Question 1

फॉस्फोनोल पाइरूवेट (PEP)किस में प्राथमिक CO 2 स्वीकर्ता है

Accepted Answer

क) C 4 पौधे

Question 2

प्रकाश संश्लेषण की अप्रकाशी अभिक्रिया कहाँ होती हैं?

Accepted Answer

३ प्रकाश संश्लेषक लामेला के बाहर स्ट्रोमा

Question 3

प्रकाश श्वसन द्वारा इष्ट है

Accepted Answer

३ उच्च O 2 और निम्न CO 2

Question 4

प्रकाश श्वसन के दौरान, ऑक्सीजन की खपत करने वाली प्रतिक्रिया कहाँ होती है?

Accepted Answer

३ क्लोरोप्लास्ट और पेरॉक्सिसोम का स्ट्रोमा

Question 5

NADPH 2 किस के माध्यम से उत्पन्न होता है?

Accepted Answer

४ फोटो सिस्टम I

Question 6

एक पौधे को बाहर से देखकर क्या आप बता सकते हैं कि वह C₃ है अथवा C₄? कैसे और क्यों?

Accepted Answer

बाहर से देखने पर C₃ और C₄ पौधों में अंतर करना कठिन होता है क्योंकि दोनों के पत्ते सामान्यतः हरे रंग के होते हैं। परंतु कुछ विशेषताएँ जैसे पत्ती की मोटाई, पत्ती की आकृति, और पत्ती की सतह पर मौजूद बाल (trichomes) आदि से कुछ अनुमान लगाया जा सकता है। C₄ पौधों में आमतौर पर पत्तियाँ मोटी और अधिक मांसल होती हैं क्योंकि उनमें बंडल शीथ कोशिकाएँ विशेष रूप से विकसित होती हैं। इसके अलावा, C₄ पौधे अधिकतर गर्म और शुष्क वातावरण में पाए जाते हैं, इसलिए उनकी पत्तियाँ अधिक कठोर और चमकीली हो सकती हैं। इसलिए, केवल बाहरी रूप से यह निश्चित रूप से बताना कठिन है, परंतु पर्यावरण और पत्ती की बनावट से कुछ अनुमान लगाया जा सकता है। — C₃ और C₄ पौधों के बीच मुख्य अंतर उनके आंतरिक संरचना और प्रकाश-संश्लेषण पथ में होता है। बाहरी रूप से अंतर करना कठिन है, परंतु मोटाई, पत्ती की बनावट और पर्यावरण के आधार पर कुछ संकेत मिल सकते हैं।

Question 7

एक पौधे की आंतरिक संरचना को देखकर क्या आप बता सकते हैं कि वह C₃ है अथवा C₄? वर्णन करें?

Accepted Answer

हाँ, पौधे की आंतरिक संरचना देखकर C₃ और C₄ पौधों में अंतर किया जा सकता है। C₃ पौधों की पत्ती में सामान्यतः मेसॉफिल कोशिकाएँ होती हैं जो समान रूप से फैली होती हैं और बंडल शीथ कोशिकाएँ कम विकसित होती हैं। जबकि C₄ पौधों की पत्ती में 'कृष्णपटल' (Kranz anatomy) नामक विशेष संरचना होती है, जिसमें मेसॉफिल कोशिकाएँ बंडल शीथ कोशिकाओं के चारों ओर घिरी होती हैं। बंडल शीथ कोशिकाएँ मोटी दीवार वाली और क्लोरोप्लास्ट से भरपूर होती हैं। यह संरचना C₄ पथ के लिए आवश्यक है क्योंकि कार्बन फिक्सेशन दो अलग-अलग कोशिकाओं में होता है। अतः, यदि पत्ती की आंतरिक संरचना में कृष्णपटल संरचना दिखाई दे, तो वह C₄ पौधा है, अन्यथा C₃। — C₃ पौधों में सामान्य मेसॉफिल और कम विकसित बंडल शीथ कोशिकाएँ होती हैं, जबकि C₄ पौधों में कृष्णपटल संरचना होती है जो दो प्रकार की कोशिकाओं (मेसॉफिल और बंडल शीथ) को दर्शाती है। यह अंतर आंतरिक संरचना से स्पष्ट होता है।

Question 8

हालांकि C₄ पौधे में बहुत कम कोशिकाएं जैव-संश्लेषण – केल्विन पथ को वहन करते हैं, फिर भी वे उच्च उत्पादकता वाले होते हैं। क्या इस पर चर्चा कर सकते हो कि ऐसा क्यों हैं?

Accepted Answer

C₄ पौधे में केल्विन चक्र मुख्यतः बंडल शीथ कोशिकाओं में होता है, जबकि कार्बन फिक्सेशन मेसॉफिल कोशिकाओं में होता है। यद्यपि केवल कुछ कोशिकाएँ केल्विन चक्र को संचालित करती हैं, फिर भी C₄ पौधे उच्च उत्पादकता वाले होते हैं क्योंकि:

1. C₄ पथ में CO₂ का सांद्रण बंडल शीथ कोशिकाओं में अधिक होता है, जिससे रुबिस्को द्वारा ऑक्सीजिनेशन की संभावना कम हो जाती है।
2. इससे फोटोrespiration कम होता है, जो ऊर्जा और कार्बन की हानि को रोकता है।
3. C₄ पौधे उच्च तापमान और कम CO₂ की स्थिति में भी प्रभावी रूप से प्रकाश-संश्लेषण कर पाते हैं।
4. ऊर्जा की अधिक दक्षता और कम हानि के कारण वे अधिक तेजी से वृद्धि करते हैं और उच्च उत्पादकता देते हैं।

इसलिए, कम कोशिकाओं में केल्विन चक्र होने के बावजूद, C₄ पौधे अधिक उत्पादक होते हैं। — C₄ पौधों में CO₂ का सांद्रण और फोटोrespiration की कमी के कारण ऊर्जा की बचत होती है, जिससे कम कोशिकाओं में भी उच्च उत्पादकता संभव होती है।

Question 9

रुबिस्को (RuBisCO) एक एंजाइम है जो कार्बॉक्सिलेस और ऑक्सीजिनेस के रूप में काम करता है। आप ऐसा क्यों मानते हैं कि C₄ पौधों में, रुबिस्को अधिक मात्रा में कार्बॉक्सिलेशन करता है?

Accepted Answer

रुबिस्को एंजाइम CO₂ और O₂ दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे कार्बॉक्सिलेशन (CO₂ के साथ) और ऑक्सीजिनेशन (O₂ के साथ) होता है। C₄ पौधों में बंडल शीथ कोशिकाओं में CO₂ का सांद्रण बहुत अधिक होता है क्योंकि मेसॉफिल कोशिकाओं में पहले CO₂ को चार-कार्बन यौगिकों में बदला जाता है और फिर बंडल शीथ कोशिकाओं में छोड़ा जाता है। इस उच्च CO₂ सांद्रण के कारण, रुबिस्को के सामने CO₂ की उपलब्धता अधिक होती है और O₂ की तुलना में CO₂ के साथ प्रतिक्रिया करने की संभावना बढ़ जाती है। इसलिए, C₄ पौधों में रुबिस्को अधिक मात्रा में कार्बॉक्सिलेशन करता है और ऑक्सीजिनेशन कम होता है, जिससे फोटोrespiration कम होता है। — C₄ पौधों में CO₂ का उच्च सांद्रण रुबिस्को को कार्बॉक्सिलेशन के लिए प्रेरित करता है, जिससे ऑक्सीजिनेशन की संभावना कम हो जाती है।

Question 10

मान लीजिए, यहाँ पर क्लोरोफिल बी की उच्च सांद्रता युक्त, मगर क्लोरोफिल ए की कमी वाले पेड़ थे। क्या ये प्रकाश-संश्लेषण करते होंगे? तब पौधों में क्लोरोफिल बी क्यों होता है? और फिर दूसरे गौण वर्णकों की क्या जरूरत है?

Accepted Answer

क्लोरोफिल ए प्रकाश-संश्लेषण के लिए मुख्य वर्णक है क्योंकि यह प्रकाश ऊर्जा को कैप्चर कर केल्विन चक्र को संचालित करता है। यदि किसी पौधे में क्लोरोफिल बी की उच्च मात्रा है लेकिन क्लोरोफिल ए की कमी है, तो वह प्रकाश-संश्लेषण प्रभावी रूप से नहीं कर पाएगा क्योंकि क्लोरोफिल बी सीधे प्रकाश-संश्लेषण में भाग नहीं लेता।

क्लोरोफिल बी का कार्य मुख्यतः प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करना और उसे क्लोरोफिल ए को स्थानांतरित करना है। यह प्रकाश-संश्लेषण की दक्षता बढ़ाता है। इसके अलावा, गौण वर्णक जैसे कैरोटीनॉइड्स प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्यों को अवशोषित करते हैं और पौधे को प्रकाश-क्षति से बचाते हैं। इसलिए, पौधों में क्लोरोफिल बी और अन्य गौण वर्णकों की आवश्यकता होती है ताकि वे अधिक व्यापक प्रकाश स्पेक्ट्रम का उपयोग कर सकें और प्रकाश-संश्लेषण की दक्षता बढ़ा सकें। — क्लोरोफिल ए मुख्य प्रकाश-संश्लेषण वर्णक है, क्लोरोफिल बी ऊर्जा हस्तांतरण में सहायक है, और गौण वर्णक प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्यों को अवशोषित कर पौधे की सुरक्षा करते हैं।

Question 11

यदि पत्ती को अंधेरे में रख दिया गया हो तो उसका रंग क्रमशः पीला एवं हरा पीला हो जाता है? कौन से वर्णक आपकी सोच में अधिक स्थायी हैं?

Accepted Answer

जब पत्ती को अंधेरे में रखा जाता है, तो उसमें मौजूद क्लोरोफिल वर्णक धीरे-धीरे नष्ट हो जाते हैं, जिससे पत्ती का रंग पीला या हरा पीला हो जाता है। पीले रंग के लिए मुख्यतः कैरोटीनॉइड्स जिम्मेदार होते हैं जो क्लोरोफिल की तुलना में अधिक स्थायी होते हैं। इसलिए, कैरोटीनॉइड्स अधिक स्थायी वर्णक माने जाते हैं। क्लोरोफिल ए और बी प्रकाश-संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं, परंतु वे प्रकाश की अनुपस्थिति में जल्दी नष्ट हो जाते हैं। अतः, कैरोटीनॉइड्स पत्तियों में अधिक स्थायी वर्णक होते हैं। — क्लोरोफिल वर्णक प्रकाश की अनुपस्थिति में नष्ट हो जाते हैं, जबकि कैरोटीनॉइड्स स्थायी रहते हैं, इसलिए पत्ती का रंग पीला हो जाता है।

Question 12

एक ही पौधे की पत्ती का छाया वाला (उल्टा) भाग देखें और उसके चमक वाले (सीधे) भाग से तुलना करें अथवा गमले में लगे धूप में रखे हुए तथा छाया में रखे हुए पौधों के बीच तुलना करें। कौन सा गहरे हरे रंग का होता है, और क्यों?

Accepted Answer

छाया वाले भाग या छाया में रखे हुए पौधों की पत्तियाँ अधिक गहरे हरे रंग की होती हैं क्योंकि उनमें क्लोरोफिल की मात्रा अधिक होती है। यह अधिक क्लोरोफिल प्रकाश की कम मात्रा को अधिक प्रभावी रूप से अवशोषित करने के लिए होता है। वहीं, धूप में रखे हुए पौधों की पत्तियाँ हल्की हरी होती हैं क्योंकि उनमें क्लोरोफिल की मात्रा कम होती है और वे अधिक प्रकाश से बचाव के लिए कम क्लोरोफिल बनाते हैं। इसलिए, छाया वाले भाग की पत्तियाँ गहरे हरे रंग की होती हैं। — कम प्रकाश में पौधे अधिक क्लोरोफिल बनाते हैं ताकि कम प्रकाश को अधिक अवशोषित कर सकें, जिससे पत्तियाँ गहरे हरे रंग की होती हैं।

Question 13

प्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रकाश का प्रभाव पड़ता है (चित्र 13.10)। ग्राफ के आधार पर निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:
(अ) वक्र के किस बिंदु अथवा बिंदुओं पर (क, ख, अथवा ग) प्रकाश एक नियामक कारक है?
(ब) क बिंदु पर नियामक कारक कौन से हैं?
(स) वक्र में ग और घ क्या निरूपित करता है?

Accepted Answer

(अ) प्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रकाश एक नियामक कारक तब होता है जब प्रकाश की तीव्रता कम होती है, अर्थात् वक्र के क और ख बिंदुओं पर। क्योंकि इन बिंदुओं पर प्रकाश की तीव्रता बढ़ने से प्रकाश-संश्लेषण की दर बढ़ती है।

(ब) क बिंदु पर नियामक कारक मुख्यतः प्रकाश की तीव्रता है क्योंकि प्रकाश कम होने पर प्रकाश-संश्लेषण की दर सीमित होती है।

(स) वक्र में ग बिंदु वह स्थिति दर्शाता है जहाँ प्रकाश-संश्लेषण की दर स्थिर हो जाती है, अर्थात् प्रकाश संतृप्ति बिंदु। घ बिंदु प्रकाश-संश्लेषण की अधिकतम दर को निरूपित करता है, जहाँ अन्य कारक जैसे CO₂ की उपलब्धता या तापमान सीमित हो सकते हैं। — प्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रकाश का प्रभाव तब होता है जब प्रकाश कम हो; क और ख बिंदु इस स्थिति को दर्शाते हैं। ग बिंदु प्रकाश संतृप्ति और घ बिंदु अधिकतम दर को दर्शाते हैं।

Question 14

निम्नांकित में तुलना करें-
(अ) C₁ एवं C₂ पथ
(ब) चक्रीय एवं अचक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेसन
(स) C₃ एवं C₄ पादपों की पत्ती की शारीरिकी

Accepted Answer

(अ) C₁ एवं C₂ पथ:
- C₁ पथ (फोटोrespiration) में O₂ का उपयोग होता है और CO₂ निकलता है, जिससे ऊर्जा की हानि होती है।
- C₂ पथ (फोटोrespiration के दौरान उत्पन्न ग्लीकोलेट का पथ) में ग्लीकोलेट को फिर से उपयोगी यौगिकों में बदला जाता है।

(ब) चक्रीय एवं अचक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेसन:
- चक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेसन में इलेक्ट्रॉन वापस क्लोरोफिल को लौटते हैं और केवल ATP बनता है।
- अचक्रीय फोटोफॉस्फोरिलेसन में इलेक्ट्रॉन NADP⁺ को NADPH में परिवर्तित करते हैं और ATP भी बनता है।

(स) C₃ एवं C₄ पादपों की पत्ती की शारीरिकी:
- C₃ पादपों की पत्ती में सामान्य मेसॉफिल और कम विकसित बंडल शीथ कोशिकाएँ होती हैं।
- C₄ पादपों की पत्ती में कृष्णपटल (Kranz anatomy) होता है, जिसमें मेसॉफिल कोशिकाएँ बंडल शीथ कोशिकाओं के चारों ओर होती हैं। — प्रत्येक तुलना में उनके कार्य, संरचना और प्रक्रिया के आधार पर अंतर स्पष्ट किया गया है।

Question 15

प्रकाश-संश्लेषण क्या है और यह पौधों में क्यों आवश्यक है?

Accepted Answer

प्रकाश-संश्लेषण एक जैव-रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड और जल से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करते हैं। यह पौधों को स्वपोषी बनाता है और पृथ्वी पर जीवन के लिए ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है। उदाहरण के लिए, क्लोरोफिल की सहायता से प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। — प्रकाश-संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे, शैवाल और कुछ बैक्टीरिया सूर्य की ऊर्जा का उपयोग कर CO₂ और H₂O से कार्बोहाइड्रेट बनाते हैं। यह प्रक्रिया पौधों को स्वपोषी बनाती है और पृथ्वी पर सभी जीवों के लिए ऊर्जा का आधार है। क्लोरोफिल प्रकाश को अवशोषित करके रासायनिक अभिक्रियाओं को संचालित करता है।

Chapter 11

Chapter 11 — अध्ययन नोट्स

11.1 हम क्या जानते हैं?

11.2 प्रारंभिक प्रयोग

11.3 प्रकाश-संश्लेषण कहाँ संपन्न होता है?

अभ्यास प्रश्न — Chapter 11

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