमण तब होता है जब क्लोरोफिल वर्णक एक इलेक्ट्रॉन को विस्थापित करता है, जिसे तब उपयुक्त प्राप्तकर्ता को स्थानांतरित किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया केंद्र

वर्णक और प्रोटीन जो प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं और इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण प्रक्रिया शुरू करते हैं, उन्हें कहा जाता है प्रतिक्रिया केंद्र.

प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया

पौधों की प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं को उन लोगों में विभाजित किया जाता है जिन्हें सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, और इसकी आवश्यकता नहीं होती है। दोनों प्रकार की प्रतिक्रियाएं क्लोरोप्लास्ट में होती हैं: थायलाकोइड्स में प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं और स्ट्रोमा में प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएं।

प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं (प्रकाश प्रतिक्रियाएं)जब प्रकाश का एक फोटॉन प्रतिक्रिया केंद्र से टकराता है और क्लोरोफिल जैसे वर्णक अणु एक इलेक्ट्रॉन छोड़ते हैं। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन को अपनी मूल स्थिति में नहीं लौटना चाहिए, और इससे बचना आसान नहीं है, क्योंकि अब क्लोरोफिल में एक "इलेक्ट्रॉन छेद" होता है जो आस-पास के इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है।

मुक्त इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉनिक परिवहन श्रृंखला के साथ आगे बढ़कर "बचने" का प्रबंधन करता है, जो एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, कोशिकाओं के लिए रासायनिक ऊर्जा का स्रोत) और एनएडीपी प्राप्त करने के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करता है। मूल क्लोरोफिल वर्णक में "इलेक्ट्रॉन छेद" पानी से इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है। नतीजतन, ऑक्सीजन वायुमंडल में छोड़ी जाती है।

डार्क प्रतिक्रियाएं(जो प्रकाश की उपस्थिति से स्वतंत्र होते हैं और केल्विन चक्र के रूप में भी जाने जाते हैं)। अंधेरे प्रतिक्रियाओं के दौरान, एटीपी और एनएडीपी उत्पन्न होते हैं, जो ऊर्जा स्रोत हैं। केल्विन चक्र में रासायनिक प्रतिक्रिया के तीन चरण होते हैं: कार्बन निर्धारण, कमी और पुनर्जनन। ये प्रतिक्रियाएं पानी और उत्प्रेरक का उपयोग करती हैं। कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बन परमाणु "स्थिर" होते हैं जब उन्हें कार्बनिक अणुओं में शामिल किया जाता है, जो अंततः तीन-कार्बन कार्बोहाइड्रेट (हल्की शर्करा) बनाते हैं। इन शर्कराओं का उपयोग तब ग्लूकोज बनाने के लिए किया जाता है या केल्विन चक्र को फिर से शुरू करने के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

भविष्य में प्रकाश संश्लेषण। प्रकाश संश्लेषण का उपयोग

प्रकाश संश्लेषक जीव हाइड्रोजन या मीथेन जैसे स्वच्छ ईंधन के उत्पादन का एक संभावित साधन हैं। हाल ही में, फिनलैंड में टूर्कू विश्वविद्यालय के एक शोध समूह ने हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए हरी शैवाल की क्षमता को लागू किया। हरे शैवाल सेकंड के भीतर हाइड्रोजन का उत्पादन कर सकते हैं यदि वे पहले प्रकाश और ऑक्सीजन की अनुपस्थिति के संपर्क में आते हैं और फिर प्रकाश के संपर्क में आते हैं। टीम ने शैवाल के हाइड्रोजन उत्पादन को तीन दिनों तक बढ़ाने का एक तरीका विकसित किया है, जैसा कि ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान पत्रिका में 2018 के प्रकाशन में बताया गया है।

वैज्ञानिकों ने कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण में भी प्रगति की है। उदाहरण के लिए, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के शोधकर्ताओं के एक समूह ने सेमीकंडक्टर नैनोवायर और बैक्टीरिया का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने के लिए एक कृत्रिम प्रणाली विकसित की है। सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करते हुए, बैक्टीरिया की एक विशिष्ट आबादी के साथ जैव-संगत प्रकाश-अवशोषित नैनोवायरों के एक सेट का संयोजन, कार्बन डाइऑक्साइड को ईंधन या पॉलिमर में परिवर्तित करता है। वैज्ञानिकों की एक टीम ने 2015 में नैनो लेटर्स जर्नल में अपना प्रोजेक्ट प्रकाशित किया।

2016 में, उसी समूह के वैज्ञानिकों ने साइंस जर्नल में एक अध्ययन प्रकाशित किया, जिसमें एक और कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण प्रणाली का वर्णन किया गया जिसमें विशेष रूप से बनाए गए बैक्टीरिया का उपयोग सूर्य के प्रकाश, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके तरल ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया गया था। सामान्य तौर पर, पौधे सूर्य की ऊर्जा का केवल 1% उपयोग कर सकते हैं और इसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए कर सकते हैं। इसके विपरीत, कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण प्रणाली कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए 10% सौर ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम थी।

प्रकाश संश्लेषण जैसी प्राकृतिक प्रक्रियाओं पर शोध करने से वैज्ञानिकों को विभिन्न अक्षय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करने के नए तरीके विकसित करने में मदद मिलती है। प्रकाश संश्लेषण में पौधों और जीवाणुओं द्वारा सूर्य के प्रकाश का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इसलिए कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण पर्यावरण के अनुकूल ईंधन बनाने के लिए एक तार्किक कदम है।

लेख में livescience.com की सामग्री का इस्तेमाल किया गया है

(देखा1 663 | आज देखा गया 1)

सबसे अच्छे इनडोर पौधे जो हवा को शुद्ध करते हैं

प्रकाश संश्लेषणप्रकाश की ऊर्जा के कारण अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण की एक प्रक्रिया है। अधिकांश मामलों में, पौधों द्वारा ऐसे सेल ऑर्गेनेल का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण किया जाता है: क्लोरोप्लास्टहरा रंगद्रव्य युक्त क्लोरोफिल.

यदि पौधे कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने में सक्षम नहीं होते, तो पृथ्वी पर लगभग सभी अन्य जीवों के पास खाने के लिए कुछ भी नहीं होता, क्योंकि जानवर, कवक और कई बैक्टीरिया अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण नहीं कर सकते हैं। वे केवल तैयार किए गए लोगों को अवशोषित करते हैं, उन्हें सरल लोगों में विभाजित करते हैं, जिससे वे फिर से जटिल लोगों को इकट्ठा करते हैं, लेकिन पहले से ही उनके शरीर की विशेषता है।

यदि हम प्रकाश संश्लेषण और इसकी भूमिका के बारे में संक्षेप में बात करें तो यही स्थिति है। प्रकाश संश्लेषण को समझने के लिए, आपको और कहना होगा: कौन से विशिष्ट अकार्बनिक पदार्थ उपयोग किए जाते हैं, संश्लेषण कैसे होता है?

प्रकाश संश्लेषण के लिए दो अकार्बनिक पदार्थों की आवश्यकता होती है - कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) और पानी (एच 2 ओ)। पहला हवा से पौधों के हवाई भागों द्वारा मुख्य रूप से रंध्र के माध्यम से अवशोषित किया जाता है। पानी - मिट्टी से, जहां से इसे पौधे की संवाहक प्रणाली द्वारा प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं तक पहुंचाया जाता है। इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण के लिए फोटॉन (hν) की ऊर्जा की आवश्यकता होती है, लेकिन उन्हें पदार्थ के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है।

कुल मिलाकर, प्रकाश संश्लेषण कार्बनिक पदार्थ और ऑक्सीजन (O 2) का उत्पादन करता है। आमतौर पर, कार्बनिक पदार्थ को आमतौर पर ग्लूकोज (सी ६ एच १२ ओ ६) के रूप में जाना जाता है।

कार्बनिक यौगिक ज्यादातर कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बने होते हैं। वे कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में पाए जाने वाले हैं। हालांकि, प्रकाश संश्लेषण के दौरान, ऑक्सीजन जारी की जाती है। इसके परमाणु पानी से लिए गए हैं।

संक्षेप में और आम तौर पर, प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रिया का समीकरण आमतौर पर इस प्रकार लिखा जाता है:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

लेकिन यह समीकरण प्रकाश संश्लेषण के सार को नहीं दर्शाता है, इसे समझने योग्य नहीं बनाता है। देखिए, हालांकि समीकरण संतुलित है, इसमें मुक्त ऑक्सीजन में कुल 12 परमाणु हैं, लेकिन हमने कहा कि वे पानी से आते हैं, और उनमें से केवल 6 हैं।

वस्तुतः प्रकाश-संश्लेषण दो चरणों में होता है। पहला कहा जाता है रोशनी, दूसरा है अंधेरा... ऐसे नाम इस तथ्य के कारण हैं कि प्रकाश केवल प्रकाश चरण के लिए आवश्यक है, अंधेरा चरण इसकी उपस्थिति से स्वतंत्र है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि यह अंधेरे में जाता है। प्रकाश चरण क्लोरोप्लास्ट थायलाकोइड झिल्ली पर होता है, अंधेरा चरण - क्लोरोप्लास्ट स्ट्रोमा में होता है।

प्रकाश चरण में, कोई CO2 बंधन नहीं होता है। क्लोरोफिल परिसरों द्वारा केवल सौर ऊर्जा का कब्जा है, एटीपी में इसका भंडारण, एनएडीपी को एनएडीपी * एच 2 तक कम करने के लिए ऊर्जा का उपयोग। प्रकाश द्वारा उत्तेजित क्लोरोफिल से ऊर्जा का प्रवाह इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रदान किया जाता है जो थायलाकोइड झिल्ली में निर्मित एंजाइमों की इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के साथ प्रेषित होते हैं।

एनएडीपी के लिए हाइड्रोजन पानी से लिया जाता है, जो सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में ऑक्सीजन परमाणुओं, हाइड्रोजन प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में विघटित हो जाता है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है photolysis... प्रकाश संश्लेषण के लिए जल से ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। पानी के दो अणुओं से ऑक्सीजन परमाणु मिलकर आणविक ऑक्सीजन बनाते हैं। प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण के लिए प्रतिक्रिया समीकरण संक्षेप में इस प्रकार है:

एच 2 ओ + (एडीपी + एफ) + एनएडीपी → एटीपी + एनएडीपी * एच 2 + ½O 2

इस प्रकार, प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश चरण के दौरान ऑक्सीजन निकलती है। एक पानी के अणु के प्रति फोटोलिसिस में एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड से संश्लेषित एटीपी अणुओं की संख्या भिन्न हो सकती है: एक या दो।

तो, एटीपी और एनएडीपी * एच 2 प्रकाश चरण से अंधेरे चरण में प्रवेश करते हैं। यहां पहले की ऊर्जा और दूसरे की कम करने वाली शक्ति कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने पर खर्च की जाती है। प्रकाश संश्लेषण के इस चरण को सरल और संक्षिप्त रूप से नहीं समझाया जा सकता है, क्योंकि यह इस तरह से आगे नहीं बढ़ता है कि छह सीओ 2 अणु एनएडीपी * एच 2 अणुओं से निकलने वाले हाइड्रोजन के साथ मिलकर ग्लूकोज बनाते हैं:

6CO 2 + 6NADP * H 2 → C 6 H 12 O 6 + 6NADP
(प्रतिक्रिया ऊर्जा एटीपी के व्यय के साथ आगे बढ़ती है, जो एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड में विघटित हो जाती है)।

उपरोक्त प्रतिक्रिया समझ को सुविधाजनक बनाने के लिए केवल एक अतिसरलीकरण है। वास्तव में, कार्बन डाइऑक्साइड अणु एक समय में एक को बांधते हैं, तैयार पांच कार्बन कार्बनिक पदार्थों से जुड़ते हैं। एक अस्थिर छह-कार्बन कार्बनिक पदार्थ बनता है, जो तीन-कार्बन कार्बोहाइड्रेट अणुओं में विघटित होता है। इनमें से कुछ अणुओं का उपयोग CO 2 को बांधने के लिए मूल पांच-कार्बन पदार्थ के पुनर्संश्लेषण के लिए किया जाता है। ऐसा पुनर्संश्लेषण प्रदान किया जाता है केल्विन चक्र... तीन-कार्बन कार्बोहाइड्रेट अणुओं का एक अल्पसंख्यक चक्र छोड़ देता है। अन्य सभी कार्बनिक पदार्थ (कार्बोहाइड्रेट, वसा, प्रोटीन) उनसे और अन्य पदार्थों से संश्लेषित होते हैं।

अर्थात्, वास्तव में, तीन-कार्बन शर्करा, ग्लूकोज नहीं, प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे चरण से मुक्त होते हैं।

मानव जीवन, पृथ्वी पर सभी जीवन की तरह, श्वास के बिना असंभव है। हम हवा से ऑक्सीजन लेते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। लेकिन ऑक्सीजन खत्म क्यों नहीं हो रही है? यह पता चला है कि वातावरण में हवा लगातार ऑक्सीजन से भर जाती है। और यह संतृप्ति ठीक प्रकाश संश्लेषण के कारण होती है।

प्रकाश संश्लेषण सरल और सीधा है!

प्रकाश संश्लेषण क्या है, यह समझने के लिए हर कोई बाध्य है। ऐसा करने के लिए, आपको जटिल सूत्र लिखने की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं है, इस प्रक्रिया के महत्व और जादू को समझने के लिए पर्याप्त है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में पौधे मुख्य भूमिका निभाते हैं - घास, पेड़, झाड़ियाँ। यह पौधों की पत्तियों में है कि लाखों वर्षों से कार्बन डाइऑक्साइड का ऑक्सीजन में अद्भुत परिवर्तन हुआ है, जो उन लोगों के लिए जीवन के लिए बहुत आवश्यक है जो सांस लेना पसंद करते हैं। आइए प्रकाश संश्लेषण की पूरी प्रक्रिया को क्रम से अलग करने का प्रयास करें।

1. पौधे मिट्टी में घुले खनिजों के साथ पानी लेते हैं - नाइट्रोजन, फास्फोरस, मैंगनीज, पोटेशियम, विभिन्न लवण - कुल मिलाकर 50 से अधिक विभिन्न रासायनिक तत्व। पौधों को पोषण के लिए इसकी आवश्यकता होती है। परन्तु भूमि से पौधों को आवश्यक पदार्थ का केवल 1/5 भाग ही प्राप्त होता है। बाकी 4/5 वे पतली हवा से बाहर निकलते हैं!

2. पौधे हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं। वही कार्बन डाइऑक्साइड जिसे हम हर सेकेंड में सांस छोड़ते हैं। पेड़-पौधे आपकी तरह ही कार्बन डाइऑक्साइड सांस लेते हैं और मैं ऑक्सीजन में सांस लेता हूं। लेकिन इतना पर्याप्त नहीं है।

3. प्राकृतिक प्रयोगशाला में एक अनिवार्य घटक सूर्य का प्रकाश है। पौधों की पत्तियों में सूर्य की किरणें एक असाधारण रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पन्न करती हैं। यह कैसे होता है?

4. पौधों की पत्तियों में होता है अद्भुत पदार्थ - क्लोरोफिल... क्लोरोफिल सूर्य के प्रकाश की धाराओं को पकड़ने में सक्षम है और हमारे ग्रह पर हर जीवित प्राणी के लिए आवश्यक पानी, ट्रेस तत्वों, कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक पदार्थों में अथक रूप से संसाधित करता है। इस समय पौधे वातावरण में ऑक्सीजन छोड़ते हैं! क्लोरोफिल के इसी कार्य को वैज्ञानिक जटिल शब्द कहते हैं - प्रकाश संश्लेषण.

प्रकाश संश्लेषण विषय पर एक प्रस्तुति शैक्षिक पोर्टल पर डाउनलोड की जा सकती है

तो घास हरी क्यों है?

अब जब हम जानते हैं कि पादप कोशिकाओं में क्लोरोफिल होता है, तो इस प्रश्न का उत्तर देना बहुत आसान है। यह अकारण नहीं है कि प्राचीन यूनानी भाषा से क्लोरोफिल का अनुवाद "हरी पत्ती" के रूप में किया जाता है। प्रकाश संश्लेषण के लिए, क्लोरोफिल हरे रंग को छोड़कर सूर्य के प्रकाश की सभी किरणों का उपयोग करता है। हम घास देखते हैं, पौधे हरे रंग की पत्तियों को ठीक से देखते हैं क्योंकि क्लोरोफिल हरा हो जाता है।

प्रकाश संश्लेषण का महत्व।

प्रकाश संश्लेषण के महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है - प्रकाश संश्लेषण के बिना, हमारे ग्रह के वातावरण में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड जमा हो जाएगा, अधिकांश जीवित जीव बस सांस नहीं ले पाएंगे और मर जाएंगे। हमारी पृथ्वी एक निर्जीव ग्रह में बदल जाएगी। ऐसा होने से रोकने के लिए, पृथ्वी पर प्रत्येक व्यक्ति को यह याद रखने की आवश्यकता है कि हम पौधों के बहुत ऋणी हैं।

इसलिए शहरों में ज्यादा से ज्यादा पार्क और ग्रीन स्पेस बनाना इतना जरूरी है। टैगा और जंगल को विनाश से बचाएं। या अपने घर के बगल में एक पेड़ लगाओ। या शाखाओं को तोड़ने के लिए नहीं। केवल पृथ्वी ग्रह पर प्रत्येक व्यक्ति की भागीदारी से गृह ग्रह पर जीवन को संरक्षित करने में मदद मिलेगी।

लेकिन प्रकाश संश्लेषण का महत्व कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में बदलने तक सीमित नहीं है। प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप ही वायुमंडल में ओजोन परत का निर्माण हुआ, जो कि पराबैंगनी विकिरण की हानिकारक किरणों से ग्रह की रक्षा करती है। पौधे पृथ्वी पर अधिकांश जीवित चीजों के लिए भोजन हैं। आवश्यक और पौष्टिक भोजन। पौधों का पोषण मूल्य भी प्रकाश संश्लेषण का एक गुण है।

हाल ही में, चिकित्सा में क्लोरोफिल का सक्रिय रूप से उपयोग किया गया है। मनुष्य लंबे समय से जानता है कि बीमार जानवर चंगा करने के लिए सहज रूप से हरी पत्तियों को खाते हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि क्लोरोफिल मानव रक्त कोशिकाओं में एक पदार्थ के समान है और चमत्कार करने में सक्षम है।

पौधों को वह सब कुछ मिलता है जिसकी उन्हें वृद्धि और विकास के लिए पर्यावरण से आवश्यकता होती है। इस प्रकार वे अन्य जीवित जीवों से भिन्न होते हैं। उनके अच्छी तरह से विकसित होने के लिए, आपको उपजाऊ मिट्टी, प्राकृतिक या कृत्रिम सिंचाई और अच्छी रोशनी की आवश्यकता होती है। अँधेरे में कुछ नहीं उगेगा।

मिट्टी पानी और पोषक तत्वों वाले कार्बनिक यौगिकों, ट्रेस तत्वों का स्रोत है। लेकिन पेड़, फूल, घास को भी सौर ऊर्जा की जरूरत होती है। यह सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में है कि कुछ प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप हवा से अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन में बदल जाती है। इस प्रक्रिया को प्रकाश संश्लेषण कहते हैं। सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया भी ग्लूकोज और पानी पैदा करती है। ये पदार्थ पौधे के विकास के लिए महत्वपूर्ण हैं।

रसायनज्ञों की भाषा में, प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है: 6CO2 + 12H2O + प्रकाश = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O। समीकरण का सरलीकृत रूप: कार्बन डाइऑक्साइड + पानी + प्रकाश = ग्लूकोज + ऑक्सीजन + पानी।

शाब्दिक रूप से "प्रकाश संश्लेषण" का अनुवाद "प्रकाश के साथ" के रूप में किया जाता है। इस शब्द में दो सरल शब्द "फोटो" और "संश्लेषण" शामिल हैं। सूर्य ऊर्जा का बहुत शक्तिशाली स्रोत है। लोग इसका उपयोग बिजली पैदा करने, घरों को इन्सुलेट करने और पानी गर्म करने के लिए करते हैं। जीवन को बनाए रखने के लिए पौधों को भी सूर्य से ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्रकाश संश्लेषण से ग्लूकोज एक साधारण चीनी है जो सबसे महत्वपूर्ण पोषक तत्वों में से एक है। पौधे इसका उपयोग वृद्धि और विकास के लिए करते हैं, और अतिरिक्त पत्तियों, बीजों, फलों में जमा हो जाते हैं। पौधों और फलों के हरे भागों में सभी ग्लूकोज अपरिवर्तित नहीं रहते हैं। साधारण शर्करा अधिक जटिल में बदल जाती है, जिसमें स्टार्च भी शामिल है। पोषक तत्वों की कमी की अवधि के दौरान पौधों के ऐसे भंडार का सेवन किया जाता है। यह वे हैं जो जड़ी-बूटियों, फलों, फूलों, जानवरों के लिए पत्तियों और पौधों के खाद्य पदार्थ खाने वाले लोगों के पोषण मूल्य का निर्धारण करते हैं।

पौधे प्रकाश को कैसे अवशोषित करते हैं

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया काफी जटिल है, लेकिन इसे संक्षेप में वर्णित किया जा सकता है ताकि यह स्कूली बच्चों के लिए भी समझ में आ सके। सबसे आम प्रश्नों में से एक प्रकाश अवशोषण के तंत्र से संबंधित है। प्रकाश ऊर्जा पौधों में कैसे पहुँचती है? प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया पत्तियों में होती है। सभी पौधों की पत्तियों में हरी कोशिकाएँ होती हैं - क्लोरोप्लास्ट। इनमें क्लोरोफिल नामक पदार्थ होता है। क्लोरोफिल वह वर्णक है जो पत्तियों को उनका हरा रंग देता है और प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए जिम्मेदार होता है। बहुत से लोगों ने यह नहीं सोचा है कि अधिकांश पौधों की पत्तियाँ चौड़ी और चपटी क्यों होती हैं। यह पता चला है कि प्रकृति ने इसे एक कारण के लिए प्रदान किया है। विस्तृत सतह आपको अधिक सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करने की अनुमति देती है। इसी कारण से सोलर पैनल को चौड़ा और सपाट बनाया जाता है।

पत्तियों का ऊपरी भाग मोमी परत (छल्ली) द्वारा पानी के नुकसान और मौसम, कीटों के प्रतिकूल प्रभावों से सुरक्षित रहता है। इसे पलिसडे कहते हैं। यदि आप शीट को करीब से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि ऊपर वाला भाग अधिक चमकीला और चिकना है। एक समृद्ध रंग इस तथ्य के कारण प्राप्त होता है कि इस भाग में अधिक क्लोरोप्लास्ट होते हैं। अतिरिक्त प्रकाश ऑक्सीजन और ग्लूकोज का उत्पादन करने के लिए पौधे की क्षमता को कम कर सकता है। तेज धूप के संपर्क में आने से क्लोरोफिल क्षतिग्रस्त हो जाता है और यह प्रकाश संश्लेषण को धीमा कर देता है। पतझड़ के आगमन के साथ भी मंदी आती है, जब प्रकाश कम हो जाता है और उनमें क्लोरोप्लास्ट के नष्ट होने के कारण पत्तियां पीली पड़ने लगती हैं।

प्रकाश संश्लेषण और पौधों के जीवन में पानी की भूमिका को कम करके नहीं आंका जा सकता है। पानी की जरूरत है:

• इसमें घुले खनिजों के साथ पौधों को उपलब्ध कराना;
• स्वर बनाए रखना;
• ठंडा करना;
• रासायनिक और भौतिक प्रतिक्रियाओं की संभावना।

पेड़, झाड़ियाँ, फूल जड़ों द्वारा मिट्टी से पानी को अवशोषित करते हैं, और फिर तने के साथ नमी बढ़ जाती है, नसों के साथ पत्तियों में चली जाती है, जो नग्न आंखों को भी दिखाई देती है।

कार्बन डाइऑक्साइड पत्ती के निचले हिस्से में छोटे छिद्रों के माध्यम से प्रवेश करती है - रंध्र। पत्ती के निचले हिस्से में कोशिकाओं को व्यवस्थित किया जाता है ताकि कार्बन डाइऑक्साइड अधिक गहराई तक प्रवेश कर सके। यह प्रकाश संश्लेषण के दौरान उत्पन्न ऑक्सीजन को आसानी से पत्ती छोड़ने की अनुमति देता है। सभी जीवित जीवों की तरह, पौधे सांस लेने की क्षमता से संपन्न होते हैं। इसके अलावा, जानवरों और मनुष्यों के विपरीत, वे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन का उत्सर्जन करते हैं, न कि इसके विपरीत। जहां कई पौधे हैं, वहां हवा बहुत साफ और ताजा है। इसीलिए बड़े शहरों में पेड़ों, झाड़ियों की देखभाल करना, चौकों और पार्कों को रखना इतना महत्वपूर्ण है।

प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश और अंधेरे चरण

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया जटिल है और इसमें दो चरण होते हैं - प्रकाश और अंधेरा। प्रकाश चरण केवल सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ही संभव है। प्रकाश के प्रभाव में, क्लोरोफिल अणु आयनित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा का निर्माण होता है, जो रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक का काम करता है। इस चरण में घटनाओं का क्रम इस तरह दिखता है:

• प्रकाश क्लोरोफिल अणु से टकराता है, जो हरे वर्णक द्वारा अवशोषित होता है और इसे उत्तेजित अवस्था में बदल देता है;
• पानी का विभाजन होता है;
• एटीपी को संश्लेषित किया जाता है, जो एक ऊर्जा संचयक है।

प्रकाश संश्लेषण का काला चरण प्रकाश ऊर्जा की भागीदारी के बिना होता है। इस स्तर पर, ग्लूकोज और ऑक्सीजन बनते हैं। इसी समय, यह समझना महत्वपूर्ण है कि ग्लूकोज और ऑक्सीजन का निर्माण घड़ी के आसपास होता है, न कि केवल रात में। अंधेरा चरण इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसके प्रवाह के लिए प्रकाश की उपस्थिति अब आवश्यक नहीं है। उत्प्रेरक एटीपी है, जिसे पहले संश्लेषित किया गया था।

प्रकृति में प्रकाश संश्लेषण का महत्व

प्रकाश संश्लेषण सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक प्रक्रियाओं में से एक है। यह न केवल पौधों के जीवन का समर्थन करने के लिए आवश्यक है, बल्कि ग्रह पर सभी जीवन के लिए भी आवश्यक है। प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है:

• जानवरों और लोगों को भोजन प्रदान करना;
• कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने और हवा के ऑक्सीकरण;
• पोषक चक्र को बनाए रखना।

सभी पौधे प्रकाश संश्लेषण की दर पर निर्भर होते हैं। सौर ऊर्जा को एक ऐसे कारक के रूप में देखा जा सकता है जो विकास को उत्तेजित या बाधित करता है। उदाहरण के लिए, दक्षिणी क्षेत्रों और सूर्य के क्षेत्रों में बहुत कुछ है और पौधे काफी लंबे हो सकते हैं। यदि हम विचार करें कि जलीय पारिस्थितिक तंत्रों में प्रक्रिया कैसे होती है, तो समुद्रों, महासागरों की सतह पर सूर्य के प्रकाश की कोई कमी नहीं होती है और इन परतों में शैवाल की प्रचुर वृद्धि देखी जाती है। पानी की गहरी परतों में सौर ऊर्जा की कमी होती है, जो जलीय वनस्पतियों की वृद्धि दर को प्रभावित करती है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया वायुमंडल में ओजोन परत के निर्माण में योगदान करती है। यह बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह ग्रह पर सभी जीवन को पराबैंगनी किरणों के हानिकारक प्रभावों से बचाने में मदद करता है।

प्रकाश संश्लेषणक्लोरोप्लास्ट में क्लोरोफिल द्वारा सोखी गई सौर (प्रकाश) ऊर्जा का उपयोग करके पानी और वातावरण के कार्बन डाइऑक्साइड से हरे पौधों की पत्तियों में कार्बनिक यौगिकों का संश्लेषण है।

प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, दृश्य प्रकाश की ऊर्जा पर कब्जा कर लिया जाता है और प्रकाश संश्लेषण के दौरान बनने वाले कार्बनिक पदार्थों में संग्रहीत (संग्रहीत) रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया की खोज की तिथि 1771 मानी जा सकती है। अंग्रेजी वैज्ञानिक जे। प्रीस्टले ने जानवरों की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण हवा की संरचना में परिवर्तन पर ध्यान आकर्षित किया। हरे पौधों की उपस्थिति में हवा फिर से सांस लेने और जलने दोनों के लिए उपयुक्त हो गई। इसके बाद, कई वैज्ञानिकों (जे। इंगेनहॉस, जे। सेनेबियर, टी। सौसुरे, जे। बी। बौसिंगॉल्ट) के काम ने पाया कि हरे पौधे हवा से CO2 को अवशोषित करते हैं, जिससे प्रकाश में पानी की भागीदारी से कार्बनिक पदार्थ बनते हैं। 1877 में इसी प्रक्रिया को जर्मन वैज्ञानिक डब्ल्यू. फेफर ने प्रकाश संश्लेषण कहा था। आर. मेयर द्वारा प्रतिपादित ऊर्जा संरक्षण के नियम का प्रकाश संश्लेषण के सार के प्रकटीकरण के लिए बहुत महत्व था। 1845 में, आर. मेयर ने इस धारणा को आगे रखा कि पौधों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऊर्जा सूर्य की ऊर्जा है, जिसे पौधे प्रकाश संश्लेषण के दौरान रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। उल्लेखनीय रूसी वैज्ञानिक के.ए. के अध्ययन में इस स्थिति को विकसित और प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई थी। तिमिर्याज़ेव।

प्रकाश संश्लेषक जीवों की मुख्य भूमिका:

1) कार्बनिक यौगिकों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का परिवर्तन;

2) ऑक्सीजन के साथ वातावरण की संतृप्ति;

प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, पृथ्वी पर 150 बिलियन टन कार्बनिक पदार्थ बनते हैं और प्रति वर्ष लगभग 200 बिलियन टन मुक्त ऑक्सीजन निकलती है। यह वातावरण में CO2 की सांद्रता में वृद्धि को रोकता है, पृथ्वी के अधिक गर्म होने (ग्रीनहाउस प्रभाव) को रोकता है।

प्रकाश संश्लेषण द्वारा निर्मित वातावरण जीवित चीजों को विनाशकारी शॉर्ट-वेव यूवी विकिरण (वायुमंडल की ऑक्सीजन-ओजोन स्क्रीन) से बचाता है।

सौर ऊर्जा का केवल 1-2% कृषि संयंत्रों की फसल में स्थानांतरित किया जाता है, नुकसान प्रकाश के अधूरे अवशोषण के कारण होता है। इसलिए, उच्च प्रकाश संश्लेषक दक्षता वाली किस्मों के चयन, प्रकाश अवशोषण के लिए अनुकूल फसल संरचना के निर्माण के कारण पैदावार बढ़ने की बहुत बड़ी संभावना है। इस संबंध में, प्रकाश संश्लेषण नियंत्रण की सैद्धांतिक नींव का विकास विशेष रूप से जरूरी हो जाता है।

प्रकाश संश्लेषण का महत्व बहुत बड़ा है। आइए बस ध्यान दें कि यह सभी जीवित चीजों के अस्तित्व के लिए आवश्यक ईंधन (ऊर्जा) और वायुमंडलीय ऑक्सीजन की आपूर्ति करता है। इसलिए, प्रकाश संश्लेषण की भूमिका ग्रहीय है।

प्रकाश संश्लेषण की ग्रहीय प्रकृति इस तथ्य से भी निर्धारित होती है कि ऑक्सीजन और कार्बन (मुख्य रूप से) के संचलन के कारण वातावरण की आधुनिक संरचना बनी रहती है, जो बदले में पृथ्वी पर जीवन के आगे के रखरखाव को निर्धारित करती है। यह आगे कहा जा सकता है कि प्रकाश संश्लेषण के उत्पादों में जो ऊर्जा संग्रहीत होती है, वह अनिवार्य रूप से ऊर्जा का मुख्य स्रोत है जो अब मानव जाति के पास है।

प्रकाश संश्लेषण की कुल प्रतिक्रिया

सीओ 2 + एच 2 ओ = (सीएच 2 ओ) + ओ 2 .

प्रकाश संश्लेषण की रसायन शास्त्र निम्नलिखित समीकरणों द्वारा वर्णित है:

प्रकाश संश्लेषण - प्रतिक्रियाओं के 2 समूह:

प्रकाश चरण (निर्भर करता है रोशनी)

डार्क स्टेज (तापमान पर निर्भर करता है)।

प्रतिक्रियाओं के दोनों समूह एक साथ आगे बढ़ते हैं

प्रकाश संश्लेषण हरे पौधों के क्लोरोप्लास्ट में होता है।

प्रकाश संश्लेषण की शुरुआत वर्णक क्लोरोफिल द्वारा प्रकाश के अवशोषण और अवशोषण से होती है, जो हरे पौधों की कोशिकाओं के क्लोरोप्लास्ट में निहित होता है।

यह अणु के अवशोषण स्पेक्ट्रम को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त है।

क्लोरोफिल अणु बैंगनी और नीले रंग में और फिर स्पेक्ट्रम के लाल हिस्से में फोटॉन को अवशोषित करता है, और स्पेक्ट्रम के हरे और पीले हिस्से में फोटॉन के साथ बातचीत नहीं करता है।

इसलिए, क्लोरोफिल और पौधे हरे दिखते हैं - वे बस किसी भी तरह से हरी किरणों का उपयोग नहीं कर सकते हैं और उन्हें दुनिया में चलने के लिए छोड़ देते हैं (जिससे यह हरा हो जाता है)।

प्रकाश संश्लेषक वर्णक थायलाकोइड झिल्ली के भीतरी भाग में स्थित होते हैं।

वर्णकों को व्यवस्थित किया जाता है फोटो सिस्टम(प्रकाश को पकड़ने के लिए एंटीना क्षेत्र) - विभिन्न वर्णक के 250-400 अणु युक्त।

फोटो सिस्टम में निम्न शामिल हैं:

प्रतिक्रिया केंद्रफोटोसिस्टम (क्लोरोफिल अणु .) ए),

एंटीना अणु

फोटोसिस्टम के सभी वर्णक उत्तेजित अवस्था ऊर्जा को एक दूसरे में स्थानांतरित करने में सक्षम हैं। एक या दूसरे वर्णक अणु द्वारा अवशोषित फोटॉन ऊर्जा को प्रतिक्रिया केंद्र तक पहुंचने तक पड़ोसी अणु में स्थानांतरित कर दिया जाता है। जब प्रतिक्रिया केंद्र की अनुनाद प्रणाली उत्तेजित हो जाती है, तो यह दो उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को स्वीकर्ता अणु में स्थानांतरित कर देता है और इस तरह ऑक्सीकरण करता है और एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है।

पौधों में:

फोटोसिस्टम 1(700 एनएम की तरंग दैर्ध्य पर अधिकतम प्रकाश अवशोषण - P700)

फोटोसिस्टम 2(६८० एनएम के तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश का अधिकतम अवशोषण - पी६८०

अवशोषण ऑप्टिमा में अंतर पिगमेंट की संरचना में छोटे अंतर के कारण होता है।

दो प्रणालियाँ संयोजन के रूप में काम करती हैं, जैसे टू-पीस कन्वेयर जिसे . कहा जाता है गैर-चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन .

के लिए सारांश समीकरण गैर-चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन:

- फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों का प्रतीकात्मक पदनाम

चक्र की शुरुआत फोटोसिस्टम 2 से होती है।

1) ऐन्टेना अणु एक फोटॉन को पकड़ते हैं और उत्तेजना को P680 सक्रिय केंद्र के एक अणु में स्थानांतरित करते हैं;

2) उत्तेजित P680 अणु सहकारक Q को दो इलेक्ट्रॉन देता है, जबकि यह ऑक्सीकृत हो जाता है और एक धनात्मक आवेश प्राप्त कर लेता है;

सहायक कारक(कॉफ़ेक्टर)। एंजाइम के कार्य करने के लिए आवश्यक कोएंजाइम या कोई अन्य पदार्थ

कोएंजाइम (कोएंजाइम)[अक्षांश से। सह (सह) - एक साथ और एंजाइम], गैर-प्रोटीन प्रकृति के कार्बनिक यौगिक, एंजाइमी प्रतिक्रिया में व्यक्तिगत परमाणुओं या परमाणु समूहों के स्वीकर्ता के रूप में भाग लेते हैं, जो सब्सट्रेट अणु से एंजाइम द्वारा विभाजित होते हैं, अर्थात। एंजाइमों की उत्प्रेरक क्रिया के कार्यान्वयन के लिए। एंजाइम (एपोएंजाइम) के प्रोटीन घटक के विपरीत इन पदार्थों में अपेक्षाकृत कम आणविक भार होता है और, एक नियम के रूप में, थर्मोस्टेबल होते हैं। कभी-कभी कोएंजाइम का मतलब किसी भी कम-आणविक पदार्थ से होता है, जिसकी भागीदारी एंजाइम की उत्प्रेरक क्रिया की अभिव्यक्ति के लिए आवश्यक है, उदाहरण के लिए, आयनों सहित। के +, एमजी 2+ और एमएन 2+। प्रस्ताव स्थित हैं। एंजाइम के सक्रिय केंद्र में और सक्रिय केंद्र के सब्सट्रेट और कार्यात्मक समूहों के साथ मिलकर एक सक्रिय परिसर बनाते हैं।

उत्प्रेरक गतिविधि की अभिव्यक्ति के लिए, अधिकांश एंजाइमों को एक कोएंजाइम की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। अपवाद हाइड्रोलाइटिक एंजाइम हैं (उदाहरण के लिए, प्रोटीज़, लाइपेस, राइबोन्यूक्लिज़), जो एक कोएंजाइम की अनुपस्थिति में अपना कार्य करते हैं।

अणु P680 (एंजाइमों की क्रिया से) कम हो जाता है। इस स्थिति में, पानी प्रोटॉन में वियोजित हो जाता है और आणविक ऑक्सीजन,वे। पानी एक इलेक्ट्रॉन दाता है जो पी 680 में इलेक्ट्रॉन पुनःपूर्ति प्रदान करता है।

photolysis पानी- पानी के अणु का टूटना, विशेष रूप से प्रकाश संश्लेषण के दौरान। पानी के प्रकाश-अपघटन के कारण ऑक्सीजन का निर्माण होता है, जो हरे पौधों द्वारा प्रकाश में छोड़ा जाता है।