प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) वह जैविक प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे, शैवाल, और कुछ जीवाणु सूर्य की प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके CO₂ और H₂O से ग्लूकोज (C₆H₁₂O₆) और ऑक्सीजन (O₂) बनाते हैं। यह प्रक्रिया पृथ्वी पर जीवन के लिए आधार है — यह भोजन और ऑक्सीजन दोनों प्रदान करती है।
समीकरण: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (प्रकाश और क्लोरोफिल की उपस्थिति में)
स्थान: क्लोरोप्लास्ट (थाइलाकॉइड में प्रकाश अभिक्रिया, स्ट्रोमा में केल्विन चक्र)
क्लोरोफिल-a: मुख्य वर्णक; 430 nm और 680 nm पर अवशोषण
O₂ का स्रोत: जल का प्रकाशिक अपघटन (H₂O, CO₂ नहीं)
C₄ पौधे: मक्का, गन्ना – गर्म जलवायु में कुशल
RuBisCO: Calvin Cycle का मुख्य एंजाइम
ब्लैकमैन का नियम: सीमित कारक दर निर्धारित करता है
CAM पौधे: कैक्टस – रात में CO₂ अवशोषित करते हैं
प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) वह प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे अपनी पत्तियों में उपस्थित क्लोरोफिल की सहायता से सूर्य प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) और जल (H₂O) से कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज) और ऑक्सीजन (O₂) का निर्माण करते हैं।
सूत्र में: प्रकाश ऊर्जा + CO₂ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + O₂
समग्र समीकरण: 6CO₂ + 6H₂O → (प्रकाश + क्लोरोफिल) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
शब्दों में: छः अणु कार्बन डाइऑक्साइड + छः अणु जल → (सूर्य प्रकाश और क्लोरोफिल की उपस्थिति में) → एक अणु ग्लूकोज + छः अणु ऑक्सीजन
ऊर्जा की जानकारी:
स्थान: क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast) – पत्तियों की मीसोफिल कोशिकाओं में
क्लोरोप्लास्ट की संरचना:
आवश्यक तत्व:
प्रकाश संश्लेषण दो मुख्य चरणों में होता है:
कैरोटीनॉइड्स (Carotenoids):
अवशोषण स्पेक्ट्रम:
ब्लैकमैन का नियम: किसी भी क्षण, सबसे सीमित कारक ही प्रक्रिया की दर निर्धारित करता है।
C₃ पौधे:
C₄ पौधे:
CAM पौधे (Crassulacean Acid Metabolism):
प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे क्लोरोफिल की सहायता से सूर्य प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके CO₂ और H₂O से ग्लूकोज (C₆H₁₂O₆) और O₂ बनाते हैं। समीकरण: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂।
प्रकाश संश्लेषण में O₂ जल (H₂O) के प्रकाशिक अपघटन (Photolysis) से आती है, न कि CO₂ से। रॉबर्ट हिल के प्रयोग ने सिद्ध किया: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂। यह थाइलाकॉइड में होता है।
1) प्रकाश अभिक्रिया (Light Reactions): थाइलाकॉइड में; ATP और NADPH₂ बनते हैं; O₂ निकलती है। 2) केल्विन चक्र/अंधकार अभिक्रिया (Dark Reactions/Calvin Cycle): स्ट्रोमा में; CO₂ से ग्लूकोज बनता है; ATP और NADPH₂ का उपयोग।
C₃ पौधे: CO₂ स्थिरीकरण का प्रथम उत्पाद 3-PGA (3C) है। उदाहरण: गेहूँ, चावल। C₄ पौधे: प्रथम उत्पाद ऑक्सालोएसीटेट (4C) है। उदाहरण: मक्का, गन्ना। C₄ पौधे गर्म और शुष्क जलवायु में अधिक कुशल हैं।
क्लोरोफिल-a: नीले-हरे रंग का; सभी प्रकाशसंश्लेषी जीवों में पाया जाता है; प्रमुख वर्णक। क्लोरोफिल-b: पीले-हरे रंग का; केवल उच्च पौधों में; सहायक वर्णक।
प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करने वाले कारक: 1) प्रकाश की तीव्रता, 2) CO₂ सांद्रता, 3) तापमान (25-35°C उत्तम), 4) जल की मात्रा, 5) क्लोरोफिल की मात्रा। ब्लैकमैन के नियम के अनुसार सबसे सीमित कारक ही दर निर्धारित करता है।
RuBisCO (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) केल्विन चक्र का मुख्य एंजाइम है। यह CO₂ को RuBP के साथ जोड़कर 3-PGA बनाता है। यह पृथ्वी पर सबसे अधिक मात्रा में पाया जाने वाला एंजाइम है।
CAM (Crassulacean Acid Metabolism) पौधे रात में अपने रंध्र खोलकर CO₂ अवशोषित करते हैं और दिन में बंद रखते हैं (पानी बचाने के लिए)। उदाहरण: कैक्टस, अनानास, एलोवेरा, ऑर्किड। ये शुष्क और मरुस्थलीय क्षेत्रों में उगते हैं।
पत्तियाँ हरी इसलिए दिखती हैं क्योंकि क्लोरोफिल लाल (680 nm) और नीले (430 nm) प्रकाश को अवशोषित करता है, लेकिन हरे प्रकाश (550 nm) को परावर्तित (Reflect) करता है। यही परावर्तित हरा प्रकाश हमारी आँखों तक पहुँचता है।
प्रकाश संश्लेषण: CO₂ + H₂O → Glucose + O₂ (ऊर्जा संग्रहण, दिन में होता है)। श्वसन (Respiration): Glucose + O₂ → CO₂ + H₂O + ऊर्जा (ऊर्जा मुक्ति, 24 घंटे होती है)। दोनों प्रक्रियाएँ एक-दूसरे की विपरीत हैं।
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