Model Answer
0 min readIntroduction
प्रकाश-श्वसन (Photorespiration) एक ऐसी प्रक्रिया है जो पौधों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान होती है, विशेष रूप से C3 पौधों में। यह प्रक्रिया रुबिस्को (RuBisCO) एंजाइम की ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड के बजाय ऑक्सीजन का निर्धारण होता है। यह प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को कम करती है, क्योंकि इसमें ऊर्जा का व्यय होता है और कार्बन का नुकसान होता है। प्रकाश-श्वसन की समझ पौधों की फिजियोलॉजी और कृषि उत्पादकता के लिए महत्वपूर्ण है। इस टिप्पणी में, हम प्रकाश-श्वसन की अवधि में होने वाली जैव रासायनिक घटनाओं और इसकी सार्थकता पर विस्तार से चर्चा करेंगे।
प्रकाश-श्वसन की अवधि में जैव रासायनिक घटनाएं
प्रकाश-श्वसन एक जटिल प्रक्रिया है जो तीन प्रमुख ऑर्गेनेल - क्लोरोप्लास्ट, पेरोक्सीसोम और माइटोकॉन्ड्रिया - में होती है। इस प्रक्रिया को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
1. क्लोरोप्लास्ट में अभिक्रियाएं
- ऑक्सीजनेशन अभिक्रिया: रुबिस्को (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) एंजाइम, RuBP (Ribulose-1,5-bisphosphate) के साथ ऑक्सीजन का निर्धारण करता है, जिससे 2-फॉस्फोग्लिकोलेट (2-phosphoglycolate) और 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-phosphoglycerate) बनते हैं।
- 2-फॉस्फोग्लिकोलेट का रूपांतरण: 2-फॉस्फोग्लिकोलेट को क्लोरोप्लास्ट में ग्लिसरेट (glycolate) में परिवर्तित किया जाता है।
2. पेरोक्सीसोम में अभिक्रियाएं
- ग्लिसरेट का ऑक्सीकरण: ग्लिसरेट पेरोक्सीसोम में प्रवेश करता है और ग्लियोक्सिलेट (glyoxylate) में ऑक्सीकृत होता है, जिसमें हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) उत्पन्न होता है, जिसे कैटेलेज (catalase) द्वारा पानी और ऑक्सीजन में विघटित किया जाता है।
- ग्लियोक्सिलेट का रूपांतरण: ग्लियोक्सिलेट को ग्लाइसिन (glycine) में परिवर्तित किया जाता है।
3. माइटोकॉन्ड्रिया में अभिक्रियाएं
- ग्लाइसिन का रूपांतरण: दो अणु ग्लाइसिन माइटोकॉन्ड्रिया में मिलकर सेरीन (serine) बनाते हैं, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और अमोनिया (NH3) निकलते हैं।
- सेरीन का रूपांतरण: सेरीन पेरोक्सीसोम में वापस जाता है और हाइड्रोक्सीपाइरुवेट (hydroxypyruvate) में परिवर्तित होता है।
4. क्लोरोप्लास्ट में अंतिम चरण
- हाइड्रोक्सीपाइरुवेट का रूपांतरण: हाइड्रोक्सीपाइरुवेट क्लोरोप्लास्ट में वापस जाता है और ग्लिसरेट-3-फॉस्फेट (glycerate-3-phosphate) में परिवर्तित होता है, जो कैल्विन चक्र में प्रवेश कर सकता है।
इस पूरी प्रक्रिया में, एक RuBP अणु के लिए एक CO2 अणु के बजाय एक O2 अणु के निर्धारण से एक CO2 अणु का नुकसान होता है, जिससे प्रकाश संश्लेषण की दक्षता कम हो जाती है।
प्रकाश-श्वसन की सार्थकता
हालांकि प्रकाश-श्वसन को अक्सर एक बेकार प्रक्रिया माना जाता है, लेकिन यह पौधों के लिए कुछ महत्वपूर्ण कार्य करता है:
- अतिरिक्त ऊर्जा का अपव्यय: अत्यधिक प्रकाश ऊर्जा की स्थिति में, प्रकाश-श्वसन अतिरिक्त ऊर्जा को अपव्यय करने में मदद करता है, जिससे क्लोरोफिल अणुओं को नुकसान से बचाया जा सकता है।
- RuBP का पुनर्जनन: प्रकाश-श्वसन RuBP के पुनर्जनन में मदद करता है, जो कैल्विन चक्र के लिए आवश्यक है।
- तनाव सहिष्णुता: प्रकाश-श्वसन पौधों को विभिन्न प्रकार के तनावों, जैसे कि उच्च तापमान और सूखे, के प्रति सहिष्णुता प्रदान करता है।
- नाइट्रोजन चयापचय: प्रकाश-श्वसन अमोनिया उत्पन्न करता है, जो नाइट्रोजन चयापचय के लिए महत्वपूर्ण है।
C4 पौधों में प्रकाश-श्वसन की दर C3 पौधों की तुलना में बहुत कम होती है, क्योंकि C4 पौधों में RuBisCO को एक विशेष कोशिका (बंडल शीथ कोशिका) में केंद्रित किया जाता है, जहां CO2 की सांद्रता अधिक होती है।
Conclusion
संक्षेप में, प्रकाश-श्वसन एक जटिल जैव रासायनिक प्रक्रिया है जो C3 पौधों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान होती है। यह प्रक्रिया रुबिस्को एंजाइम की ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता के कारण होती है और इसमें क्लोरोप्लास्ट, पेरोक्सीसोम और माइटोकॉन्ड्रिया शामिल होते हैं। हालांकि प्रकाश-श्वसन प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को कम करता है, लेकिन यह पौधों के लिए कुछ महत्वपूर्ण कार्य करता है, जैसे कि अतिरिक्त ऊर्जा का अपव्यय, RuBP का पुनर्जनन और तनाव सहिष्णुता। C4 पौधों में प्रकाश-श्वसन की दर कम होती है, जिससे वे अधिक कुशल प्रकाश संश्लेषक होते हैं।
Answer Length
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