प्रकाश श्वसन

प्रकाश श्वसन वह प्रक्रिया है जिसमें RuBisCO ऑक्सीजन अणुओं से जुड़ता है। G3P का एक अणु (विषाक्त) फॉस्फोग्लाइकोलेट के साथ उत्पन्न होता है। चीनी और एटीपी अणुओं को संश्लेषित नहीं किया जाता है और एटीपी की कीमत पर कार्बन डाइऑक्साइड जारी किया जाता है।

जब किसी पत्ती के अंदर कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता कम हो जाती है, तो प्रकाश श्वसन होता है। यह अधिकतर गर्म शुष्क दिनों में होता है जब पौधों को अतिरिक्त पानी की हानि को रोकने के लिए अपने रंध्रों को बंद करने के लिए मजबूर होना पड़ता है। यदि पौधे अपने रंध्र बंद होने पर कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करने की कोशिश करते रहेंगे, तो पत्ती का ऑक्सीजन अनुपात स्वचालित रूप से बढ़ जाएगा, संग्रहीत सभी कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग हो जाएगा और कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर की तुलना में ऑक्सीजन का अनुपात बढ़ जाएगा।

प्रकाश श्वसन क्या है

प्रकाश श्वसन एक प्रक्रिया है जो पौधों के चयापचय के दौरान केल्विन चक्र में होती है। इस प्रक्रिया में, प्रमुख एंजाइम RuBisCO जो कार्बन डाइऑक्साइड के निर्धारण के लिए जिम्मेदार है, कार्बन डाइऑक्साइड के बजाय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह उन स्थितियों के कारण होता है जिनमें कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता कम हो जाती है और रूबिस्को के पास ठीक करने के लिए पर्याप्त कार्बन डाइऑक्साइड नहीं होता है और यह ऑक्सीजन को ठीक करना शुरू कर देता है। उपयुक्त परिस्थितियों में, C3 पौधों में पर्याप्त पानी होता है, कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति प्रचुर होती है और ऐसी स्थितियों में, प्रकाश श्वसन कोई समस्या नहीं है।

प्रकाश श्वसन उच्च तापमान के साथ-साथ प्रकाश की तीव्रता से प्रभावित होता है और ग्लाइकोलेट के निर्माण और फोटोरेस्पिरेटरी मार्ग के माध्यम से प्रवाह को तेज करता है।

प्रकाश श्वसन O₂ की प्रकाश-निर्भर स्वीकृति और CO₂ के निर्वहन का कारण बनता है और ग्लाइकोलेट नामक एक सूक्ष्म कण के निर्माण और चयापचय से संबंधित है।

प्रकाश संश्लेषण और फोटोश्वसन दो जैविक प्रक्रियाएं हैं (फलते-फूलते पौधों में) जो एक-दूसरे के साथ एक साथ कार्य कर सकती हैं क्योंकि प्रकाश संश्लेषण अपने उपोत्पाद के रूप में ऑक्सीजन छोड़ता है और फोटोश्वसन अपने उपोत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, और उक्त गैसें उक्त प्रक्रियाओं के लिए कच्चा माल हैं।

जब पत्ती के अंदर कार्बन डाइऑक्साइड का स्तर लगभग 50 पीपीएम तक कम हो जाता है, तो रूबिस्को (RuBisCO) कार्बन डाइऑक्साइड के विकल्प के रूप में RuBP के साथ ऑक्सीजन का संयोजन शुरू कर देता है।

इसका अंतिम परिणाम यह है कि 3सी-पीजीए इकाइयों के 2 अणुओं के निर्माण के विकल्प के रूप में, पीजीए की केवल एक इकाई को फॉस्फोग्लाइकोलेट नामक हानिकारक 2C अणु के साथ तैयार किया जाता है।

फॉस्फोग्लाइकोलेट से खुद को शुद्ध करने के लिए पौधे कुछ कदम उठाते हैं। मुख्य रूप से, यह तुरंत फॉस्फेट क्लस्टर से खुद को शुद्ध कर लेता है, उन इकाइयों को ग्लाइकोलिक अम्ल में बदल देता है। उसके बाद, यह ग्लाइकोलिक अम्ल पेरोक्सीसोम में स्थानांतरित हो जाता है और फिर ग्लाइसिन में बदल जाता है। ग्लाइसिन का सेरीन में रूपांतरण पादप कोशिका के माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। उसके बाद उत्पादित सेरीन का उपयोग अन्य जैविक इकाइयों को बनाने में किया जाता है। इससे वनस्पतियों से कार्बन डाइऑक्साइड की हानि होती है क्योंकि ये प्रतिक्रियाएं पौधों की ऊर्जा को चार्ज करती हैं।

C4 पौधों में प्रकाश संश्लेषण

गन्ने और मकई के समान गर्म, शुष्क जलवायु में फैलने वाले पौधों ने कार्बन डाइऑक्साइड निर्धारण के लिए एक असमान प्रणाली विकसित की है। इन पौधों की पत्तियों की संरचना सामान्य पत्ती से भिन्न होती है। वे क्रैंज़ शरीर रचना को प्रदर्शित करने के लिए जाने जाते हैं। घनी दीवार वाली पैरेन्काइमा कोशिकाएँ जिन्हें बंडल शीथ कोशिकाएँ कहा जाता है, इन पत्तियों के फ्लोएम और जाइलम को घेरती हैं जहाँ _{प्रकाश संश्लेषण} की अधिकतम मात्रा होती है।

सीएएम (CAM)- क्रसुलेसियन अम्ल मेटाबॉलिज्म

वनस्पतियों का यह खंड सी4 खंड के समान एक प्रक्रिया का उपयोग करता है, इस तथ्य के अलावा कि वे रात के घंटों में कार्बन डाइऑक्साइड लेते हैं और इसे मैलिक या एसपारटिक अम्ल में परिवर्तित करते हैं। उनकी प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं की रसधानियाँ उन्हें संग्रहीत करने के लिए एक स्थान प्रदान करती हैं। जैसे ही सूरज चमकता है ये पौधे अपने रंध्रों को बंद कर देते हैं और मैलिक अम्ल को विघटित करके कार्बन डाइऑक्साइड अनुपात को इतना ऊंचा बनाए रखते हैं कि प्रकाश श्वसन को रोका जा सके। यह पत्तियों को सूखने से बचाने के इरादे से उनके रंध्रों को बंद करने की अनुमति देता है। वनस्पतियों का यह खंड क्रांज़ शरीर रचना को प्रदर्शित नहीं करता है।

प्रकाश श्वसन के लाभ और हानिकारक प्रभाव

प्रकाश श्वसन के फायदे और नुकसान निम्नलिखित हैं।

लाभ

प्रकाश श्वसन के लाभ इस प्रकार हैं:

• यह विषाक्त चयापचय मध्यवर्ती को हटा देता है।
• यह पौधों को बहुत अधिक प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से बचाता है।

हानिकारक प्रभाव

प्रकाश श्वसन के नुकसान इस प्रकार हैं:

• इससे प्रकाश संश्लेषण की क्षमता में कमी आती है।
• यह ऊर्जा मध्यवर्ती एटीपी और NDPH2 का उत्पादन नहीं करता है।

प्रकाश श्वसन को प्रभावित करने वाले कारक

प्रकाश श्वसन निम्नलिखित कारकों से प्रभावित होता है:

तापमान

तापमान में वृद्धि के साथ प्रकाश श्वसन बढ़ता है। बढ़ते तापमान से CO₂ की घुलनशीलता O₂ की तुलना में अधिक तेजी से कम हो जाती है । इसलिए अधिक O₂ की उपलब्धता होती है और इसलिए प्रकाश श्वसन की दर बढ़ जाती है।

प्रकाश की तीव्रता

प्रकाश की तीव्रता बढ़ने पर प्रकाश श्वसन बढ़ता है क्योंकि यह प्रकाश पर निर्भर प्रतिक्रिया है।

ऑक्सीजन की सांद्रता

ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ने से प्रकाश श्वसन बढ़ता है। इस स्थिति में, आरयूबीपी के फॉस्फोग्लाइकोलिक अम्ल में ऑक्सीकरण के लिए रुबिस्को एंजाइम की सक्रिय साइट के लिए ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिस्पर्धा करती है।

पत्ती की आयु

पत्तियों की उम्र बढ़ने के साथ प्रकाश श्वसन बढ़ता है क्योंकि पुरानी पत्तियां नई पत्तियों की तुलना में प्रकाश संश्लेषण में कम कुशल होती हैं।

अभ्यास प्रश्न:

1. प्रकाश श्वसन क्या है?
2. प्रकाश श्वसन में रूबिस्को (RuBisCO) का क्या कार्य है?
3. प्रकाश संश्लेषण और प्रकाश श्वसन में क्या अंतर है?