Model Answer
0 min readIntroduction
प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से ग्लूकोज और ऑक्सीजन बनाते हैं। वहीं, प्रकाश श्वसन (Photorespiration) एक ऐसी प्रक्रिया है जो प्रकाश संश्लेषण के विपरीत होती है, जिसमें ऑक्सीजन का उपयोग होता है और कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त होती है। यह प्रक्रिया विशेष रूप से C3 पौधों में उच्च तापमान और कम कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता की स्थिति में होती है। प्रकाश श्वसन प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को कम करता है, जिससे पौधों की उत्पादकता प्रभावित होती है।
प्रकाश श्वसन: एक विस्तृत विवरण
प्रकाश श्वसन एक चयापचय मार्ग है जो क्लोरोप्लास्ट, पेरोक्सिसोम और माइटोकॉन्ड्रिया जैसे कोशिकांगों में होता है। यह प्रक्रिया रुबिस्को (RuBisCO) एंजाइम की ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता के कारण शुरू होती है, जो सामान्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड को बांधता है, लेकिन उच्च तापमान और कम CO2 सांद्रता में ऑक्सीजन को बांधना शुरू कर देता है।
प्रकाश श्वसन की प्रक्रिया
प्रकाश श्वसन की प्रक्रिया को तीन मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
- चरण 1: कार्बोक्सिलेशन (Carboxylation): रुबिस्को ऑक्सीजन के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड को बांधता है।
- चरण 2: ऑक्सीजनन (Oxygenation): रुबिस्को ऑक्सीजन को राइबुलोज-1,5-बिसफॉस्फेट (RuBP) के साथ बांधता है, जिससे 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) और 2-फॉस्फोग्लिकोलेट (2-PG) बनते हैं।
- चरण 3: पुनर्प्राप्ति (Recovery): 2-PG को पेरोक्सिसोम और माइटोकॉन्ड्रिया में संसाधित किया जाता है, जिससे ग्लाइकोलेट, ग्लाइकोलिक एसिड, ग्लाइऑक्सिलेट और अंततः CO2 मुक्त होता है। इस प्रक्रिया में ऊर्जा का उपयोग होता है और 3-PGA का पुनर्जनन होता है।
प्रकाश श्वसन के कारण
- उच्च तापमान: उच्च तापमान पर रुबिस्को की ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता बढ़ जाती है।
- कम कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता: कम CO2 सांद्रता रुबिस्को को ऑक्सीजन को बांधने के लिए प्रोत्साहित करती है।
- C3 पौधे: C3 पौधे प्रकाश श्वसन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि उनमें पेपकार्बोक्सिलेस (PEP carboxylase) एंजाइम की कमी होती है, जो CO2 को कुशलतापूर्वक बांधता है।
प्रकाश श्वसन का पौधों पर प्रभाव
- उत्पादकता में कमी: प्रकाश श्वसन प्रकाश संश्लेषण की दक्षता को 30-50% तक कम कर सकता है, जिससे पौधों की उत्पादकता घट जाती है।
- ऊर्जा का नुकसान: प्रकाश श्वसन में ऊर्जा का उपयोग होता है, जिससे पौधों की वृद्धि और विकास प्रभावित होता है।
- नाइट्रोजन का नुकसान: प्रकाश श्वसन में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का नुकसान होता है, जिससे पौधों को नाइट्रोजन की कमी हो सकती है।
प्रकाश श्वसन को कम करने के उपाय
प्रकाश श्वसन को कम करने के लिए निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं:
- C4 पौधों का उपयोग: C4 पौधे पेपकार्बोक्सिलेस एंजाइम का उपयोग करते हैं, जो CO2 को कुशलतापूर्वक बांधता है और प्रकाश श्वसन को कम करता है।
- CAM पौधों का उपयोग: CAM पौधे रात में स्टोमेटा खोलते हैं और CO2 को संग्रहीत करते हैं, जिसका उपयोग वे दिन में प्रकाश संश्लेषण के लिए करते हैं, जिससे प्रकाश श्वसन कम होता है।
- आनुवंशिक इंजीनियरिंग: रुबिस्को एंजाइम को संशोधित करके इसकी ऑक्सीजन के प्रति आत्मीयता को कम किया जा सकता है।
- पर्यावरण नियंत्रण: ग्रीनहाउसों में CO2 सांद्रता को बढ़ाकर और तापमान को नियंत्रित करके प्रकाश श्वसन को कम किया जा सकता है।
| प्रकाश संश्लेषण | प्रकाश श्वसन |
|---|---|
| कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग | ऑक्सीजन का उपयोग |
| ग्लूकोज और ऑक्सीजन का उत्पादन | कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन |
| ऊर्जा का भंडारण | ऊर्जा का उपयोग |
| उच्च प्रकाश तीव्रता में होता है | उच्च तापमान और कम CO2 में होता है |
Conclusion
प्रकाश श्वसन एक जटिल प्रक्रिया है जो पौधों की उत्पादकता को प्रभावित करती है। C3 पौधों में यह विशेष रूप से हानिकारक है। प्रकाश श्वसन को कम करने के लिए C4 और CAM पौधों का उपयोग, आनुवंशिक इंजीनियरिंग और पर्यावरण नियंत्रण जैसे उपायों का उपयोग किया जा सकता है। भविष्य में, प्रकाश श्वसन को कम करने के लिए नई तकनीकों का विकास पौधों की उत्पादकता को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।
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