Model Answer
0 min readIntroduction
C4 पादप, गर्म और शुष्क जलवायु में पाए जाने वाले पौधों का एक विशेष समूह है, जिन्होंने कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक कुशलता से स्थिर करने के लिए एक अनुकूलन विकसित किया है। यह अनुकूलन, जिसे C4 पथ के रूप में जाना जाता है, मीसोफिल कोशिकाओं और पूल आच्छद कोशिकाओं (बंडल शीथ सेल्स) के बीच एक जटिल विभाजन पर निर्भर करता है। C4 पादपों में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया सामान्य C3 पादपों से भिन्न होती है, जिससे वे जल-उपयोग दक्षता में सुधार करते हैं और फोटोरेस्पिरेशन को कम करते हैं। इस प्रक्रिया में इन दोनों प्रकार की कोशिकाओं की भूमिका को समझना आवश्यक है।
C4 पादपों में कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरीकरण: एक अवलोकन
C4 पादपों में, कार्बन डाइऑक्साइड का स्थिरीकरण दो मुख्य चरणों में होता है: प्रारंभिक स्थिरीकरण और पुनःस्थिरीकरण। यह प्रक्रिया क्लोरोप्लास्ट के दो अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में होती है - मीसोफिल कोशिकाएं और पूल आच्छद कोशिकाएं।
मीसोफिल कोशिकाओं की भूमिका
मीसोफिल कोशिकाएं पत्ती के मेसोफिल में स्थित होती हैं और वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रहण करने के लिए जिम्मेदार होती हैं। इन कोशिकाओं में, कार्बन डाइऑक्साइड फॉस्फोएनोलपाइरूवेट (PEP) के साथ मिलकर एक चार-कार्बन यौगिक, ऑक्सलोएसिटेट (OAA) बनाता है। यह प्रतिक्रिया PEP कार्बोक्सिलेज़ नामक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है। OAA को फिर मैलेट या एस्पार्टेट में परिवर्तित किया जाता है, जो पूल आच्छद कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाते हैं।
- कार्बन डाइऑक्साइड का प्रारंभिक स्थिरीकरण: मीसोफिल कोशिकाएं PEP कार्बोक्सिलेज़ के माध्यम से CO2 को स्थिर करती हैं।
- चार-कार्बन यौगिकों का निर्माण: ऑक्सलोएसिटेट (OAA), मैलेट और एस्पार्टेट जैसे चार-कार्बन यौगिकों का निर्माण।
- पूल आच्छद कोशिकाओं में परिवहन: मैलेट या एस्पार्टेट को पूल आच्छद कोशिकाओं में स्थानांतरित करना।
पूल आच्छद कोशिकाओं (बंडल शीथ सेल्स) की भूमिका
पूल आच्छद कोशिकाएं, वास्कुलर बंडलों के चारों ओर स्थित होती हैं और C4 चक्र के दूसरे चरण के लिए जिम्मेदार होती हैं। यहां, मैलेट या एस्पार्टेट को पाइरूवेट और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड फिर रुबिस्को एंजाइम के माध्यम से केल्विन चक्र में प्रवेश करता है, जहां इसका उपयोग शर्करा बनाने के लिए किया जाता है। पाइरूवेट वापस मीसोफिल कोशिकाओं में स्थानांतरित हो जाता है, जहां यह PEP को पुनर्जीवित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- चार-कार्बन यौगिकों का विघटन: मैलेट या एस्पार्टेट को पाइरूवेट और CO2 में विघटित करना।
- केल्विन चक्र में CO2 का प्रवेश: रुबिस्को के माध्यम से CO2 को केल्विन चक्र में प्रवेश कराना।
- पाइरूवेट का पुनर्चक्रण: पाइरूवेट को मीसोफिल कोशिकाओं में वापस भेजना।
मीसोफिल और पूल आच्छद कोशिकाओं के बीच समन्वय
C4 पादपों में प्रकाश संश्लेषण की दक्षता मीसोफिल और पूल आच्छद कोशिकाओं के बीच प्रभावी समन्वय पर निर्भर करती है। यह समन्वय चार-कार्बन यौगिकों के कुशल परिवहन और पाइरूवेट के पुनर्चक्रण द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। इस विभाजन से, C4 पादप उच्च तापमान और कम पानी की उपलब्धता जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों में भी प्रकाश संश्लेषण को बनाए रखने में सक्षम होते हैं।
| कोशिका प्रकार | मुख्य कार्य | एंजाइम |
|---|---|---|
| मीसोफिल कोशिकाएं | CO2 का प्रारंभिक स्थिरीकरण, चार-कार्बन यौगिकों का निर्माण | PEP कार्बोक्सिलेज़ |
| पूल आच्छद कोशिकाएं | चार-कार्बन यौगिकों का विघटन, CO2 का केल्विन चक्र में प्रवेश, पाइरूवेट का पुनर्चक्रण | रुबिस्को |
Conclusion
संक्षेप में, C4 पादपों में कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरीकरण एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें मीसोफिल और पूल आच्छद कोशिकाओं के बीच एक विशिष्ट विभाजन शामिल है। मीसोफिल कोशिकाएं CO2 को स्थिर करती हैं और चार-कार्बन यौगिकों का निर्माण करती हैं, जबकि पूल आच्छद कोशिकाएं CO2 को केल्विन चक्र में प्रवेश कराती हैं। यह समन्वय C4 पादपों को गर्म और शुष्क जलवायु में प्रकाश संश्लेषण को कुशलतापूर्वक करने की अनुमति देता है। C4 पादपों की यह विशेषता कृषि में महत्वपूर्ण है, खासकर उन क्षेत्रों में जहां पानी की कमी एक समस्या है।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.