प्रकाश संश्लेषण

प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है, जिसके द्वारा हरे पौधे और कुछ अन्य जीव प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा पौधे अपना भोजन तैयार करने के लिए सूर्य के प्रकाश, जल और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषक वर्णक जैसे क्लोरोफिल ए और बी, कैरोटीन और ज़ैंथोफिल के माध्यम से होती है। कुछ स्वपोषी जीवों के साथ सभी हरे पौधे कार्बन डाइऑक्साइड, जल और सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके पोषक तत्वों को संश्लेषित करने के लिए प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं। प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया का एक उप-उत्पाद ऑक्सीजन है।

यह प्रक्रिया कहाँ होती है?

यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट के अंदर होती है, जो क्लोरोफिल नामक हरे वर्णक से बना होता है। क्लोरोप्लास्ट को प्रकाश संश्लेषण का स्थल कहा जाता है। पौधों और नीले-हरे शैवाल दोनों में प्रकाश संश्लेषण का स्थान क्लोरोप्लास्ट है। पौधे के सभी हरे भाग, तना, पत्तियां और बाह्यदल, पुष्प भाग क्लोरोप्लास्ट (हरे प्लास्टिड) से बने होते हैं। ये कोशिका अंग केवल पौधों की कोशिकाओं में उपस्थित होते हैं और पत्तियों की मेसोफिल कोशिकाओं के भीतर स्थित होते हैं। क्लोरोप्लास्ट पत्तियों को हरा रंग देता है क्योंकि यह वर्णक हरे रंग का ही होता है।

प्रकाश संश्लेषण समीकरण(Equation of Photosynthesis)

प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया

6 ${\ce {CO2}}$+ 12 ${\ce {H2O}}$ + सौर ऊर्जा —————> ${\ce {C6H12O6}}$ + 6 ${\ce {O2}}$ + 6 H₂O

प्रकाश संश्लेषक प्रतिक्रिया में दो अभिकारक सम्मिलित होते हैं -  कार्बन डाइऑक्साइड और जल। ये दो अभिकारक मूल रूप से ऑक्सीजन और ग्लूकोज का उत्पादन करते हैं।

CO₂ के 6 अणु प्रकाश ऊर्जा की सहायता से जल (H₂O) के 12 अणुओं के साथ मिलते हैं। इसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन और जल के 6 अणुओं के साथ कार्बोहाइड्रेट (C₆H₁₂O₆) या शर्करा का 1 अणु बनता है।

प्रकाश संश्लेषण को प्रभावित करने वाले कारक

• जल: प्रकाश संश्लेषण में जल एक महत्वपूर्ण कारक है। जल की कमी से कार्बन डाइऑक्साइड ग्रहण करने में समस्या हो सकती है।
• प्रकाश की तीव्रता: प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि के साथ प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक हो जाती है। जबकि, कम प्रकाश तीव्रता के परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण की दर कम हो जाती है।
• CO₂ की सांद्रता: कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता प्रकाश संश्लेषण की दर को बढ़ाती है।
• तापमान: प्रकाश संश्लेषण के लिए तापमान सीमा 25° से 35° C के बीच होनी चाहिए।

प्रकाश संश्लेषण कैसे कार्य करता है

• प्रकाश संश्लेषण में प्रकाश ऊर्जा के अवशोषण के परिणामस्वरूप क्लोरोफिल उत्तेजित होता है। उत्तेजित क्लोरोफिल अणु से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं और इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता द्वारा स्वीकार किए जाते हैं।
• जल का फोटोलिसिस और ऑक्सीजन का विकास - क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित ऊर्जा का उपयोग जल को उसके घटक आयनों में तोड़ने के लिए किया जाता है। जल के टूटने से H⁺ और OH^- आयन बनते हैं, इसे जल का फोटोलिसिस कहा जाता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ऑक्सीजन उत्पन्न होती है।
• NADPH और H⁺ का निर्माण - जल के फोटोलिसिस में मुक्त हाइड्रोजन आयन NADP को कम करते हैं और NADPH + H बनाते हैं। यह प्रक्रिया थायलाकोइड झिल्ली की सतह पर होती है। NADPH⁺ और H⁺ , इन 2 अणुओं का उपयोग ${\ce {CO2}}$ के एक अणु को अपचयन करने में किया जाता है।

क्लोरोफिल किस रंग के प्रकाश के प्रति सर्वाधिक संवेदनशील होते हैं?

नीला और लाल ऐसे रंग हैं जिनके प्रति क्लोरोफिल संवेदनशील होता है। पत्तियाँ हरे रंग की होती हैं और इसलिए सफेद प्रकाश की हरी तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करती हैं। क्लोरोफिल वर्णक सफेद प्रकाश के लाल और नीले प्रकाश क्षेत्रों में स्थित तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करते हैं।

प्रकाश संश्लेषण का महत्व:

• यह पृथ्वी पर भोजन का प्राथमिक स्रोत है।
• यह सौर ऊर्जा को कार्बनिक पदार्थ में बदलने में मदद करता है।
• विकसित ऑक्सीजन का उपभोग अन्य जीवित जीवों द्वारा किया जाता है ।
• प्रकाश संश्लेषण में उत्पादित कार्बोहाइड्रेट का उपयोग पौधों और जानवरों द्वारा कार्बनिक अम्ल, हार्मोन, विटामिन बनाने के लिए किया जाता है।
• प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है। यह जीवमंडल में ऊर्जा का मार्ग है।
• प्रकाश संश्लेषक जीव और पौधे पृथ्वी के खाद्य जाल का आधार बनते हैं और सभी उच्च जीवों द्वारा प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से इनका सेवन किया जाता है।

अभ्यास

• उस प्रक्रिया का नाम बताइए जो सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है जो इस पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक है?
• पत्ता एक खाद्य कारखाना है। इसे समझाओ I
• कवक और बैक्टीरिया जैसे गैर-हरे पौधे अपना पोषण कैसे प्राप्त करते हैं?