Model Answer
0 min readIntroduction
प्रकाश संश्लेषण, पौधों में सूर्य के प्रकाश का रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण की प्रक्रिया है। C3 और C4 पौधे प्रकाश संश्लेषण के दो अलग-अलग मार्गों का पालन करते हैं, जो उनकी शारीरिक क्रियाविधि और पर्यावरणीय परिस्थितियों के प्रति प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं। हाल के वर्षों में, बढ़ते हुए CO2 स्तर और जलवायु परिवर्तन के कारण इन दोनों मार्गों के सापेक्ष प्रभाव में विशेष रुचि बढ़ी है। C3 पौधे, जैसे गेहूं और चावल, सबसे आम हैं, जबकि C4 पौधे, जैसे maize (मक्का) और sugarcane (गन्ना), गर्म और शुष्क वातावरण में अधिक कुशल होते हैं। इस उत्तर में, हम तापमान और CO2 सांद्रता के सापेक्ष C3 और C4 पौधों में प्रकाश संश्लेषण पर पड़ने वाले प्रभावों का विश्लेषण करेंगे।
C3 एवं C4 पौधों में प्रकाश संश्लेषण: तापक्रम एवं CO₂ सांद्रता का सापेक्ष प्रभाव
C3 और C4 पौधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में भिन्न होते हैं, जिससे उनके पर्यावरणीय कारकों के प्रति प्रतिक्रिया अलग-अलग होती है।
C3 पौधे:
C3 पौधे, जैसे कि गेहूं, चावल और सोयाबीन, प्रकाश संश्लेषण के सबसे सामान्य मार्ग का पालन करते हैं। इस मार्ग में, CO2 सीधे RuBisCO (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) एंजाइम द्वारा RuBP (Ribulose-1,5-bisphosphate) के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में होती है।
C4 पौधे:
C4 पौधे, जैसे मक्का, गन्ना और sorghum (ज्वार), प्रकाश संश्लेषण का एक अलग मार्ग अपनाते हैं। इन पौधों में, CO2 पहले mesophyll कोशिकाओं में PEP carboxylase एंजाइम द्वारा ऑक्सैलोएसेटेट (oxaloacetate) में परिवर्तित किया जाता है, जो बाद में malate में बदल जाता है। malate फिर bundle sheath कोशिकाओं में स्थानांतरित होता है, जहां यह CO2 छोड़ता है और RuBisCO के साथ प्रतिक्रिया करता है।
तापक्रम का प्रभाव
तापमान C3 और C4 पौधों के प्रकाश संश्लेषण को अलग-अलग तरीके से प्रभावित करता है:
- C3 पौधे: C3 पौधों में, प्रकाश संश्लेषण की दर कम तापमान पर कम होती है और उच्च तापमान पर तेजी से घटती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि RuBisCO एंजाइम उच्च तापमान पर ऑक्सीजन को बांधने लगता है, जिसके परिणामस्वरूप photorespiration होता है, जो प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को कम करता है।
- C4 पौधे: C4 पौधों में, प्रकाश संश्लेषण की दर उच्च तापमान पर भी अधिक बनी रहती है क्योंकि PEP carboxylase एंजाइम RuBisCO की तुलना में उच्च तापमान के प्रति कम संवेदनशील होता है। C4 पौधों में photorespiration की दर भी कम होती है।
CO₂ सांद्रता का प्रभाव
CO₂ सांद्रता का प्रभाव भी C3 और C4 पौधों में भिन्न होता है:
- C3 पौधे: C3 पौधों में, प्रकाश संश्लेषण की दर CO₂ सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन एक निश्चित बिंदु के बाद यह वृद्धि धीमी हो जाती है।
- C4 पौधे: C4 पौधों में, प्रकाश संश्लेषण की दर CO₂ सांद्रता में वृद्धि के प्रति कम संवेदनशील होती है क्योंकि CO₂ पहले से ही bundle sheath कोशिकाओं में केंद्रित होता है।
| विशेषता | C3 पौधे | C4 पौधे |
|---|---|---|
| एंजाइम | RuBisCO | PEP carboxylase + RuBisCO |
| तापमान संवेदनशीलता | उच्च | कम |
| Photorespiration | उच्च | कम |
| CO₂ दक्षता | कम | उच्च |
| पर्यावरण | शीतल और नम | गर्म और शुष्क |
उदाहरण
मक्का (C4): गर्म और शुष्क जलवायु में मक्का की उच्च उत्पादकता, C4 प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को दर्शाती है।
गेहूं (C3): गेहूं, एक C3 पौधा, ठंडी और नम जलवायु में बेहतर प्रदर्शन करता है, जहां photorespiration कम होता है।
केस स्टडी
अफ्रीका में मक्का की खेती: अफ्रीका के शुष्क क्षेत्रों में मक्का की खेती C4 प्रकाश संश्लेषण की क्षमता के कारण अधिक सफल है। यह सूखा प्रतिरोधी भी है।
SCHEME: राष्ट्रीय खाद्य सुरक्षा मिशन (NFSM) - यह योजना C3 फसलों की उत्पादकता बढ़ाने पर केंद्रित है, लेकिन C4 फसलों के लिए भी इसका महत्व है।
Conclusion
संक्षेप में, C3 और C4 पौधों में प्रकाश संश्लेषण का मार्ग तापमान और CO₂ सांद्रता के सापेक्ष प्रभाव को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। C4 पौधे उच्च तापमान और कम CO₂ सांद्रता की स्थिति में बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जबकि C3 पौधे ठंडी और नम परिस्थितियों में बेहतर अनुकूल होते हैं। जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में, C4 पौधों का महत्व बढ़ रहा है, क्योंकि ये गर्म और शुष्क जलवायु में बेहतर उत्पादकता प्रदान कर सकते हैं। भविष्य में, C3 पौधों में C4 प्रकाश संश्लेषण के गुणों को शामिल करने के लिए आनुवंशिक संशोधन पर ध्यान केंद्रित किया जा सकता है।
Answer Length
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