4. (b) हरितलवक (क्लोरोप्लास्ट) की संरचना का नामांकित आरेख द्वारा वर्णन कीजिए तथा इसके कार्यों के बारे में लिखिए।

हरितलवक (क्लोरोप्लास्ट) एक जटिल संरचना वाला कोशिकांग है जो पादप कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का केंद्र है। इसकी विशिष्ट संरचना इसके विविध कार्यों को संभव बनाती है।

हरितलवक की संरचना (Structure of Chloroplast)

हरितलवक सामान्यतः अंडाकार या डिस्क के आकार का होता है, हालांकि इसकी आकृति विभिन्न पौधों में भिन्न हो सकती है (जैसे क्लेमाइडोमोनास में कप के आकार का, स्पाइरोगायरा में सर्पिल)। यह एक दोहरी झिल्ली वाला कोशिकांग है, जिसके प्रमुख भाग निम्नलिखित हैं:

• बाह्य झिल्ली (Outer Membrane): यह झिल्ली काफी पारगम्य होती है और अधिकांश छोटे अणुओं को आसानी से पार करने देती है। यह लाइपोप्रोटीन की बनी होती है।
• आंतरिक झिल्ली (Inner Membrane): बाह्य झिल्ली की तुलना में यह कम पारगम्य होती है और इसमें विशिष्ट वाहक प्रोटीन होते हैं जो कुछ अणुओं के प्रवेश और निकास को नियंत्रित करते हैं। यह भी लाइपोप्रोटीन की बनी होती है।
• झिल्लियों के बीच का स्थान (Intermembrane Space): यह बाह्य और आंतरिक झिल्लियों के बीच स्थित एक संकीर्ण स्थान होता है।
• स्ट्रोमा (Stroma): यह आंतरिक झिल्ली से घिरा हुआ, प्रोटीनयुक्त, समरूप तरल पदार्थ होता है जो हरितलवक के आंतरिक भाग को भरता है। स्ट्रोमा में कई एंजाइम, 70S राइबोसोम, गोलाकार डीएनए (chloroplast DNA), स्टार्च कण और लिपिड बूँदें पाई जाती हैं। प्रकाश संश्लेषण की अप्रकाशिक अभिक्रिया (केल्विन चक्र) यहीं संपन्न होती है।
• थायलाकॉइड (Thylakoids): ये स्ट्रोमा में मौजूद झिल्लीनुमा, चपटी थैली जैसी संरचनाएं होती हैं। थायलाकॉइड की झिल्लियों में क्लोरोफिल और अन्य प्रकाश संश्लेषी वर्णक होते हैं, जो प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। प्रकाश संश्लेषण की प्रकाशिक अभिक्रियाएं इन्हीं थायलाकॉइड झिल्लियों में होती हैं।
• ग्रेना (Grana): थायलाकॉइड एक के ऊपर एक सिक्कों के ढेर के समान व्यवस्थित होते हैं, जिन्हें ग्रेनम (एकवचन) या ग्रेना (बहुवचन) कहते हैं। एक हरितलवक में 40 से 100 तक ग्रेना हो सकते हैं।
• स्ट्रोमा लेमेली/फ्रेड रेटिकुलस (Stroma Lamellae/Fret Reticulus): ये झिल्लीनुमा संरचनाएं होती हैं जो विभिन्न ग्रेना को एक दूसरे से जोड़ती हैं, जिससे उनके बीच संचार संभव होता है।
• क्वांटासोम (Quantasomes): थायलाकॉइड की आंतरिक सतह पर सूक्ष्म दाने पाए जाते हैं जिन्हें क्वांटासोम कहते हैं। प्रत्येक क्वांटासोम में लगभग 230 क्लोरोफिल अणु होते हैं और ये प्रकाश संश्लेषण के लिए सक्रिय स्थल होते हैं।

नामांकित आरेख (Labeled Diagram)

यहां हरितलवक की संरचना का एक काल्पनिक नामांकित आरेख दिया गया है। वास्तविक परीक्षा में, इसे हाथ से बनाना होगा:

चित्र: हरितलवक की विस्तृत संरचना का नामांकित आरेख (यह चित्र एक उदाहरण है, परीक्षा में हाथ से बनाया जाना चाहिए)

आरेख में दर्शाने योग्य प्रमुख भाग:

• बाह्य झिल्ली (Outer membrane)
• आंतरिक झिल्ली (Inner membrane)
• इंटरमेम्ब्रेन स्पेस (Intermembrane space)
• स्ट्रोमा (Stroma)
• थायलाकॉइड (Thylakoid)
• ग्रेनम/ग्रेना (Granum/Grana)
• स्ट्रोमा लेमेली (Stroma lamella)
• राइबोसोम (Ribosomes)
• डीएनए (DNA)
• स्टार्च कण (Starch granules)
• लिपिड बूँदें (Lipid droplets)

हरितलवक के कार्य (Functions of Chloroplast)

हरितलवक के मुख्य कार्य निम्नलिखित हैं:

1. प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis): यह हरितलवक का सबसे महत्वपूर्ण कार्य है।
   • प्रकाशिक अभिक्रिया (Light-dependent reactions): ये अभिक्रियाएं थायलाकॉइड झिल्लियों में होती हैं। इसमें क्लोरोफिल सूर्य के प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है और इसे रासायनिक ऊर्जा (एटीपी और एनएडीपीएच) में परिवर्तित करता है। इस प्रक्रिया के दौरान जल का प्रकाशीय अपघटन (photolysis of water) होता है, जिससे ऑक्सीजन (O₂) उप-उत्पाद के रूप में मुक्त होती है।
   • अप्रकाशिक अभिक्रिया (Light-independent reactions/Calvin Cycle): ये अभिक्रियाएं स्ट्रोमा में होती हैं। इसमें प्रकाशिक अभिक्रिया से उत्पन्न एटीपी और एनएडीपीएच का उपयोग करके वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) को ग्लूकोज जैसे कार्बोहाइड्रेट्स में स्थिर (fix) किया जाता है।
   • प्रकाश संश्लेषण का समग्र समीकरण: 6CO₂ + 6H₂O + प्रकाश ऊर्जा → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
2. ऊर्जा का संग्रहण (Storage of Energy): हरितलवक प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से उत्पादित ग्लूकोज को स्टार्च के रूप में संग्रहित करते हैं। यह स्टार्च बाद में पौधे के विकास, वृद्धि और अन्य कोशिकीय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।
3. ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का संतुलन (Balance of Oxygen and Carbon Dioxide): प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन का उत्पादन और कार्बन डाइऑक्साइड का उपभोग करके हरितलवक वायुमंडल में इन गैसों के संतुलन को बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो पृथ्वी पर जीवन के लिए अनिवार्य है।
4. वसा अम्लों का संश्लेषण (Synthesis of Fatty Acids): हरितलवक में वसा अम्लों और लिपिडों का संश्लेषण भी होता है, जो कोशिका झिल्लियों और अन्य संरचनाओं के निर्माण के लिए आवश्यक होते हैं।
5. अमीनो अम्लों का संश्लेषण (Synthesis of Amino Acids): कुछ अमीनो अम्लों का संश्लेषण भी हरितलवक के स्ट्रोमा में होता है, जो प्रोटीन के निर्माण खंड होते हैं।
6. अर्ध-स्वायत्त प्रकृति (Semi-autonomous Nature): हरितलवक में अपना स्वयं का डीएनए, राइबोसोम और प्रोटीन संश्लेषण तंत्र होता है। यह अपनी कुछ प्रोटीनों का संश्लेषण स्वयं कर सकता है, जिससे इसे अर्ध-स्वायत्त कोशिकांग कहा जाता है।
7. पादपों को हरा रंग प्रदान करना (Providing Green Color to Plants): क्लोरोफिल वर्णक की उपस्थिति के कारण हरितलवक पौधों को उनका विशिष्ट हरा रंग प्रदान करते हैं, जो उनके पहचान में सहायक होता है।