Z स्कीम

Z योजना एक मॉडल है जो प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया को समझाता है, विशेष रूप से फोटोसिस्टम I (PSI) और फोटोसिस्टम II (PSII) प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने के लिए एक साथ कैसे काम करते हैं। यह योजना क्लोरोप्लास्ट की थायलाकोइड झिल्लियों में प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रॉनों के मार्ग को समझाने में मदद करती है।

Z योजना की मुख्य अवधारणाएँ

फोटोसिस्टम II (PSII)

• PSII प्रकाश को अवशोषित करता है और इसका उपयोग पानी के अणुओं को ऑक्सीजन, प्रोटॉन (H⁺) और इलेक्ट्रॉनों में विभाजित करने के लिए करता है। इस प्रक्रिया को फोटोलिसिस कहा जाता है।
• पानी से निकलने वाले इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC) में अणुओं की एक श्रृंखला से होकर गुजरते हैं।
• इलेक्ट्रॉनों से ऊर्जा का उपयोग थायलाकोइड लुमेन में प्रोटॉन को पंप करने के लिए किया जाता है, जिससे एक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनता है जिसका उपयोग बाद में ATP बनाने के लिए किया जाएगा।

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC)

• PSII से इलेक्ट्रॉन साइटोक्रोम b6f कॉम्प्लेक्स से होकर गुजरते हैं, जो थायलाकोइड लुमेन में प्रोटॉन को पंप करता है।
• जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन ETC से नीचे की ओर बढ़ते हैं, वे ऊर्जा खोते हैं, जिसका उपयोग प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाने के लिए किया जाता है।

फोटोसिस्टम I (PSI)

• PSI एक अलग तरंग दैर्ध्य (700 एनएम) पर प्रकाश को अवशोषित करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा अवस्था में पहुँच जाते हैं।
• ये उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन NADP⁺ में स्थानांतरित हो जाते हैं, जो एंजाइम NADP⁺ रिडक्टेस की मदद से इसे NADPH में बदल देते हैं।
• PSI से इलेक्ट्रॉन अंततः NADP⁺ और H⁺ के साथ मिलकर NADPH बनाते हैं, जिसका उपयो8iग कैल्विन चक्र (अंधेरे अभिक्रिया) में किया जाता है।

एटीपी संश्लेषण (फोटोफॉस्फोराइलेशन)

इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला द्वारा निर्मित प्रोटॉन ग्रेडिएंट का उपयोग एंजाइम एटीपी सिंथेस द्वारा ADP और अकार्बनिक फॉस्फेट (Pi) को ATP में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, जिसे फोटोफॉस्फोराइलेशन कहा जाता है।

प्रकाश अभिक्रियाओं के दौरान उत्पादित ATP और NADPH का उपयोग कैल्विन चक्र में कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

Z योजना प्रक्रिया

PSII द्वारा प्रकाश अवशोषण

• PSII फोटॉन को अवशोषित करता है और इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करता है, जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से नीचे जाते हैं।
• पानी के अणु विभाजित होते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन, ऑक्सीजन और प्रोटॉन (H⁺) निकलते हैं।

ETC के माध्यम से इलेक्ट्रॉन की गति

PSII से इलेक्ट्रॉन साइटोक्रोम b6f कॉम्प्लेक्स से गुजरते हैं, जिससे थायलाकोइड झिल्ली में एक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनता है।

PSI में ऊर्जा का स्थानांतरण

• इलेक्ट्रॉन PSI में भेजे जाते हैं, जहाँ उन्हें PSI द्वारा अवशोषित प्रकाश द्वारा पुनः ऊर्जा दी जाती है।
• फिर उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन NADP⁺ में भेजे जाते हैं, जिससे यह NADPH में बदल जाता है।

प्रोटॉन ग्रेडिएंट और ATP गठन

• इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला द्वारा उत्पन्न प्रोटॉन ग्रेडिएंट ATP सिंथेस के माध्यम से ATP के संश्लेषण को संचालित करता है।
• प्रकाश अभिक्रियाएँ ATP और NADPH उत्पन्न करती हैं, जिनका उपयोग कैल्विन चक्र में कार्बन फिक्सेशन के लिए किया जाता है।

संक्षिप्त उत्तर वाले प्रश्न

1. Z स्कीम क्या है? इसके मुख्य घटकों को वर्णित करें।
2. PSII और PSI के बीच इलेक्ट्रॉन का मार्ग किस प्रकार होता है?
3. PSII में जल के विघटन की प्रक्रिया को समझाएं।
4. Z स्कीम में प्रकाश संश्लेषण के दौरान ATP और NADPH का निर्माण कैसे होता है?
5. PSI और PSII के बीच इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा में किस प्रकार का परिवर्तन होता है?
6. Z स्कीम में जल का विघटन क्यों आवश्यक है?
7. Z स्कीम में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (ETC) की भूमिका क्या है?