जल विघटन

जल विघटन, जिसे फोटोलिसिस के रूप में भी जाना जाता है, प्रकाश संश्लेषण में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के दौरान होती है। इसमें प्रकाश ऊर्जा के प्रभाव में पानी के अणुओं का ऑक्सीजन, प्रोटॉन (H⁺ आयन) और इलेक्ट्रॉनों में टूटना शामिल है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश प्रतिक्रिया के दौरान क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड झिल्ली में जल विघटन होता है।

फोटोलिसिस प्रक्रिया

जब प्रकाश ऊर्जा को फोटोसिस्टम II (PSII) में क्लोरोफिल और अन्य पिगमेंट द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो यह इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है।

उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC) में स्थानांतरित किया जाता है, और इन इलेक्ट्रॉनों से ऊर्जा का उपयोग पानी के अणुओं को विभाजित करने के लिए किया जाता है।

जल के प्रकाश-अपघटन के लिए समीकरण

${\ce {2H2O ->[light energy] O2 + 4H+ + 4e-}}$

जल के दो अणुओं को विभाजित करके निम्न बनाया जाता है:

• ऑक्सीजन (O₂): उपोत्पाद के रूप में वायुमंडल में छोड़ा जाता है।
• प्रोटॉन (H⁺): थायलाकोइड झिल्ली में प्रोटॉन ग्रेडिएंट के निर्माण में योगदान करते हैं, जिसका उपयोग ATP संश्लेषण में किया जाता है।
• इलेक्ट्रॉन (e⁻): फोटोसिस्टम II में क्लोरोफिल द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉनों की भरपाई करते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला की निरंतरता सुनिश्चित होती है।

जल विभाजन का महत्व

• ऑक्सीजन उत्पादन: जल का विभाजन उपोत्पाद के रूप में हमें सांस लेने के लिए ऑक्सीजन प्रदान करता है।
• इलेक्ट्रॉन आपूर्ति: यह एटीपी और एनएडीपीएच के निर्माण के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनों की भरपाई करता है।
• प्रोटॉन ग्रेडिएंट: उत्पन्न प्रोटॉन एटीपी सिंथेस कॉम्प्लेक्स में केमियोस्मोसिस के माध्यम से एटीपी संश्लेषण को संचालित करने वाले प्रोटॉन ग्रेडिएंट को बनाने में मदद करते हैं।

प्रकाश संश्लेषण में भूमिका

प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के लिए जल विघटन आवश्यक है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉन परिवहन की प्रक्रिया को जारी रखने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है, जिससे ऊर्जा-समृद्ध अणु एटीपी और एनएडीपीएच का उत्पादन होता है।

पानी के विभाजन (फोटोलिसिस)

• प्रकाश संश्लेषण में जल विघटन फोटोसिस्टम II में होता है और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में इलेक्ट्रॉनों की भरपाई के लिए आवश्यक है।
• यह प्रक्रिया ऑक्सीजन का उत्पादन करती है, जिसे एक उपोत्पाद के रूप में छोड़ा जाता है, और प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है जिनका उपयोग प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाओं (कैल्विन चक्र) के लिए एटीपी और एनएडीपीएच उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण में पानी के विभाजन का महत्व

• ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक: यह ATP और NADPH उत्पादन के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन प्रदान करने में मदद करता है।
• ऑक्सीजन एक उपोत्पाद के रूप में: इस प्रक्रिया से निकलने वाली ऑक्सीजन मनुष्यों सहित एरोबिक जीवों के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है।

अभ्यास प्रश्न

• प्रकाश संश्लेषण में पानी के विभाजन की प्रक्रिया को क्या कहते हैं?
• प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधे की कोशिका में पानी का विभाजन कहाँ होता है?
• प्रकाश संश्लेषण के दौरान पानी के विभाजन के उत्पाद क्या हैं?
• प्रकाश संश्लेषण के लिए पानी का विभाजन क्यों महत्वपूर्ण है?
• प्रकाश संश्लेषण में पानी के फोटोलिसिस की प्रक्रिया की व्याख्या करें।
• प्रकाश संश्लेषण में पानी के विभाजन के लिए कौन सा फोटोसिस्टम जिम्मेदार है?
• प्रकाश ऊर्जा पानी के विभाजन में कैसे योगदान देती है?
• पानी के विभाजन से उत्पन्न इलेक्ट्रॉनों का क्या होता है?