मुख्य विचार
प्रकाश संश्लेषण प्रकाश ऊर्जा से कार्बन डाइऑक्साइड और जल से कार्बनिक अणु बनाता है। जाइलम जल और घुले खनिज पहुँचाता है; फ्लोएम शर्करा को स्रोत से उपयोग या संचय वाले स्थानों तक ले जाता है।
1. बढ़ते पौधे को पदार्थ और ऊर्जा दोनों चाहिए
पौधे की वृद्धि में नए अणुओं के लिए परमाणु और उन्हें बनाने-सँभालने के लिए ऊर्जा चाहिए। सूर्यप्रकाश ऊर्जा देता है, कार्बन परमाणु वाला पदार्थ नहीं। पौधे के कार्बनिक पदार्थ का बहुत कार्बन हवा की कार्बन डाइऑक्साइड से आता है। जड़ें जल और नाइट्रोजनयुक्त आयन जैसे खनिज पोषक देती हैं, जिनसे प्रोटीन आदि बनते हैं। मिट्टी जरूरी है, फिर भी लकड़ी के कार्बन का मुख्य स्रोत नहीं। उर्वरक को पौधे का भोजन कहना भूमिकाएँ उलझा सकता है: खनिज वृद्धि में मदद करते हैं, जबकि प्रकाश संश्लेषण मुख्यतः हवा के कार्बन से ऊर्जायुक्त कार्बनिक पदार्थ बनाता है।
2. प्रकाश अभिक्रियाओं की श्रृंखला चलाता है
हरितलवक के क्लोरोफिल वर्णक प्रकाश सोखते हैं। जुड़ी अभिक्रियाओं में प्रकाश ऊर्जा जल विभाजित करने और कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बोहाइड्रेट बनाने में मदद करती है। प्रकाश संश्लेषण में निकलने वाली ऑक्सीजन जल से आती है। सरल कुल समीकरण 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ है; प्रकाश और क्लोरोफिल दशाएँ हैं। C, H, O कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन हैं; संख्याएँ परमाणुओं का हिसाब रखती हैं। यह कई चरणों का सार है और ग्लूकोज सुविधाजनक प्रतिनिधि उत्पाद है, छह जल अणुओं से तुरंत ग्लूकोज बनने का दावा नहीं। पौधे उत्पादों से परिवहन शर्करा, स्टार्च, सेलुलोज और अन्य पदार्थ बनाते हैं।
3. पत्तियाँ गैस प्रवेश और जल हानि में संतुलन रखती हैं
चौड़ी पत्ती बड़ा क्षेत्र प्रकाश के सामने रखती है। अंदर के वायु स्थान प्रकाश संश्लेषी कोशिकाओं को रंध्र नामक छिद्रों से जोड़ते हैं। अंदर सांद्रता कम हो तो कार्बन डाइऑक्साइड भीतर विसरती है; उचित प्रवणता पर ऑक्सीजन और जलवाष्प बाहर जा सकते हैं। द्वार कोशिकाएँ रंध्र का खुलना बदलती हैं। खुले छिद्र कार्बन डाइऑक्साइड दिलाते हैं पर जल हानि का रास्ता भी देते हैं। रंध्र बंद करने से जल बचता पर प्रकाश संश्लेषण सीमित हो सकता है। व्यवहार पौधे और दशाओं के अनुसार बदलता है; हर रंध्र दिन में हमेशा खुला रहता है कहना अतिसरलीकरण है। संरचना विनिमय संभव करती और नियमन उसे समायोजित करता है।
4. जल जुड़े मार्ग से चलता है
मूल रोम नम मिट्टी से संपर्क बढ़ाते हैं। जल जड़ ऊतकों से होकर जाइलम में जाता है, जिसकी वाहिकाएँ और वाहिनिकाएँ जड़, तना और पत्ती को जोड़ती हैं। पत्ती से जल का वाष्पन, यानी वाष्पोत्सर्जन, जल मार्ग में तनाव बनाता है। जल अणुओं का संसंजन जुड़े स्तंभ को ऊपर खिंचने में मदद करता है; जाइलम दीवार से आकर्षण भी सहायक है। कुछ दशाओं में मूल दाब योगदान देता है, पर अकेला ऊँचे पेड़ों के शीर्ष तक जल नहीं समझाता। घुले खनिज जल के साथ जाते हैं। जल-विभव जल की गति की प्रवृत्ति बताता है और दाब तथा घुले विलेयों जैसे कारकों पर निर्भर है। इस जुड़े रास्ते में जल अधिक से कम जल-विभव की ओर चलता है।
स्रोत: एनसीईआरटी: जैव प्रक्रम ↗ · एनआईओएस: जैव प्रक्रम 1 ↗ · ओपनस्टैक्स, राइस विश्वविद्यालय: पौधों में जल और विलेय का परिवहन ↗
5. शर्करा स्रोत से उपयोग-संचय स्थान तक जाती है
स्रोत परिवहन तंत्र को शर्करा देता है, जैसे प्रकाश संश्लेषण करती परिपक्व पत्ती। सिंक उसका उपयोग या संचय करता है, जैसे बढ़ती जड़, फल या बीज। फ्लोएम जीवित चालनी नलिकाओं और सहचर कोशिकाओं से घुली शर्करा ले जाता है। शर्करा भरने से परासरण द्वारा जल आ सकता है और दाब अंतर सिंक की ओर प्रवाह चलाता है। भरने-उतारने की महत्त्वपूर्ण प्रक्रियाओं में ऊर्जा चाहिए। भोजन हमेशा नीचे जाता है कहना सही नहीं: स्रोत पत्ती से ऊपर बढ़ती कोंपल भी शर्करा पा सकती है। वृद्धि में संचित पदार्थ निकलने पर स्रोत की भूमिका बदल सकती है।
पौधे में पदार्थों का रास्ता समझें
- जड़ें → पत्तियाँपानी और खनिज मुख्यतः जाइलम से पहुँचते हैं।
- वायु → पत्तीकार्बन डाइऑक्साइड रंध्रों से प्रवेश करती है।
- प्रकाश → रासायनिक ऊर्जाप्रकाश-संश्लेषण कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से शर्करा बनाता है।
- स्रोत → उपभोग या संचय स्थानफ्लोएम शर्करा को उपयोग या संग्रह के स्थानों तक ले जाता है।
स्रोत: एनसीईआरटी: जैव प्रक्रम ↗ · एनआईओएस: जैव प्रक्रम 1 ↗ · ओपनस्टैक्स, राइस विश्वविद्यालय: पौधों में जल और विलेय का परिवहन ↗
6. हल उदाहरण: सूर्यप्रकाश का द्रव्यमान नहीं, कार्बन गिनें
काल्पनिक कण-हिसाब में सरल प्रकाश संश्लेषण समीकरण दो बार लें। बारह CO₂ से बारह कार्बन परमाणु मिलते हैं, यानी छह-छह कार्बन वाले दो ग्लूकोज के लिए पर्याप्त। कुल समीकरण में बारह H₂O लगते और बारह O₂ बनते हैं। हाइड्रोजन जाँचें: बारह जल में चौबीस H, दो ग्लूकोज में भी चौबीस। ऑक्सीजन: निवेश में छत्तीस O, उत्पाद में ग्लूकोज के बारह और O₂ के चौबीस। प्रकाश ऊर्जा देता है, परमाणु नहीं जोड़ता। वास्तविक प्रक्रिया में मध्यवर्ती अणु और पुनः प्रयुक्त जल हैं; यह सार हर ऑक्सीजन परमाणु का विस्तृत रास्ता नहीं दिखाता।
7. हल उदाहरण: कुल निकली ऑक्सीजन और उत्पादन अलग हैं
पौधे प्रकाश और अँधेरे दोनों में श्वसन करते हैं। एक अवधि के काल्पनिक मॉडल में प्रकाश संश्लेषण 18 मनमानी इकाई ऑक्सीजन बनाता और श्वसन 6 लेता है। कुल बाहर निकली ऑक्सीजन 18 − 6 = 12 इकाई। बराबर अँधेरे की अवधि में प्रकाश संश्लेषण रुके और श्वसन 6 ले तो कुल विनिमय 6 इकाई का ग्रहण है। मनमानी इकाइयाँ तुलना के लिए बनाई मात्राएँ हैं, वास्तविक दर नहीं। गैस विनिमय का माप दोनों प्रक्रियाएँ जोड़ता है। इसलिए कम कुल उत्पादन धीमे प्रकाश संश्लेषण, अधिक श्वसनीय उपयोग या दोनों से हो सकता है; अंतर के लिए और प्रमाण चाहिए।
अभ्यास करें
अपनी समझ लागू करें
- प्रकाश ऊर्जा, कार्बन डाइऑक्साइड, जल, खनिज और शर्करा के अलग तीर बनाएँ। बाहर से आने और अंदर पहुँचाए जाने वाले घटक दिखाएँ।
- काल्पनिक बराबर अवधियों में प्रकाश बढ़ने पर ऑक्सीजन उत्पादन 4, 8, 8 इकाई और श्वसनीय उपयोग हर बार 2 है। तीन कुल निर्गम निकालें।
- जाँचें: 2, 6, 6 इकाई। समझाएँ कि स्थिर भाग दूसरी सीमित करने वाली दशा सुझाता है, पौधे का परिवेश पर प्रतिक्रिया बंद करना सिद्ध नहीं करता।
अपनी समझ जाँचें
क्या सूर्यप्रकाश ग्लूकोज के कार्बन का स्रोत है?
नहीं। इस प्रक्रिया में कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड से है। प्रकाश रासायनिक बदलाव की ऊर्जा देता है; पदार्थ और ऊर्जा के स्रोत अलग गिनें।
रंध्र बंद करने से प्रकाश संश्लेषण क्यों घट सकता है?
कार्बन डाइऑक्साइड प्रवेश का रास्ता घटता है। इसलिए प्रकाश मिलने पर भी जल बचाने से अभिकारक की आपूर्ति सीमित हो सकती है।
जाइलम और फ्लोएम अलग कैसे हैं?
जाइलम मुख्यतः जल और घुले खनिज ले जाता है; फ्लोएम स्रोत-सिंक के बीच शर्करा। उनकी संवाहक संरचनाएँ और गति चलाने की प्रक्रियाएँ भी अलग हैं।
प्रकाश संश्लेषण शुरू होने पर पौधे श्वसन रोकते हैं?
नहीं। कोशिकाओं को उपयोगी ऊर्जा चाहिए रहती है। प्रकाश में दोनों चलते हैं; दिखता गैस विनिमय उनका सम्मिलित कुल प्रभाव है।
अधिक प्रकाश से शर्करा उत्पादन क्यों न बढ़े?
कार्बन डाइऑक्साइड, जल या उपयुक्त तापमान जैसी दूसरी जरूरत प्रक्रिया सीमित कर सकती है। एक निवेश बढ़ाने से बाकी सभी सीमाएँ नहीं हटतीं।