विषय
- अतीत में प्रकाश संश्लेषण
- प्रकाश संश्लेषण में पानी की भूमिका
- ऑक्सीजन आपूर्तिकर्ता के रूप में पानी
- एक इलेक्ट्रॉन आपूर्तिकर्ता के रूप में पानी
- जल फोटोलिसिस
प्रकाश संश्लेषण एक महत्वपूर्ण जैव रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें सूर्य के प्रकाश, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से ऑक्सीजन (ग्लूकोज) का उत्पादन होता है, जो ऑक्सीजन को छोड़ता है। यह जटिल जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है और पौधों, शैवाल, कुछ बैक्टीरिया और कुछ फोटोओटोट्रॉफ़ में होती है। लगभग सभी जीवित चीजें इस प्रक्रिया पर निर्भर करती हैं। प्रकाश संश्लेषण की दर कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता, तापमान और सूर्य के प्रकाश की तीव्रता से संबंधित है। यह प्रक्रिया अवशोषित फोटॉन से ऊर्जा उत्पन्न करती है, पानी के साथ एक कम करने वाले एजेंट के रूप में।
अतीत में प्रकाश संश्लेषण
पृथ्वी पर जीवन के आगमन के साथ, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू हुई। चूंकि ऑक्सीजन की सघनता नगण्य थी, इसलिए समुद्री जल में हाइड्रोजन सल्फाइड और कार्बनिक अम्ल के उपयोग से पहली प्रकाश संश्लेषण हुआ। हालांकि, इन सामग्रियों का स्तर प्रकाश संश्लेषण को लंबे समय तक जारी रखने के लिए पर्याप्त नहीं था, इसलिए इसने अन्य यौगिकों के स्थान पर पानी का उपयोग करने के विकास को रेखांकित किया है। इस तरह के प्रकाश संश्लेषण से पानी का उपयोग होता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन की रिहाई होती है। नतीजतन, वातावरण में ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ने लगी। इस अंतहीन चक्र ने पृथ्वी को ऑक्सीजन से समृद्ध बना दिया, जिससे इस तत्व पर निर्भर पारिस्थितिकी प्रणालियों की उपस्थिति संभव हो गई।
प्रकाश संश्लेषण में पानी की भूमिका
एक बुनियादी स्तर पर, पानी उन लोगों को बदलने के लिए इलेक्ट्रॉनों को प्रदान करता है जिन्हें फोटो सिस्टम II में क्लोरोफिल से हटा दिया जाता है। इसके अलावा, यह ऑक्सीजन पैदा करता है, साथ ही H + आयनों को मुक्त करके NADP को NADPH (केल्विन चक्र के लिए आवश्यक) को कम करता है।
ऑक्सीजन आपूर्तिकर्ता के रूप में पानी
प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड के छह अणु और पानी के छह अणु सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ग्लूकोज के एक अणु और छह ऑक्सीजन का निर्माण करते हैं। पानी की भूमिका अपने अणु में मौजूद ऑक्सीजन को O2 गैस के रूप में वायुमंडल में छोड़ना है।
एक इलेक्ट्रॉन आपूर्तिकर्ता के रूप में पानी
पानी की भी एक अन्य महत्वपूर्ण भूमिका है, जो इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करना है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पानी उस इलेक्ट्रॉन को दान करता है जो एक चीनी (ग्लूकोज) बनाने के लिए हाइड्रोजन परमाणु (अपने स्वयं के अणु) को कार्बन (कार्बन डाइऑक्साइड के) से जोड़ता है।
जल फोटोलिसिस
पानी H + आयनों को प्रदान करके एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है जो NADP को NADPH में परिवर्तित करता है। चूंकि एनएडीपीएच क्लोरोप्लास्ट में मौजूद एक महत्वपूर्ण कम करने वाला एजेंट है, इसके गठन में क्लोरोफिल के ऑक्सीकरण के बाद इलेक्ट्रॉन की कमी होती है। इस नुकसान को कुछ अन्य कम करने वाले एजेंट से इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। एंजाइम फोटोसिस्टम II जेड स्कीम (प्रकाश संश्लेषण में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला का आरेख) के पहले चरणों में कार्य करता है और फिर एक कम करने वाला एजेंट जो इलेक्ट्रॉनों को दान कर सकता है, क्लोरोफिल को ऑक्सीकरण करने के लिए आवश्यक है, पानी द्वारा निष्पादित एक फ़ंक्शन (जो कार्य करता है) हरे पौधों और सायनोबैक्टीरिया में इलेक्ट्रॉनों के स्रोत के रूप में)। जारी हाइड्रोजन आयन माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार एक रासायनिक (केमोस्मोटिक) क्षमता बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी का संश्लेषण होता है। फोटोसिस्टम II मुख्य रूप से इस पानी के ऑक्सीकरण प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने वाला एंजाइम है।