The first stable product of photosynthesis is / प्रकाश संश्लेषण का प्रथम स्थायी उत्पाद है

The first stable product of photosynthesis is / प्रकाश संश्लेषण का प्रथम स्थायी उत्पाद है

 

(1) Starch / स्टार्च
(2) Sucrose / स्टार्च
(3) Phosphoglyceric acid / फॉस्फोग्लिसरिक एसिड
(4) Glucose / ग्लूकोज

(SSC CGL Tier-I Re-Exam–2013, 27.04.2014)

Answer / उत्तर :-

(3) Phosphoglyceric acid / फॉस्फोग्लिसरिक एसिड

 

 

Explanation / व्याख्या :-

The first product of photosynthesis is a three carbon compound called phospho glyceric acid and phospho glyceraldehyde. Almost immediately, two of these join to form a glucose molecule. Certain herbaceous plants such as sugarcane, corn, and sorghum, form as the first products of photosynthesis not three carbon but four-carbon compounds— oxalacetic, malic, and aspartic acids.

The process is carried out by plants, algae, and some types of bacteria, which capture energy from sunlight to produce oxygen (O₂) and chemical energy stored in glucose (a sugar). Herbivores then obtain this energy by eating plants, and carnivores obtain it by eating herbivores.

The process

During photosynthesis, plants take in carbon dioxide (CO₂) and water (H₂O) from the air and soil. Within the plant cell, the water is oxidized, meaning it loses electrons, while the carbon dioxide is reduced, meaning it gains electrons. This transforms the water into oxygen and the carbon dioxide into glucose. The plant then releases the oxygen back into the air, and stores energy within the glucose molecules.

Chlorophyll

Inside the plant cell are small organelles called chloroplasts, which store the energy of sunlight. Within the thylakoid membranes of the chloroplast is a light-absorbing pigment called chlorophyll, which is responsible for giving the plant its green color. During photosynthesis, chlorophyll absorbs energy from blue- and red-light waves, and reflects green-light waves, making the plant appear green.

Light-dependent reactions vs. light-independent reactions

While there are many steps behind the process of photosynthesis, it can be broken down into two major stages: light-dependent reactions and light-independent reactions. The light-dependent reaction takes place within the thylakoid membrane and requires a steady stream of sunlight, hence the name light-dependent reaction. The chlorophyll absorbs energy from the light waves, which is converted into chemical energy in the form of the molecules ATP and NADPH. The light-independent stage, also known as the Calvin Cycle, takes place in the stroma, the space between the thylakoid membranes and the chloroplast membranes, and does not require light, hence the name light-independent reaction. During this stage, energy from the ATP and NADPH molecules is used to assemble carbohydrate molecules, like glucose, from carbon dioxide. 

C3 and C4 photosynthesis

Not all forms of photosynthesis are created equal, however. There are different types of photosynthesis, including C3 photosynthesis and C4 photosynthesis. C3 photosynthesis is used by the majority of plants. It involves producing a three-carbon compound called 3-phosphoglyceric acid during the Calvin Cycle, which goes on to become glucose. C4 photosynthesis, on the other hand, produces a four-carbon intermediate compound, which splits into carbon dioxide and a three-carbon compound during the Calvin Cycle. A benefit of C4 photosynthesis is that by producing higher levels of carbon, it allows plants to thrive in environments without much light or water.

प्रकाश संश्लेषण का पहला उत्पाद एक तीन कार्बन यौगिक है जिसे फॉस्फोग्लिसरिक एसिड और फॉस्फोग्लिसराल्डिहाइड कहा जाता है। लगभग तुरंत ही, इनमें से दो ग्लूकोज अणु बनाने के लिए जुड़ जाते हैं। गन्ना, मक्का, और ज्वार जैसे कुछ जड़ी-बूटियों के पौधे प्रकाश संश्लेषण के पहले उत्पादों के रूप में तीन कार्बन नहीं बल्कि चार कार्बन यौगिकों- ऑक्सैलेटिक, मैलिक और एसपारटिक एसिड के रूप में होते हैं।

यह प्रक्रिया पौधों, शैवाल और कुछ प्रकार के जीवाणुओं द्वारा की जाती है, जो सूर्य के प्रकाश से ऑक्सीजन (O2) और ग्लूकोज (एक चीनी) में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए ऊर्जा ग्रहण करते हैं। शाकाहारी लोग इस ऊर्जा को पौधों को खाकर प्राप्त करते हैं, और मांसाहारी इसे शाकाहारी खाने से प्राप्त करते हैं।

प्रक्रिया

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे हवा और मिट्टी से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी (H2O) लेते हैं। पादप कोशिका के भीतर, पानी का ऑक्सीकरण होता है, जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉनों को खो देता है, जबकि कार्बन डाइऑक्साइड कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कि यह इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है। यह पानी को ऑक्सीजन में और कार्बन डाइऑक्साइड को ग्लूकोज में बदल देता है। संयंत्र तब ऑक्सीजन को वापस हवा में छोड़ता है, और ग्लूकोज अणुओं के भीतर ऊर्जा संग्रहीत करता है।

क्लोरोफिल

पादप कोशिका के अंदर क्लोरोप्लास्ट नामक छोटे अंग होते हैं, जो सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को संचित करते हैं। क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड झिल्ली के भीतर क्लोरोफिल नामक एक प्रकाश-अवशोषित वर्णक होता है, जो पौधे को हरा रंग देने के लिए जिम्मेदार होता है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान, क्लोरोफिल नीली और लाल-प्रकाश तरंगों से ऊर्जा को अवशोषित करता है, और हरे-प्रकाश तरंगों को दर्शाता है, जिससे पौधे हरा दिखाई देता है।

प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं बनाम प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएं

जबकि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के पीछे कई चरण हैं, इसे दो प्रमुख चरणों में विभाजित किया जा सकता है: प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं और प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएं। प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया थायलाकोइड झिल्ली के भीतर होती है और इसके लिए सूर्य के प्रकाश की एक स्थिर धारा की आवश्यकता होती है, इसलिए इसका नाम प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है। क्लोरोफिल प्रकाश तरंगों से ऊर्जा को अवशोषित करता है, जो एटीपी और एनएडीपीएच अणुओं के रूप में रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। प्रकाश-स्वतंत्र चरण, जिसे केल्विन चक्र के रूप में भी जाना जाता है, स्ट्रोमा में होता है, थायलाकोइड झिल्ली और क्लोरोप्लास्ट झिल्ली के बीच की जगह, और प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए नाम प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रिया है। इस चरण के दौरान, एटीपी और एनएडीपीएच अणुओं से ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड से ग्लूकोज जैसे कार्बोहाइड्रेट अणुओं को इकट्ठा करने के लिए किया जाता है।

C3 और C4 प्रकाश संश्लेषण

हालांकि, प्रकाश संश्लेषण के सभी रूपों को समान रूप से नहीं बनाया जाता है। प्रकाश संश्लेषण विभिन्न प्रकार के होते हैं, जिनमें C3 प्रकाश संश्लेषण और C4 प्रकाश संश्लेषण शामिल हैं। C3 प्रकाश संश्लेषण का उपयोग अधिकांश पौधों द्वारा किया जाता है। इसमें केल्विन चक्र के दौरान 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड नामक तीन-कार्बन यौगिक का उत्पादन होता है, जो ग्लूकोज बन जाता है। दूसरी ओर, C4 प्रकाश संश्लेषण चार-कार्बन मध्यवर्ती यौगिक बनाता है, जो केल्विन चक्र के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड और तीन-कार्बन यौगिक में विभाजित होता है। C4 प्रकाश संश्लेषण का एक लाभ यह है कि कार्बन के उच्च स्तर का उत्पादन करके, यह पौधों को अधिक प्रकाश या पानी के बिना वातावरण में पनपने देता है।