लाइट हार्वेस्टिंग काम्प्लेक्स (एल एच एसी)

पौधों में प्रकाश संचयन परिसर (LHC) प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण संरचनाएँ हैं, जहाँ वे सूर्य से प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने और रासायनिक ऊर्जा के उत्पादन के लिए इसे फोटोसिस्टम के प्रतिक्रिया केंद्रों में स्थानांतरित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

प्रकाश संचयन परिसरों (LHC) का अवलोकन

कार्य: LHC का प्राथमिक कार्य प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करना और इसे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए एक फोटोसिस्टम (या तो फोटोसिस्टम I या फोटोसिस्टम II) के प्रतिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करना है।

स्थान: LHC क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड झिल्ली में स्थित होते हैं, जहाँ प्रकाश संश्लेषण होता है। वे फोटोसिस्टम-फोटोसिस्टम I (PS I) और फोटोसिस्टम II (PS II) से जुड़े होते हैं।

घटक

रंगद्रव्य: LHC में अलग-अलग रंगद्रव्य होते हैं जो प्रकाश को अवशोषित करते हैं:

क्लोरोफिल a: प्रकाश को पकड़ने में शामिल मुख्य रंगद्रव्य।

क्लोरोफिल b: एक सहायक रंगद्रव्य जो अवशोषित प्रकाश की सीमा को व्यापक बनाने में मदद करता है।

कैरोटीनॉयड

वर्णक जो क्लोरोफिल की तुलना में तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश को अवशोषित करते हैं, और नुकसान से बचने के लिए अतिरिक्त प्रकाश ऊर्जा को बुझाकर फोटोप्रोटेक्शन भी प्रदान करते हैं।

प्रोटीन

वर्णक प्रोटीन से बंधे होते हैं जो वर्णकों को व्यवस्थित करने और कुशल ऊर्जा हस्तांतरण सुनिश्चित करने में मदद करते हैं।

प्रकाश संचयन का तंत्र

प्रकाश का अवशोषण: LHC में वर्णक सूर्य के प्रकाश से फोटॉन (प्रकाश कण) को अवशोषित करते हैं। क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड प्रकाश स्पेक्ट्रम के विभिन्न क्षेत्रों में प्रकाश को अवशोषित करने के लिए विशिष्ट हैं।

ऊर्जा हस्तांतरण

प्रकाश के अवशोषित होने के बाद, ऊर्जा LHC के भीतर वर्णकों के बीच स्थानांतरित होती है जब तक कि यह संबंधित फोटोसिस्टम के प्रतिक्रिया केंद्र तक नहीं पहुंच जाती। इलेक्ट्रॉनों का उत्तेजना: प्रतिक्रिया केंद्र में, यह ऊर्जा एक इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करती है, जिसे फिर रासायनिक ऊर्जा (ATP और NADPH) उत्पन्न करने के लिए प्रकाश संश्लेषण के दौरान इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है।

फोटोसिस्टम में प्रकाश संचयन

फोटोसिस्टम I (PS I): 700 nm (P700) की अधिकतम तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश को अवशोषित करता है। PS I से जुड़े LHCs प्रकाश को पकड़ते हैं और इसे P700 प्रतिक्रिया केंद्र में भेजते हैं।

फोटोसिस्टम II (PS II): 680 nm (P680) की अधिकतम तरंगदैर्घ्य पर प्रकाश को अवशोषित करता है। PS II से जुड़े LHCs प्रकाश को पकड़ते हैं और इसे P680 प्रतिक्रिया केंद्र में भेजते हैं, जो पानी के विभाजन और ऑक्सीजन की रिहाई की शुरुआत करता है।

प्रकाश संश्लेषण में भूमिका

LHCs द्वारा पकड़ी गई ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक है, जो थायलाकोइड झिल्लियों में होती हैं। इन प्रतिक्रियाओं में:

फोटोन फोटोसिस्टम में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करते हैं।
उत्तेजित इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से गुजरते हैं, एक प्रोटॉन ढाल बनाते हैं जो ATP के उत्पादन को प्रेरित करता है।
इलेक्ट्रॉन NADP+ को कम करके NADPH भी बनाते हैं।
इसके बाद ATP और NADPH दोनों का उपयोग कैल्विन चक्र में ग्लूकोज और अन्य कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।

प्रकाश संचयन परिसरों की संरचना

LHCs कई वर्णक-प्रोटीन परिसरों से बने होते हैं। उच्च पौधों में:

फोटोसिस्टम II से जुड़ा मुख्य LHC LHC II है। इस कॉम्प्लेक्स में कई क्लोरोफिल और कैरोटीनॉयड होते हैं जो विशिष्ट प्रोटीन से बंधे होते हैं।
LHC को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि वे प्रकाश के अवशोषण को अनुकूलित करते हैं और फोटोसिस्टम के प्रतिक्रिया केंद्र में ऊर्जा का कुशल हस्तांतरण सुनिश्चित करते हैं।

LHC का महत्व

प्रकाश अवशोषण को अधिकतम करना: LHC तरंगदैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रकाश को इकट्ठा करने में मदद करते हैं, जिससे प्रकाश संश्लेषण की समग्र दक्षता बढ़ जाती है, खासकर कम रोशनी की स्थिति में।
ऊर्जा हस्तांतरण: प्रतिक्रिया केंद्र में ऊर्जा को कुशलतापूर्वक फ़नल करके, LHC प्रक्रिया के दौरान न्यूनतम ऊर्जा हानि सुनिश्चित करते हैं।
फोटोप्रोटेक्शन: LHC में कैरोटीनॉयड पौधे को अतिरिक्त प्रकाश या प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों से होने वाले नुकसान से बचाने में मदद करते हैं।

अनुकूलन

पौधे प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन के जवाब में अपने LHC की संरचना और व्यवस्था को बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, कम रोशनी में, वे अधिक प्रकाश को पकड़ने के लिए LHC की मात्रा बढ़ा सकते हैं, जबकि उच्च प्रकाश स्थितियों में, वे खुद को फोटोडैमेज से बचाने के लिए तंत्र को शामिल कर सकते हैं।

अभ्यास प्रश्न

लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स (LHC) क्या हैं?
लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स पौधों की कोशिकाओं में कहाँ स्थित होते हैं?
प्रकाश संश्लेषण में लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स का प्राथमिक कार्य क्या है?
LHC से जुड़े दो प्रकार के फोटोसिस्टम के नाम बताइए।
लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स में पाए जाने वाले पिगमेंट की सूची बनाएँ।
बताएँ कि लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स किस तरह से प्रकाश ऊर्जा को कैप्चर करते हैं और उसे प्रतिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करते हैं।
लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स में क्लोरोफिल ए और क्लोरोफिल बी की क्या भूमिका है?
लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स में कैरोटीनॉयड कैसे काम करते हैं और वे क्यों महत्वपूर्ण हैं?
जब लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स में पिगमेंट द्वारा फोटॉन को अवशोषित किया जाता है तो क्या होता है?
लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स से फोटोसिस्टम के प्रतिक्रिया केंद्र तक ऊर्जा के प्रवाह का वर्णन करें।