प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) क्या है?
हरे पौधे, शैवाल और कुछ बैक्टीरिया सूर्य के प्रकाश की मदद से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से अपना भोजन (ग्लूकोज़) बनाते हैं। इस प्रक्रिया को प्रकाश संश्लेषण कहते हैं। इसमें ऑक्सीजन भी बनती है, जो हम साँस लेने में काम लेते हैं। पूरी धरती पर जीवन इसी प्रक्रिया पर टिका है।
रासायनिक समीकरण
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (सूर्य का प्रकाश और क्लोरोफिल की उपस्थिति में)
प्रकाश संश्लेषण कहाँ होता है?
यह क्रिया मुख्य रूप से पत्तियों की कोशिकाओं में मौजूद क्लोरोप्लास्ट (Chloroplast) में होती है। क्लोरोप्लास्ट में हरा वर्णक क्लोरोफिल होता है, जो पत्ती को हरा रंग देता है। पत्ती की सतह पर छोटे छिद्र होते हैं जिन्हें रंध्र (Stomata) कहते हैं। हर रंध्र को दो द्वार कोशिकाएँ (Guard cells) खोलती और बंद करती हैं। CO₂ इन्हीं से अंदर आती है और ऑक्सीजन बाहर निकलती है।
प्रकाश संश्लेषण के दो चरण
| आधार | प्रकाश अभिक्रिया (Light Reaction) | अंधकार अभिक्रिया (Calvin Cycle) |
|---|---|---|
| स्थान | ग्रेना / थायलाकॉइड झिल्ली | स्ट्रोमा (Stroma) |
| प्रकाश की ज़रूरत | सीधे ज़रूरत होती है | सीधे नहीं, पर प्रकाश अभिक्रिया के उत्पाद चाहिए |
| क्या होता है | पानी टूटता है, O₂ निकलती है | CO₂ से ग्लूकोज़ बनता है |
| मुख्य उत्पाद | ATP, NADPH और O₂ | ग्लूकोज़ (शर्करा) |
प्रकाश अभिक्रिया में सूर्य की ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा (ATP और NADPH) में बदलती है। अंधकार अभिक्रिया में इसी ऊर्जा का उपयोग करके CO₂ को ग्लूकोज़ में बदला जाता है। ग्लूकोज़ का कुछ हिस्सा तुरंत ऊर्जा के लिए काम आता है और बाकी स्टार्च के रूप में जमा हो जाता है।
प्रकाश संश्लेषण की दर को प्रभावित करने वाले कारक
- प्रकाश की तीव्रता: प्रकाश बढ़ने पर दर बढ़ती है, पर एक सीमा के बाद स्थिर हो जाती है।
- CO₂ की मात्रा: हवा में CO₂ बढ़ने पर दर बढ़ती है।
- तापमान: सामान्यतः 25°C से 35°C के बीच दर सबसे अच्छी रहती है। बहुत ज़्यादा गर्मी में एंज़ाइम खराब हो जाते हैं।
- पानी: पानी की कमी होने पर रंध्र बंद हो जाते हैं और CO₂ अंदर नहीं आ पाती।
प्रकाश संश्लेषण के प्रयोग
- स्टार्च परीक्षण: पत्ती को उबालकर और अल्कोहल में रंगहीन करके उस पर आयोडीन डालें। स्टार्च हो तो रंग नीला-काला हो जाता है।
- क्लोरोफिल की ज़रूरत (Variegated leaf): क्रोटन या कोलियस की रंगीन पत्ती में केवल हरे भाग में स्टार्च बनता है।
- CO₂ की ज़रूरत (Moll का half-leaf प्रयोग): पत्ती का आधा हिस्सा KOH वाली बोतल में रखें, जो CO₂ सोख लेता है। केवल बाहर वाले हिस्से में स्टार्च बनता है।
- प्रकाश की ज़रूरत: काले कागज़ से ढकी पत्ती में स्टार्च नहीं बनता।
प्रकाश संश्लेषण और श्वसन में अंतर
| आधार | प्रकाश संश्लेषण | श्वसन (Respiration) |
|---|---|---|
| क्या होता है | भोजन बनता है | भोजन टूटता है |
| अभिक्रिया | CO₂ और H₂O से ग्लूकोज़ और O₂ | ग्लूकोज़ और O₂ से CO₂, H₂O और ऊर्जा |
| ऊर्जा | सोखी जाती है | निकलती है |
| कब होता है | दिन में (प्रकाश चाहिए) | दिन और रात दोनों में |
| कहाँ | क्लोरोप्लास्ट वाली कोशिकाओं में | सभी जीवित कोशिकाओं में |
प्रकाश संश्लेषण का महत्व
- यह सभी जीवों के भोजन का मूल स्रोत है, क्योंकि खाद्य श्रृंखला पौधों से शुरू होती है।
- वायुमंडल में ऑक्सीजन का स्तर बनाए रखता है।
- हवा से कार्बन डाइऑक्साइड कम करके कार्बन चक्र को संतुलित रखता है।
- कोयला प्राचीन पौधों से और पेट्रोलियम मुख्यतः प्राचीन सूक्ष्म समुद्री जीवों से बना है, जिनका भोजन भी प्रकाश संश्लेषण से ही आया था।
याद रखने की आसान trick
समीकरण याद रखने के लिए यह वाक्य दोहराएँ: “छह CO₂ और छह पानी, सूरज की रोशनी में, बनाते हैं एक ग्लूकोज़ और छह ऑक्सीजन”। दोनों चरणों के लिए “Light = Grana, Calvin = Stroma” जोड़ी याद रखें। प्रकाश अभिक्रिया में ऑक्सीजन निकलती है और अंधकार अभिक्रिया में ग्लूकोज़ बनता है।
परीक्षा में होने वाली आम गलतियाँ
- ऑक्सीजन को CO₂ से निकली मान लेना। वह पानी के टूटने से बनती है।
- सभी पौधों में प्रकाश संश्लेषण को सिर्फ़ पत्तियों तक सीमित मान लेना। हरे तने में भी यह होता है।
- अंधकार अभिक्रिया को “रात में होने वाली” क्रिया समझ लेना। यह भी दिन में ही चलती है।
- समीकरण में 6 के गुणांक (coefficients) भूल जाना।