Model Answer
0 min readIntroduction
वनस्पतियों में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया जीवन के लिए आवश्यक है। सामान्यतः, यह प्रक्रिया C3 चक्र के माध्यम से होती है, लेकिन कुछ पौधों में C4 और CAM मार्ग अपनाए जाते हैं, जो विशेष रूप से शुष्क और गर्म वातावरण में अनुकूलन प्रदान करते हैं। जलवायु परिवर्तन के साथ, जहाँ पानी की कमी और तापमान में वृद्धि एक गंभीर चुनौती बन गई है, इन विशेष प्रकाश संश्लेषण मार्गों का महत्व और भी बढ़ गया है। इस उत्तर में, हम C3, C4, और CAM क्रियाविधियों को स्पष्ट करेंगे और बदलती जलवायु परिस्थितियों में उनके महत्व पर प्रकाश डालेंगे।
C3 प्रकाश संश्लेषण
C3 प्रकाश संश्लेषण पौधों में सबसे आम प्रक्रिया है। इसमें, कार्बन डाइऑक्साइड सीधे रुबिस्को एंजाइम द्वारा रूबेन बायोकेमिकल चक्र में फिक्स किया जाता है, जिससे 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) नामक तीन-कार्बन यौगिक बनता है। यह प्रक्रिया उच्च तापमान और पानी की उपलब्धता में कुशलता से काम करती है, लेकिन शुष्क परिस्थितियों में फोटोश्वसन के कारण कार्बन का नुकसान होता है।
C4 प्रकाश संश्लेषण
C4 प्रकाश संश्लेषण उन पौधों में पाया जाता है जो गर्म और शुष्क वातावरण में रहते हैं। इस प्रक्रिया में, कार्बन डाइऑक्साइड पहले फॉस्फोएनालोपीरूवेट (PEP) द्वारा फिक्स किया जाता है, जिससे ऑक्सैलोएसेटेट बनता है। फिर, ऑक्सैलोएसेटेट को मेशिम्ब कोशिकाओं में ले जाया जाता है, जहाँ यह C3 चक्र में प्रवेश करता है। C4 मार्ग रुबिस्को एंजाइम द्वारा फोटोश्वसन को कम करने में मदद करता है, जिससे पानी की कमी के समय भी प्रकाश संश्लेषण की दर बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, मक्का और गन्ना C4 पौधे हैं।
CAM (Crassulacean Acid Metabolism) प्रकाश संश्लेषण
CAM प्रकाश संश्लेषण एक विशेष अनुकूलन है जो रेगिस्तानी पौधों में पाया जाता है। CAM पौधों में, कार्बन डाइऑक्साइड रात में ग्रहण किया जाता है और मैलिक एसिड के रूप में संग्रहीत किया जाता है। दिन के समय, मैलिक एसिड टूट जाता है और कार्बन डाइऑक्साइड C3 चक्र में प्रवेश करता है। यह रात में स्टोमेटा खोलने और दिन में बंद करने की अनुमति देता है, जिससे पानी का नुकसान कम होता है। उदाहरण के लिए, कैक्टस और रसीले पौधे CAM पौधे हैं। CAM प्रकाश संश्लेषण विशेष रूप से शुष्क और अर्ध-शुष्क वातावरण में महत्वपूर्ण है।
बदलती जलवायु परिस्थितियों में महत्व
जलवायु परिवर्तन के कारण बढ़ते तापमान, अनियमित वर्षा और सूखे की आवृत्ति बढ़ रही है। इन परिस्थितियों में, C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण वाले पौधों को C3 पौधों की तुलना में बेहतर जीवित रहने की संभावना होती है। C4 और CAM पौधे पानी का अधिक कुशलता से उपयोग करते हैं और उच्च तापमान में भी प्रकाश संश्लेषण जारी रख सकते हैं।
कृषि में अनुप्रयोग
जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने के लिए कृषि में C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, C4 और CAM पौधों को सूखा-रोधी फसलों के रूप में विकसित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से C3 पौधों में C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण के लक्षण डाले जा सकते हैं। इससे फसलों की उत्पादकता और पानी का उपयोग दक्षता बढ़ सकती है। भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान (IARI) इस दिशा में अनुसंधान कर रहा है।
| विशेषता | C3 | C4 | CAM |
|---|---|---|---|
| कार्बन डाइऑक्साइड का प्राथमिक स्वीकर्ता | रुबिस्को | PEP | मैलिक एसिड |
| स्टोमेटा कब खुलते हैं? | दिन | दिन | रात |
| फोटोश्वसन | उच्च | कम | कम |
| पानी का उपयोग दक्षता | कम | मध्यम | उच्च |
Conclusion
संक्षेप में, C3, C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाएं पौधों को विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए आवश्यक अनुकूलन प्रदान करती हैं। बदलती जलवायु परिस्थितियों में, C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण वाले पौधों का महत्व बढ़ गया है। कृषि में इन प्रक्रियाओं का उपयोग सूखा-रोधी फसलों को विकसित करने और खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। भविष्य में, आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से C3 पौधों में C4 और CAM प्रकाश संश्लेषण के लक्षण डालने पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए।
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.