GSEB Class 11 Biology Important Questions Chapter 13 ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ

Gujarat Board GSEB Class 11 Biology Important Questions Chapter 13 ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ Important Questions and Answers.

GSEB Class 11 Biology Important Questions Chapter 13 ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ

અત્યંત ટૂંક જવાબી પ્રશ્નો (VSQ)

પ્રશ્ન 1.
પ્રકાશસંશ્લેષણનું મહત્ત્વ જણાવો.
ઉત્તર:
પ્રકાશસંશ્લેષણ બે રીતે મહત્ત્વનું છે.

આ ક્રિયા દ્વારા સમગ્ર સજીવસૃષ્ટિની ઊર્જાની જરૂરિયાત પૂરી પડે છે.
આ ક્રિયા દરમિયાન વાતાવરણનો CO₂ અને H₂O વપરાય છે અને વાતાવરણમાં O₂ મુક્ત થાય છે.

પ્રશ્ન 2.
વનસ્પતિ પ્રકાશ શક્તિનું રાસાયણિક શક્તિમાં રૂપાંતર કઈ પ્રક્રિયા દરમિયાન કરે છે ?
ઉત્તર:
પ્રકાશસંશ્લેષણ

પ્રશ્ન 3.
સ્વયંપોષી સજીવોના ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:

લીલ
કેટલાક બેક્ટરિયા
ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓ

પ્રશ્ન 4.
સ્ટાર્ચ નિર્માણ દર્શાવતા બે પર્ણના પ્રયોગનું કારણ જણાવો.
ઉત્તર:
સૂર્ય પ્રકાશમાં ખુલ્લા થયેલા પર્ણના લીલા ભાગોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા થાય છે.

પ્રશ્ન 5.
અર્ધપર્ણના પ્રયોગમાં કસનળીમાં શા માટે KOHથી ભીંજવેલું રૂ મુકવામાં આવે છે ?
ઉત્તર:
CO₂ ના શોષણ માટે KOHથી ભીંજવેલું રૂ મૂકવામાં આવે છે.

પ્રશ્ન 6.
પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા માટે આવશ્યક ઘટકો જણાવો.
ઉત્તર:
ક્લોરોફિલ (હરિતદ્રવ્ય], પ્રકાશ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ [CO₂] અને પાણી.

પ્રશ્ન 7.
ઈન્જન હાઉસે કરેલા પ્રકાશસંશ્લેષણના પ્રયોગોનું તારણ જણાવો.
ઉત્તર:
વનસ્પતિના હરિતદ્રવ્ય યુક્ત અંગો જ 02 મુક્ત કરે છે અને તે પણ પ્રકાશની હાજરીમાં.

પ્રશ્ન 8.
કોર્નેલીયસ વાન નીલે આપેલ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દર્શાવતું સમીકરણ આપો.
ઉત્તર:

પ્રશ્ન 9.
જાંબલી અને સલ્ફર બેક્ટરિયામાં પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન હાઈડ્રોજન દાતા તરીકે કોણ વર્તે છે?
ઉત્તર:
H₂S

પ્રશ્ન 10.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં સૌપ્રથમવાર સક્રિય વર્ણપટનું વર્ણન કોણે કરેલ છે ?
ઉત્તર:
ટી. ડબલ્યુ એન્જલમેન

પ્રશ્ન 11.
ટી. ડબલ્યુ એન્જલમેને તેમના પ્રયોગમાં જારક બેક્ટરિયાનો ઉપયોગ શું જાણવા માટે કર્યો ?
ઉત્તર:
દશ્ય વર્ણપટના કયા સ્થાનેથી (રંગમાં) 05 મુક્ત થાય છે.

પ્રશ્ન 12.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં રેડિયો એક્ટિવ 18oનો ઉપયોગ કોણે કર્યો ?
ઉત્તર:
રૂબેન અને કામેન

પ્રશ્ન 13.
પર્ણની કઈ પેશી પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા કરે છે ?
ઉત્તર:
મધ્યપર્ણમાં રહેલી હરીતકણોતક પેશી

પ્રશ્ન 14.
શા માટે હરીતકણ કોષોનો પરીઘ વિસ્તાર તરફ ગોઠવાયેલ હોય છે ?
ઉત્તર:

વાયુઓના પ્રસરણમાં સરળતા રહે.
ઈષ્ટતમ માત્રામાં આપાત થતા પ્રકાશને મેળવી શકે.

પ્રશ્ન 15.
વ્યાખ્યા આપો : થાયેલકોઈડ
ઉત્તર:
દરેક ગ્રેનમની રચનામાં સિક્કાના થપ્પીની માફક ગોઠવાયેલ રચના આવેલ હોય છે. જેને થાયલેકૉઈડ કહે છે.

પ્રશ્ન 16.
સમજાવો : પ્રકાશ પ્રક્રિયા
ઉત્તર:
જ પટલમયતંત્ર (ગ્રાના) પ્રકાશઊર્જાને ગ્રહણ કરી ATP અને NADPHનું સંશ્લેષણ કરે છે. તેને પ્રકાશપ્રક્રિયા કહે છે.

પ્રશ્ન 17.
શબ્દ સમજાવો : સ્ટ્રોમા લેમેલી પાઈ
ઉત્તર:
બે ગ્રાનાને સાંકળતા પટલને સ્ટ્રોમા લેમેલી (આંતરરૈનમ પટલ) કહે છે.

પ્રશ્ન 18.
પર્ણમાં કેટલા રંજકદ્રવ્યો આવેલા છે તે કઈ પદ્ધતિ દ્વારા જાણી શકાય છે ?
ઉત્તર:
ક્રોમેટોગ્રાફી અલગીકરણ (પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી)

પ્રશ્ન 19.
રંજકદ્રવ્યોનું મહત્ત્વ જણાવો.
ઉત્તર:
રંજકદ્રવ્યો ચોક્કસ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું શોષણ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

પ્રશ્ન 20.
શબ્દ સમજાવો PAR
ઉત્તર:
રંજકદ્રવ્યો દ્વારા શોષતા શોષક વર્ણપટની તરંગલંબાઈ દશ્ય વર્ણપટ જેટલી જ (390 થી 700 nm) જેટલી છે. જેને પ્રકાશસંશ્લેષણીય સક્રિય રેડિએશન (Photosynthetic Active Radiation – PAR) કહે છે.

પ્રશ્ન 21.
ક્લોરોફિલ-a અને ક્લોરોફિલ-b કઈ તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું વધુ શોષણ કરે છે ?
ઉત્તર:
ક્લોરોફિલ – a ⇒ 430 to 662 nm તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું
ક્લોરોફિલ-b ⇒ 455 to 664 nm તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું

પ્રશ્ન 22.
કઈ તરંગલંબાઈએ પ્રકાશ સંશ્લેષણનો દર સૌથી વધુ હોય છે ?
ઉત્તર:
420 nm થી 680 pm

પ્રશ્ન 23.
દેશ્ય વર્ણપટના કયા રંગના પ્રકાશમાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધુ હોય છે ?
ઉત્તર:
વાદળી અને લાલ રંગમાં

પ્રશ્ન 24.
સહાયક રંજકદ્રવ્યો ક્યા છે ?
ઉત્તર:
ક્લોરોફિલ-b, ઝેન્થોફિલ અને કેરોટીનોઈસ છે,

પ્રશ્ન 25.
પ્રકાશ ગ્રાહી સંકુલ ક્યા છે ?
ઉત્તર:
રંજકદ્રવ્યો બે ભિન્ન પ્રકાશ રાસાયણિક પ્રકાશગ્રાહી સંકુલમાં ગોઠવાયેલ હોય છે.

રંજકદ્રવ્ય તંત્ર-I (PS-I)
રંજકદ્રવ્ય તંત્ર-I (PS- II)

પ્રશ્ન 26.
રંજકદ્રવ્યતંત્રનું નામકરણ શેના આધારે કરવામાં આવે છે ?
ઉત્તર:
તેમના કાર્યની ક્રમિકતાના આધારે.

પ્રશ્ન 27.
એન્ટેના વિશે સમજૂતી આપો.
ઉત્તર:
પ્રત્યેક ફોટોસિસ્ટમમાં બધા રંજકદ્રવ્યો હોય છે. સિવાય કે ક્લોરોફિલ-aનો એક અણુ જ હોય છે.
તેઓ ભેગા મળી પ્રકાશગ્રાહી સંકુલ-LHCનું નિર્માણ કરે છે. તેને એન્ટેના પણ કહે છે.

પ્રશ્ન 28.
P₇₀₀ એટલે શું ?
ઉત્તર:
PS – I ના પ્રક્રિયાકેન્દ્રમાં રહેલ ક્લોરોફિલ-aનો અણુ 700 nm તરંગલંબાઈએ સર્વોચ્ચ માત્રામાં પ્રકાશનું શોષણ કરે છે. આથી તેને P₇₀₀ કહે છે.

પ્રશ્ન 29.
P₆₈₀ એટલે શું?
ઉત્તર:
PS-IIના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાં રહેલ ક્લોરોફિલ-aનો અણુ 680 mm તરંગલંબાઈએ સૌથી વધુ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે. આથી તેને P₆₈₀ કહે છે.

પ્રશ્ન 30.
પાણીના અણુનું વિભાજન કોની સાથે સંકળાયેલ છે ?
ઉત્તર:
PSI સાથે

પ્રશ્ન 31.
પાણીના અણુના વિભાજનની ક્રિયામાં કયા આયનો ભાગ ભજવે છે?
ઉત્તર:
Mn²⁺, Ca⁺², Cl^–.

પ્રશ્ન 32.
પાણીના વિભાજનથી શેનું નિર્માણ થાય?
ઉત્તર:
H⁺, [O] અને ઈલેક્ટ્રોન (e^–)પ્રાપ્ત થાય.

પ્રશ્ન 33.
પાણીના અણુના વિભાજનનું સ્થાન જણાવો.
ઉત્તર:
થાયલેકૉઈડ પટલની અંદરની તરફ

પ્રશ્ન 34.
ફોટો ફોસ્ફોરાયલેશન એટલે શું?
ઉત્તર:
“પ્રકાશની હાજરીમાં ADP અને અકાર્બનિક ફોફેટ દ્વારા ATP નું સંશ્લેષણ”.

પ્રશ્ન 35.
સ્ટ્રોમા લેમિલી (આંતર ગ્રેનમ પટલ)માં કોનો અભાવ હોય છે?
ઉત્તર:
PS-II અને NADPરિડક્ટઝ ઉલ્લેચક.

પ્રશ્ન 36.
ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન ક્યારે થાય?
ઉત્તર:
જ્યારે ક્લોરોફિલ–a ના અણુની ઉત્તેજના માટે પ્રાપ્ત પ્રકાશની તરંગલંબાઈ 680 pm થી વધારે હોય.

પ્રશ્ન 37.
ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કયા બે માર્ગે થતી પ્રક્રિયા છે?
ઉત્તર:

ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન અને
અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન

પ્રશ્ન 38.
હરિતકણમાં ATP નું સંશ્લેષણ કોની સાથે સંકળાયેલ છે?
ઉત્તર:
થાયલેકૉઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢોળાંશ સાથે.

પ્રશ્ન 39.
પાણીના અણુઓનું થાયલેકૉઈડમાં વિભાજન થતા શેનું નિર્માણ થાય છે?
ઉત્તર:
પ્રોટોન (હાઈડ્રોજન આયન H⁺)

પ્રશ્ન 40.
NADPરિડક્ટઝ ઉત્સચકનું સ્થાન જણાવો.
ઉત્તર:
પટલની બહાર (સ્ટ્રોમા) તરફ

પ્રશ્ન 41.
NADP+ ના રીડક્શન માટે આધારકમાં શેની જરૂર પડે છે?
ઉત્તર:
PS-I ના ઈલેક્ટ્રોન ગ્રાહી એકમમાંથી આવતા ઈલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન (હાઈડ્રોજન આયન)

પ્રશ્ન 42.
ATPase ઉન્સેચકના F₁ ભાગનું સ્થાન જણાવો.
ઉત્તર:
થાયલેકૉઈડની આધારક તરફની બાહ્ય સપાટી તરફ ઉપસેલ સ્વરૂપે હોય.

પ્રશ્ન 43.
થાયલેકૉઈડ પટલમાં પ્રોટોન ઢોળાંશ તૂટવાથી થતા ફેરફાર જણાવો.
ઉત્તર:
પ્રોટોન ઢોંળાશ તૂટવાથી પૂરતા પ્રમાણમાં ઊર્જા સર્જાય છે, જેના કારણે ATPase ના F₁ કણોમાં રચનાકીય પરિવર્તન આવે છે. જેથી ઉત્સુચકીય પ્રક્રિયા દ્વારા ઊર્જાથી ભરપૂર ATP ના ઘણા અણુઓનું નિર્માણ થાય છે.

પ્રશ્ન 44.
PS-II ના ક્લોરોફિલ–a નો અણુ કયા રંગના પ્રકાશનું શોષણ કરે છે?
ઉત્તર:
લાલ રંગના

પ્રશ્ન 45.
ઈલેક્ટ્રોન પરિવહનની ક્રિયા કયા સ્થાને જોવા મળે છે?
ઉત્તર:
થાયલેકૉઈડ પટલમાં.

પ્રશ્ન 46.
જૈવસંશ્લેષણ તબક્કો શેના પર આધારિત હોય છે?
ઉત્તર:
CO₂,H₂O તેમજ પ્રકાશપ્રક્રિયાના અંતે સર્જાતી નપજો જેવી કે ATP અને NADPA પર.

પ્રશ્ન 47.
મેલ્વિન અને કેલ્વિને કોની પર પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયાનો અભ્યાસ કર્યો?
ઉત્તર:
સ્પાયરોગાયરા – લીલ પર

પ્રશ્ન 48.
C₃^– પથમાં CO₂ ના સ્થાપનથી સર્જાતી પ્રથમ સ્થાયી નીપજ કઈ?
ઉત્તર:
3 કાર્બન ધરાવતી ફોસ્ફોગ્લીસરીક ઍસિડ (PSA)

પ્રશ્ન 49.
C₄-પથમાં CO₂ ના સ્થાપનથી સર્જાતી પ્રથમ સ્થાયી નીપજ કઈ?
ઉત્તર:
4-કાર્બન ધરાવતી ઓક્ઝલો એસીટીક ઍસિડ (OAA)

પ્રશ્ન 50.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં CO₂, નું સ્થાપન કેટલા પ્રકારે થાય?
ઉત્તર:

C₃– પરિપથ
C₄ – પરિપથ
CAM – પરિપથ (કેસુલેશીયન ઍસિડ મેટાબોલીઝમ)

પ્રશ્ન 51.
C₃ -પથમાં CO₂ નો સૌપ્રથમ ગ્રાહી અણુ કયો છે?
ઉત્તર:
5–કાર્બન ધરાવતો RuBP (રિબ્યુલોઝ બાય ફોસ્ફટ)

પ્રશ્ન 52.
કેલ્વિનચક્રનું સ્થાન જણાવો.
ઉત્તર:
મધ્યપર્ણના કોષો

પ્રશ્ન 53.
ક્રેબ્સ ચક્રનું વર્ણન કેટલા તબક્કામાં રજૂ કરાય છે? કયા-કયા?
ઉત્તર:
ત્રણ તબક્કામાં

કાર્બોક્સિલેશન
રિડક્શન
પુનઃસર્જન

પ્રશ્ન 54.
કાર્બોક્સિલેશન તબક્કા માટે જવાબદાર ઉત્સુચક જણાવો.
ઉત્તર:
RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ ઑક્સિજનેઝ (અથવા) રૂબિસ્કો (Rubisco).

પ્રશ્ન 55.
CO₂ સ્થાપનનારિડક્શન તબક્કામાં CO₂ ના એક અણુના સ્થાપન માટે કેટલા ATP અને NADPHના અણુઓનો ઉપયોગ થાય છે?
ઉત્તર:
2 ATP અને 2 NADPH+H⁺ ના અણુઓ

પ્રશ્ન 56.
જ્યારે CO₂ નો એક અણુ કેલ્વિનચક્રમાં પ્રવેશે ત્યારે કેટલા ATP અને NADPHના અણુઓ જરૂરી છે?
ઉત્તર:
3 ATP ના અણુઓ અને 2 NADPH +H⁺ ના અણુઓ

પ્રશ્ન 57.
લૂકોઝના એક અણુના નિર્માણ માટે વપરાતા ATP અને NADPHના અણુઓ જણાવો.
ઉત્તર:
18 ATP ના અણુઓ અને 12 NADPH ના અણુઓ.

પ્રશ્ન 58.
કેલ્વિનચક્રમાં 6 RuBP ના અણુના પુનઃનિર્માણ માટે કેટલા PGALના અણુઓ જરૂરી છે?
ઉત્તર:
10PGAL ના અણુઓ.

પ્રશ્ન 59.
ઉષ્ણ કટીબંધમાં જોવા મળતી એકદળી વનસ્પતિઓ CO₂ ના સ્થાપનનો કયો પરિપથ દર્શાવે છે?
ઉત્તર:
C₄ પરિપથ

પ્રશ્ન 60.
C₄ વનસ્પતિમાં CO₂ ના સ્થાપનની પ્રથમ સ્થાયી નિપજ કઈ છે?
ઉત્તર:
C₄ કાર્બન ધરાવતું સંયોજન – ઓક્ઝલો એસિટીક ઍસિડ (OAA).

પ્રશ્ન 61.
C₄ – વનસ્પતિઓ CO₂ ના સ્થાપનનો મુખ્ય કયો પરિપથ દર્શાવે છે?
ઉત્તર:
C₃ પરિપથ (કેલ્વિનચક્ર)

પ્રશ્ન 62.
C₄ – પરિપથમાં CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા કયા કોષોમાં થાય છે?
ઉત્તર:

મધ્યપર્ણના કોષો અને
પુલકંચુકના કોષો

પ્રશ્ન 63.
સમજાવો ફ્રેન્ચ પેશીય રચના.
ઉત્તર:
C₄ વનસ્પતિના પણમાં વાહકપેશીઓ (વાપીપુલ)ની ફરતે પુલકંચુકના કોષો આવેલા હોય છે. પર્ણમાં જોવા મળતી આવી પેશી રચનાને કેન્ઝ પેશીરચના કહે છે.

પ્રશ્ન 64.
પુલકંચુકના કોષોની લાક્ષણિકતાઓ જણાવો.
ઉત્તર:

તેઓમાં હરિતકણોની સંખ્યા વધુ હોય છે.
તેઓની કોષદીવાલ જાડી અને વાસ્તવિનીમય માટે અપ્રવેશશીલ હોય છે.
તેઓની વચ્ચે આંતરકોષીય અવકાશનો અભાવ હોય છે.

પ્રશ્ન 65.
C₄ – પરિપથનું સંશોધન કયા વૈજ્ઞાનિકોએ કર્યું?
ઉત્તર:
હેચ અને બ્લેક

પ્રશ્ન 66.
C₄ – પરિપથમાં CO₂ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક અણુ કયો છે?
ઉત્તર:
3-કાર્બન ધરાવતો ફોસ્ફોઈનોલ પાયવેટ (PEP)

પ્રશ્ન 67.
C₄ – વનસ્પતિના પણના મધ્યપર્ણના કોષોમાં કયા ઉસેચકનો અભાવ હોય છે?
ઉત્તર:
રૂબિસ્કો (Rubisco).

પ્રશ્ન 68.
C₄ – પરિપથમાં OAA નું નિર્માણ કયા કોષોમાં થાય છે?
ઉત્તર:
પુલકંચુકના કોષો

પ્રશ્ન 69.
C₄ – પરિપથમાં ડિકાર્બોક્સિલેશનની ક્રિયા કયા કોષોમાં થાય છે?
ઉત્તર:
પુલકંચુકના કોષોમાં

પ્રશ્ન 70.
પુલકંચુકના કોષોમાં કયા ઉન્સેચકનો અભાવ હોય છે?
ઉત્તર:
ફોસ્ફોઈનોલ પાયવેટ કાર્બોક્સિલેઝ અથવા PEPase

પ્રશ્ન 71.
પુલકંચુકના કોષોમાંના હરિતકણ કેવી રચના ધરાવે છે?
ઉત્તર:
હરિતકણમાં થાયલેકૉઈડ તો આવેલા હોય છે પરંતુ તેઓ ગ્રેનામય રચના ધરાવતા નથી.

પ્રશ્ન 72.
વિશ્વમાં વિપુલ પ્રમાણમાં મળી આવતા ઉત્સુચક જણાવો.
ઉત્તર:
રૂબિકો (Rubisco)

પ્રશ્ન 73.
પ્રકાશશ્વસન કઈ વનસ્પતિમાં જોવા મળે છે ?
ઉત્તર:
C₃ – વનસ્પતિ

પ્રશ્ન 74.
પ્રકાશશ્વસન એટલે શું?
ઉત્તર:
જે શ્વસન હરિતકણમાં અને પ્રકાશની હાજરીમાં થાય તેને પ્રકાશ શ્વસન કહે છે.

પ્રશ્ન 75.
રૂબિસ્કોની વિશેષતા જણાવો.
ઉત્તર:
રૂબિસ્કો ઉત્સુચક વિશ્વમાં ખૂબ જ વિપુલ પ્રમાણમાં મળે છે અને તેની વિશિષ્ટતા એ છે કે તે સક્રિય સ્થાને CO₂, અને O₂, બંનેની સાથે સંયોજન બનાવી શકે છે. આથી તેને ઑક્સિજીનેઝ પણ કહે છે.

પ્રશ્ન 76.
પ્રકાશશ્વસનની સંભાવના ક્યારે વધુ હોય છે ?
ઉત્તર:
તીવ્ર પ્રકાશની હાજરીમાં જ્યારે વાતાવરણમાં CO₂ નું પ્રમાણ ઘટે અને CO₂ નું પ્રમાણ વધે ત્યારે.

પ્રશ્ન 77.
ન્યૂનતમ માત્રાના નિયમની અસર જણાવો.
ઉત્તર:
જયારે કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા પર એક કરતાં વધુ પરિબળો અસર કરતાં હોય ત્યારે પ્રક્રિયાનો દર જે ધટક તેની ન્યૂનતમ મૂલ્યની નજીકમાં હોય તેને અનુસરશે.

પ્રશ્ન 78.
ટૂંકમાં સમજાવો : ફોટો ઑક્સિડેશન
ઉત્તર:
પ્રકાશની ઝંચી તીવ્રતાએ હરિતદ્રવ્યનું ઑક્સિડેશન થાય છે અને તેનું વિઘટન થાય છે. આ ઘટનાને ફોટો ઑક્સિડેશન કહે છે.

પ્રશ્ન 79.
પ્રકાશનો દેશ્યવર્ણપટ કેટલા nm નો છે ?
ઉત્તર:
400 nnn થી 700 nm

પ્રશ્ન 80.
વાતાવરણમાં CO₂ નું સંકેન્દ્રણ 0.05 % સુધી પહોંચે ત્યારે CO₂ ના સ્થાપનના દર પર શી અસર થાય છે ?
ઉત્તર:
CO₂ ના સ્થાપનનો દરે વધે છે, પરંતુ લાંબા સમય માટે તેનાથી વધુ પ્રમાણ મોટું નુકશાન કરે છે.

પ્રશ્ન 81.
C₃ અને C₄ વનસ્પતિ પર તાપમાનની અસર જણાવો.
ઉત્તર:

C₃ વનસ્પતિમાં ધણા નીચા તાપમાને પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર મહત્તમ હોય છે.
C₄ વનસ્પતિમાં ઊંચા તાપમાને પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધુ હોય છે,

પ્રશ્ન 82.
C₃ અને C₄ વનસ્પતિઓ CO₂ ની કેટલી સાંદ્રતાએ સંતૃપ્તતા દર્શાવે છે
ઉત્તર:
C₃ વનસ્પતિઓ 350 μIL^-1 એ જયારે C₄ વનસ્પતિઓ 450 μ₁IL,sup>-1 થી વધુ સાંદ્રતાએ સંતૃપ્તતા દેશવિ છે.

પ્રશ્ન 83.
વનસ્પતિમાં પાણીનું પ્રમાણ ઘટતા પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઘટે છે. સમજાવો.
ઉત્તર:
વનસ્પતિમાં પાણીનું પ્રમાણ ઘટતા,,

વાયુરંધ્રો બંધ થાય છે, જેના કારણે પ્રાપ્ત CO₂ નું પ્રમાણ ઘટે.
જલતાણના કારણે પન્ન અંતવર્લન પામે છે જેનાથી પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે પ્રાપ્ય સપાટી ધટે છે. આથી, પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઘટે છે.

પ્રશ્ન 84.
વાતાવરણમાં હાલનું CO₂ નું પ્રમાણ કંઈ વનસ્પતિમાં સીમાંતક’ પરિબળ બની રહે છે ?
ઉત્તર:
C₃ વનસ્પતિઓ

પ્રશ્ન 85.
કંઈ વનસ્પતિઓને CO₂ થી ભરપૂર વાતાવરણમાં ઉછેરી તેમની ઉત્પાદકતામાં વધારો કરાય છે ?
ઉત્તર:
ટામેય અને સિમલા મરચા

પ્રશ્ન 86.
પ્રકાશસંશ્લેષણ પર અસર કરતાં બાહ્ય પરિબળો જણાવો.
ઉત્તર:
સૂર્યપ્રકાશની પ્રાપ્તિ, તાપમાન, CO₂ ની સાંદ્રતા અને પાણી.

ટૂંક જવાબી પ્રશ્નો (SQ)

પ્રશ્ન 1.
પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં જોસેફ પ્રિસ્ટલીનો ફાળો જણાવો.
ઉત્તર:
જૅસેફ પ્રિસ્ટલી (1733-1804) :
તેમણે 1770માં શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા અને દર્શાવ્યું કे લીલી વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિમાં હવાની એક આવશ્યક ભૂમિકા છે. પ્રિસ્ટલી એ 1774માં ઓક્સિજન (O₂) ની શોધ કરી હતી.
તેમણે નિરીક્ષણ ક્યું કે એક હવાચુસ્ત બેલજારમાં સળગતી મીણબતી ઓલવાઈ જાય છે એજ રીતે હવાચુસ્ત બંધ જગ્યામાં રાખેલ ઉંદરનો શ્વાસ ઝડપથી રંધધાઈ જાય છે.
આ અવલોક્નોના આધારે તેમણે એ નિર્ણય કર્યો કे સળગતી મીણબત્તી કોई પ્રાણી જે હવામાંથી શ્વાસ લે છે, તેઓ બંને કોઈક રીતે હવાને નુકશશાન પહોંચાડે એટલે તેઓ હવાની ઊણપ સર્જે છે.

તેમણે બેલજારમાં કુદીનાનો એક છોડ, ઉંદર અને સળગતી મીફબત્તી રાખી આ પ્રયોગ પુનઃ કર્યો. તો એમને બેલજારમાં ઉંદર જીવીત જોવા મળ્યો તેમજ મીણબત્તી પણ સતત સળगત્તીરહી.
આ પ્રયોગના આધારે પ્રિસ્ટલીએ પરિકલ્પના કરી ક, “પ્રાણીઓના શ્વસનથી અને સળગતી મીણબત્તી દ્વારા દૂર થયેલ હવાની પૂર્તિ વનસ્પતિ કરે છે.”

જૉન ઈન્જન હાઊસ (1730-1799) :

“તમ તેમો પ્રિસ્ટલી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાયેલ ઉપકરાનો ઉપયોગ કર્યો. પરંતુ તેમણે આ ઉપકરણા એકવાર અંધારાવાળી જગ્યામાં અને પછી એકવાર સૂર્યપ્રકાશમાં રાખ્યું હતું.
આ પ્રયોગ દ્વારા તેમણે દર્શાવ્યું કु વનસ્પતિઓની આ પ્રક્રિયામાં સૂર્યપ્રકાશ આવશ્યક છે અને સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા એ સળગતી મીણબબ્તી કે શ્વાસ લેવાવાળા પ્રાણીઓ દ્વારા ખરાબ થયેલ હવાને શુદ્ધ કરે છે.
આ ઉપરાંત, ઈન્જન હાઉસે જલીય વનસ્પતિઓ પર પ્રયોગો ક્ર્યા અને દર્શાવ્યું વધુ તીવ્રતાવાળા સૂર્યપ્રકાશમાં વનસ્પતિના લીલા ભાગોની આસપાસ નાના-નાના પરપોટા સર્જાય છે. જ્યારે અંધકારમાં રાખેલ વનસ્પતિમાં આમ થતું નથી. તેમણો શોધ્યું કे આ પરપોટા ઑક્સિજનના છે.
તેમણે દર્શાવ્યું વનસ્પતિના લીલા ભાગ જ O₂ મુક્ત કરે છે અને તે પણા પ્રકાશની હાજરીમાં.

ટી. ડબલ્યુ એન્જીલમેન (1843 – 1909) :

તેમણે પ્રિઝ્રમનો ઉપયોગ કરી પ્રકાશને તેના વર્ણપપટના ઘટકોમાં વિભાજીત કર્યો. તેમણે જારક બેક્ટેરિયાના માધ્યમ (દ્રાવણા)માં રાખેલ ગ્રીન આલ્ગી (લીલી લીલ) ક્લેડોફોરા પર આ પ્રકાશનો વર્ણપપટ પ્રકાશીત કર્યો.
આ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ ક્યા સ્થાનેથી O₂ મુક્ત થાય છે તે જાझવા માટે કર્યો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું બેક્ટેરીયા મુખ્યત્વે વિભાજીત વર્ણપટટના વાદળી અને લાલ રંગના પ્રકાશના વિસ્તારોમાં એકત્રિત થયા હતા.
આ રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણા પર સૌપ્રથમ વાર “સક્કિય વર્ણપપટ” (Action Specturm)નुં વર્ણનન કરવામાં આવેલું હતું. તે મોટે ભાગે ક્લોરોફિ-a તેમજ ક્લોરોફિ-bના શોષણ વર્ણપપટ સાથે લગભગ સમાનતા ધરાવે છે.

19મી સદીના મધ્ય સુધી વનસ્પતિમાં પ્રકાશસંલ્લેષણા વિશે બધી જ મુખ્ય વિશિષ્ટતાઓ अंगેની જાણકારી પ્રાપ્ત થઈ ગઈ હતી જેવી કे,

વનસ્પતિઓ પ્રકાશ ઊર્રાનો ઉપયોગ કરીને CO₂ અને પાણીમાંથી કાર્બોદિતો બનાવે છે અને વાતાવરમમાં O₂ મુક્ત કરે છે.
O₂ મુક્ત કરતા સજીવોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની સમગ્ર પ્રક્રિયાની સમજૂતી આપેલ સમીકરણ द्वार સમજાવી શકાય.

આ પ્રક્રિયામાં [CH₂O] – કાર્બોદિત 6 કાર્બન ધરાવતી શર્કરા લૂકોઝ દર્શાવે છે ,

કરર્નેલિયસ વાન નીલ (1897 – 1985) :

તેઓ સૂક્ષ્મજીવ વેજ્ઞાનિક (Micro Biologist) હતા.
પ્રકાશ પર આધારિત પ્રતિક્રિયા છે. આ ક્રિયામાં ઓક્સિડાઈઝેબલ સંયોજનમાંથી પ્રાપ્ત થતો હાઈડ્રોજન કાર્બન ડાયોક્સાઈડનું રિડક્શન કરીને કાર્બોદિતનું નિર્માણા કરે છે.

લીલી વનસ્પતિઓમાં H₂O એ હાઈડ્રોજન ઘાતા છે અને ઓક્સિડેશન પામીને O₂ માં ફેરવાય છે.
કેટલાક સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન O₂ મુક્ત કરતા નથી.
ઉદા. જાંબલી તેમજ સલ્ફર બેક્ટેરિયા.
તેઓમાં H₂S હાઈડ્રોજન દાતા તરીક વર્તે છે. આ સજીવો ઓક્સિડેશનની નીપજ O₂ ન સ્થાને સલ્ફર અથવા સલ્ફેટ હોય છે.
આ ઉપરથી તેમણે દર્શાવ્યું લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા O₂, H₂O માંથી મુક્ત થાય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાંથી નહી.
આ બાબત પાછળથી રેડિયો સમસ્થાનિક્ક પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા સાબિત થઈ.
સંપૂર્ણ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દર્શાવતું સાયું સમીકરણા :

રૂબેન અને કામેન :

તેમણે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં (રેડિયો એક્ટિવ) ¹⁸O નો ઉપયોગ કર્યો. (સામાન્ય ¹⁶O)
તેમણો ¹⁸O નો ઉપયોગ કરી પાણી બનાવ્યું, તેમાં ક્લોરેલાને તરતી રાખી.
તેમણો માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરની મદદથી ઓક્સિજનના ઉદ્રભવી ચકાસણી કરી જે ¹⁸O સમસ્થાનિક ધરાવતો હતો.
આમ તેમણે દર્શાવ્યું કे પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં ઉદ્ભભવતો O₂ પાણીમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
6CO₂+12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O+6¹⁸O₂

પ્રશ્ન 2.
પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં જુલિયન વૉન સેચનો ફાળો જણાવો.
ઉત્તર:
જૅસેફ પ્રિસ્ટલી (1733-1804) :

તેમણે 1770માં શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા અને દર્શાવ્યું કे લીલી વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિમાં હવાની એક આવશ્યક ભૂમિકા છે.
પ્રિસ્ટલી એ 1774માં ઓક્સિજન (O₂) ની શોધ કરી હતી.
તેમણે નિરીક્ષણ ક્યું કે એક હવાચુસ્ત બેલજારમાં સળગતી મીણબતી ઓલવાઈ જાય છે એજ રીતે હવાચુસ્ત બંધ જગ્યામાં રાખેલ ઉંદરનો શ્વાસ ઝડપથી રંધધાઈ જાય છે.
આ અવલોક્નોના આધારે તેમણે એ નિર્ણય કર્યો કे સળગતી મીણબત્તી કોई પ્રાણી જે હવામાંથી શ્વાસ લે છે, તેઓ બંને કોઈક રીતે હવાને નુકશશાન પહોંચાડે એટલે તેઓ હવાની ઊણપ સર્જે છે.

તેમણે બેલજારમાં કુદીનાનો એક છોડ, ઉંદર અને સળગતી મીફબત્તી રાખી આ પ્રયોગ પુનઃ કર્યો. તો એમને બેલજારમાં ઉંદર જીવીત જોવા મળ્યો તેમજ મીણબત્તી પણ સતત સળगત્તીરહી.
આ પ્રયોગના આધારે પ્રિસ્ટલીએ પરિકલ્પના કરી ક, “પ્રાણીઓના શ્વસનથી અને સળગતી મીણબત્તી દ્વારા દૂર થયેલ હવાની પૂર્તિ વનસ્પતિ કરે છે.”

જૉન ઈન્જન હાઊસ (1730-1799) :

“તમ તેમો પ્રિસ્ટલી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાયેલ ઉપકરાનો ઉપયોગ કર્યો. પરંતુ તેમણે આ ઉપકરણા એકવાર અંધારાવાળી જગ્યામાં અને પછી એકવાર સૂર્યપ્રકાશમાં રાખ્યું હતું.
આ પ્રયોગ દ્વારા તેમણે દર્શાવ્યું કु વનસ્પતિઓની આ પ્રક્રિયામાં સૂર્યપ્રકાશ આવશ્યક છે અને સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા એ સળગતી મીણબબ્તી કે શ્વાસ લેવાવાળા પ્રાણીઓ દ્વારા ખરાબ થયેલ હવાને શુદ્ધ કરે છે.
આ ઉપરાંત, ઈન્જન હાઉસે જલીય વનસ્પતિઓ પર પ્રયોગો ક્ર્યા અને દર્શાવ્યું વધુ તીવ્રતાવાળા સૂર્યપ્રકાશમાં વનસ્પતિના લીલા ભાગોની આસપાસ નાના-નાના પરપોટા સર્જાય છે. જ્યારે અંધકારમાં રાખેલ વનસ્પતિમાં આમ થતું નથી. તેમણો શોધ્યું કे આ પરપોટા ઑક્સિજનના છે.
તેમણે દર્શાવ્યું વનસ્પતિના લીલા ભાગ જ O₂ મુક્ત કરે છે અને તે પણા પ્રકાશની હાજરીમાં.

ટી. ડબલ્યુ એન્જીલમેન (1843 – 1909) :

તેમણે પ્રિઝ્રમનો ઉપયોગ કરી પ્રકાશને તેના વર્ણપપટના ઘટકોમાં વિભાજીત કર્યો. તેમણે જારક બેક્ટેરિયાના માધ્યમ (દ્રાવણા)માં રાખેલ ગ્રીન આલ્ગી (લીલી લીલ) ક્લેડોફોરા પર આ પ્રકાશનો વર્ણપપટ પ્રકાશીત કર્યો.
આ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ ક્યા સ્થાનેથી O₂ મુક્ત થાય છે તે જાझવા માટે કર્યો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું બેક્ટેરીયા મુખ્યત્વે વિભાજીત વર્ણપટટના વાદળી અને લાલ રંગના પ્રકાશના વિસ્તારોમાં એકત્રિત થયા હતા.
આ રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણા પર સૌપ્રથમ વાર “સક્કિય વર્ણપપટ” (Action Specturm)નुં વર્ણનન કરવામાં આવેલું હતું. તે મોટે ભાગે ક્લોરોફિ-a તેમજ ક્લોરોફિ-bના શોષણ વર્ણપપટ સાથે લગભગ સમાનતા ધરાવે છે.

વનસ્પતિઓ પ્રકાશ ઊર્રાનો ઉપયોગ કરીને CO₂ અને પાણીમાંથી કાર્બોદિતો બનાવે છે અને વાતાવરમમાં O₂ મુક્ત કરે છે.
O₂ મુક્ત કરતા સજીવોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની સમગ્ર પ્રક્રિયાની સમજૂતી આપેલ સમીકરણ द्वार સમજાવી શકાય.

આ પ્રક્રિયામાં [CH₂O] – કાર્બોદિત 6 કાર્બન ધરાવતી શર્કરા લૂકોઝ દર્શાવે છે ,

કરર્નેલિયસ વાન નીલ (1897 – 1985) :

તેઓ સૂક્ષ્મજીવ વેજ્ઞાનિક (Micro Biologist) હતા.
પ્રકાશ પર આધારિત પ્રતિક્રિયા છે. આ ક્રિયામાં ઓક્સિડાઈઝેબલ સંયોજનમાંથી પ્રાપ્ત થતો હાઈડ્રોજન કાર્બન ડાયોક્સાઈડનું રિડક્શન કરીને કાર્બોદિતનું નિર્માણા કરે છે.

લીલી વનસ્પતિઓમાં H₂O એ હાઈડ્રોજન ઘાતા છે અને ઓક્સિડેશન પામીને O₂ માં ફેરવાય છે.
કેટલાક સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન O₂ મુક્ત કરતા નથી.
ઉદા. જાંબલી તેમજ સલ્ફર બેક્ટેરિયા.
તેઓમાં H₂S હાઈડ્રોજન દાતા તરીક વર્તે છે. આ સજીવો ઓક્સિડેશનની નીપજ O₂ ન સ્થાને સલ્ફર અથવા સલ્ફેટ હોય છે.
આ ઉપરથી તેમણે દર્શાવ્યું લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા O₂, H₂O માંથી મુક્ત થાય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાંથી નહી.
આ બાબત પાછળથી રેડિયો સમસ્થાનિક્ક પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા સાબિત થઈ.
સંપૂર્ણ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દર્શાવતું સાયું સમીકરણા :

રૂબેન અને કામેન :

તેમણે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં (રેડિયો એક્ટિવ) ¹⁸O નો ઉપયોગ કર્યો. (સામાન્ય ¹⁶O)
તેમણો ¹⁸O નો ઉપયોગ કરી પાણી બનાવ્યું, તેમાં ક્લોરેલાને તરતી રાખી.
તેમણો માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરની મદદથી ઓક્સિજનના ઉદ્રભવી ચકાસણી કરી જે ¹⁸O સમસ્થાનિક ધરાવતો હતો.
આમ તેમણે દર્શાવ્યું કे પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં ઉદ્ભભવતો O₂ પાણીમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
6CO₂+12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O+6¹⁸O₂

પ્રશ્ન 3.
પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયાના અભ્યાસ માટે જલીય વનસ્પતિ પર પ્રયોગ કરનાર વૈજ્ઞાનિક જણાવી તેનો ફાળો આપો.
ઉત્તર:
જૉન ઈન્જન હાઉસ વૈજ્ઞાનિકે જલીય વનસ્પતિ પર પ્રયોગો કર્યા.

પ્રશ્ન 4.
પ્રકાશ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાના અભ્યાસ માટે ટી. ડબલ્યુ એજીસમેનનો પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં ફાળો જણાવો.
ઉત્તર:
જૅસેફ પ્રિસ્ટલી (1733-1804) :

તેમણે 1770માં શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા અને દર્શાવ્યું કे લીલી વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિમાં હવાની એક આવશ્યક ભૂમિકા છે. પ્રિસ્ટલી એ 1774માં ઓક્સિજન (O₂) ની શોધ કરી હતી.
તેમણે નિરીક્ષણ ક્યું કે એક હવાચુસ્ત બેલજારમાં સળગતી મીણબતી ઓલવાઈ જાય છે એજ રીતે હવાચુસ્ત બંધ જગ્યામાં રાખેલ ઉંદરનો શ્વાસ ઝડપથી રંધધાઈ જાય છે.
આ અવલોક્નોના આધારે તેમણે એ નિર્ણય કર્યો કे સળગતી મીણબત્તી કોई પ્રાણી જે હવામાંથી શ્વાસ લે છે, તેઓ બંને કોઈક રીતે હવાને નુકશશાન પહોંચાડે એટલે તેઓ હવાની ઊણપ સર્જે છે.

તેમણે બેલજારમાં કુદીનાનો એક છોડ, ઉંદર અને સળગતી મીફબત્તી રાખી આ પ્રયોગ પુનઃ કર્યો. તો એમને બેલજારમાં ઉંદર જીવીત જોવા મળ્યો તેમજ મીણબત્તી પણ સતત સળगત્તીરહી.
આ પ્રયોગના આધારે પ્રિસ્ટલીએ પરિકલ્પના કરી ક, “પ્રાણીઓના શ્વસનથી અને સળગતી મીણબત્તી દ્વારા દૂર થયેલ હવાની પૂર્તિ વનસ્પતિ કરે છે.”

જૉન ઈન્જન હાઊસ (1730-1799) :

“તમ તેમો પ્રિસ્ટલી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાયેલ ઉપકરાનો ઉપયોગ કર્યો. પરંતુ તેમણે આ ઉપકરણા એકવાર અંધારાવાળી જગ્યામાં અને પછી એકવાર સૂર્યપ્રકાશમાં રાખ્યું હતું.
આ પ્રયોગ દ્વારા તેમણે દર્શાવ્યું કु વનસ્પતિઓની આ પ્રક્રિયામાં સૂર્યપ્રકાશ આવશ્યક છે અને સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા એ સળગતી મીણબબ્તી કે શ્વાસ લેવાવાળા પ્રાણીઓ દ્વારા ખરાબ થયેલ હવાને શુદ્ધ કરે છે.
આ ઉપરાંત, ઈન્જન હાઉસે જલીય વનસ્પતિઓ પર પ્રયોગો ક્ર્યા અને દર્શાવ્યું વધુ તીવ્રતાવાળા સૂર્યપ્રકાશમાં વનસ્પતિના લીલા ભાગોની આસપાસ નાના-નાના પરપોટા સર્જાય છે. જ્યારે અંધકારમાં રાખેલ વનસ્પતિમાં આમ થતું નથી. તેમણો શોધ્યું કे આ પરપોટા ઑક્સિજનના છે.
તેમણે દર્શાવ્યું વનસ્પતિના લીલા ભાગ જ O₂ મુક્ત કરે છે અને તે પણા પ્રકાશની હાજરીમાં.

ટી. ડબલ્યુ એન્જીલમેન (1843 – 1909) :

તેમણે પ્રિઝ્રમનો ઉપયોગ કરી પ્રકાશને તેના વર્ણપપટના ઘટકોમાં વિભાજીત કર્યો. તેમણે જારક બેક્ટેરિયાના માધ્યમ (દ્રાવણા)માં રાખેલ ગ્રીન આલ્ગી (લીલી લીલ) ક્લેડોફોરા પર આ પ્રકાશનો વર્ણપપટ પ્રકાશીત કર્યો.
આ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ ક્યા સ્થાનેથી O₂ મુક્ત થાય છે તે જાझવા માટે કર્યો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું બેક્ટેરીયા મુખ્યત્વે વિભાજીત વર્ણપટટના વાદળી અને લાલ રંગના પ્રકાશના વિસ્તારોમાં એકત્રિત થયા હતા.
આ રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણા પર સૌપ્રથમ વાર “સક્કિય વર્ણપપટ” (Action Specturm)નुં વર્ણનન કરવામાં આવેલું હતું. તે મોટે ભાગે ક્લોરોફિ-a તેમજ ક્લોરોફિ-bના શોષણ વર્ણપપટ સાથે લગભગ સમાનતા ધરાવે છે.

વનસ્પતિઓ પ્રકાશ ઊર્રાનો ઉપયોગ કરીને CO₂ અને પાણીમાંથી કાર્બોદિતો બનાવે છે અને વાતાવરમમાં O₂ મુક્ત કરે છે.
O₂ મુક્ત કરતા સજીવોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની સમગ્ર પ્રક્રિયાની સમજૂતી આપેલ સમીકરણ द्वार સમજાવી શકાય.

આ પ્રક્રિયામાં [CH₂O] – કાર્બોદિત 6 કાર્બન ધરાવતી શર્કરા લૂકોઝ દર્શાવે છે ,

કરર્નેલિયસ વાન નીલ (1897 – 1985) :

તેઓ સૂક્ષ્મજીવ વેજ્ઞાનિક (Micro Biologist) હતા.
પ્રકાશ પર આધારિત પ્રતિક્રિયા છે.
આ ક્રિયામાં ઓક્સિડાઈઝેબલ સંયોજનમાંથી પ્રાપ્ત થતો હાઈડ્રોજન કાર્બન ડાયોક્સાઈડનું રિડક્શન કરીને કાર્બોદિતનું નિર્માણા કરે છે.

લીલી વનસ્પતિઓમાં H₂O એ હાઈડ્રોજન ઘાતા છે અને ઓક્સિડેશન પામીને O₂ માં ફેરવાય છે.
કેટલાક સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન O₂ મુક્ત કરતા નથી.
ઉદા. જાંબલી તેમજ સલ્ફર બેક્ટેરિયા.
તેઓમાં H₂S હાઈડ્રોજન દાતા તરીક વર્તે છે.
આ સજીવો ઓક્સિડેશનની નીપજ O₂ ન સ્થાને સલ્ફર અથવા સલ્ફેટ હોય છે.
આ ઉપરથી તેમણે દર્શાવ્યું લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા O₂, H₂O માંથી મુક્ત થાય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાંથી નહી.
આ બાબત પાછળથી રેડિયો સમસ્થાનિક્ક પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા સાબિત થઈ.
સંપૂર્ણ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દર્શાવતું સાયું સમીકરણા :

રૂબેન અને કામેન :

તેમણે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં (રેડિયો એક્ટિવ) ¹⁸O નો ઉપયોગ કર્યો. (સામાન્ય ¹⁶O)
તેમણો ¹⁸O નો ઉપયોગ કરી પાણી બનાવ્યું, તેમાં ક્લોરેલાને તરતી રાખી.
તેમણો માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરની મદદથી ઓક્સિજનના ઉદ્રભવી ચકાસણી કરી જે ¹⁸O સમસ્થાનિક ધરાવતો હતો.
આમ તેમણે દર્શાવ્યું કे પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં ઉદ્ભભવતો O₂ પાણીમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
6CO₂+12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O+6¹⁸O₂

પ્રશ્ન 5.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં કોનલિયસ વાન નીલનો ફાળો જણાવો.
ઉત્તર:
જૅસેફ પ્રિસ્ટલી (1733-1804) :

તેમણે 1770માં શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો કર્યા અને દર્શાવ્યું કे લીલી વનસ્પતિઓની વૃદ્ધિમાં હવાની એક આવશ્યક ભૂમિકા છે. પ્રિસ્ટલી એ 1774માં ઓક્સિજન (O₂) ની શોધ કરી હતી.
તેમણે નિરીક્ષણ ક્યું કે એક હવાચુસ્ત બેલજારમાં સળગતી મીણબતી ઓલવાઈ જાય છે એજ રીતે હવાચુસ્ત બંધ જગ્યામાં રાખેલ ઉંદરનો શ્વાસ ઝડપથી રંધધાઈ જાય છે.
આ અવલોક્નોના આધારે તેમણે એ નિર્ણય કર્યો કे સળગતી મીણબત્તી કોई પ્રાણી જે હવામાંથી શ્વાસ લે છે, તેઓ બંને કોઈક રીતે હવાને નુકશશાન પહોંચાડે એટલે તેઓ હવાની ઊણપ સર્જે છે.

તેમણે બેલજારમાં કુદીનાનો એક છોડ, ઉંદર અને સળગતી મીફબત્તી રાખી આ પ્રયોગ પુનઃ કર્યો. તો એમને બેલજારમાં ઉંદર જીવીત જોવા મળ્યો તેમજ મીણબત્તી પણ સતત સળगત્તીરહી.
આ પ્રયોગના આધારે પ્રિસ્ટલીએ પરિકલ્પના કરી ક, “પ્રાણીઓના શ્વસનથી અને સળગતી મીણબત્તી દ્વારા દૂર થયેલ હવાની પૂર્તિ વનસ્પતિ કરે છે.”

જૉન ઈન્જન હાઊસ (1730-1799) :

તમ તેમો પ્રિસ્ટલી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાયેલ ઉપકરાનો ઉપયોગ કર્યો. પરંતુ તેમણે આ ઉપકરણા એકવાર અંધારાવાળી જગ્યામાં અને પછી એકવાર સૂર્યપ્રકાશમાં રાખ્યું હતું.
આ પ્રયોગ દ્વારા તેમણે દર્શાવ્યું કु વનસ્પતિઓની આ પ્રક્રિયામાં સૂર્યપ્રકાશ આવશ્યક છે અને સૂર્યપ્રકાશની હાજરીમાં થતી પ્રક્રિયા એ સળગતી મીણબબ્તી કે શ્વાસ લેવાવાળા પ્રાણીઓ દ્વારા ખરાબ થયેલ હવાને શુદ્ધ કરે છે.
આ ઉપરાંત, ઈન્જન હાઉસે જલીય વનસ્પતિઓ પર પ્રયોગો ક્ર્યા અને દર્શાવ્યું વધુ તીવ્રતાવાળા સૂર્યપ્રકાશમાં વનસ્પતિના લીલા ભાગોની આસપાસ નાના-નાના પરપોટા સર્જાય છે. જ્યારે અંધકારમાં રાખેલ વનસ્પતિમાં આમ થતું નથી. તેમણો શોધ્યું કे આ પરપોટા ઑક્સિજનના છે.
તેમણે દર્શાવ્યું વનસ્પતિના લીલા ભાગ જ O₂ મુક્ત કરે છે અને તે પણા પ્રકાશની હાજરીમાં.

ટી. ડબલ્યુ એન્જીલમેન (1843 – 1909) :

તેમણે પ્રિઝ્રમનો ઉપયોગ કરી પ્રકાશને તેના વર્ણપપટના ઘટકોમાં વિભાજીત કર્યો. તેમણે જારક બેક્ટેરિયાના માધ્યમ (દ્રાવણા)માં રાખેલ ગ્રીન આલ્ગી (લીલી લીલ) ક્લેડોફોરા પર આ પ્રકાશનો વર્ણપપટ પ્રકાશીત કર્યો.
આ બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ ક્યા સ્થાનેથી O₂ મુક્ત થાય છે તે જાझવા માટે કર્યો હતો. તેમને જાણવા મળ્યું બેક્ટેરીયા મુખ્યત્વે વિભાજીત વર્ણપટટના વાદળી અને લાલ રંગના પ્રકાશના વિસ્તારોમાં એકત્રિત થયા હતા.
આ રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણા પર સૌપ્રથમ વાર “સક્કિય વર્ણપપટ” (Action Specturm)નुં વર્ણનન કરવામાં આવેલું હતું. તે મોટે ભાગે ક્લોરોફિ-a તેમજ ક્લોરોફિ-bના શોષણ વર્ણપપટ સાથે લગભગ સમાનતા ધરાવે છે.

વનસ્પતિઓ પ્રકાશ ઊર્રાનો ઉપયોગ કરીને CO₂ અને પાણીમાંથી કાર્બોદિતો બનાવે છે અને વાતાવરમમાં O₂ મુક્ત કરે છે.
O₂ મુક્ત કરતા સજીવોમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની સમગ્ર પ્રક્રિયાની સમજૂતી આપેલ સમીકરણ द्वार સમજાવી શકાય.

આ પ્રક્રિયામાં [CH₂O] – કાર્બોદિત 6 કાર્બન ધરાવતી શર્કરા લૂકોઝ દર્શાવે છે ,

કરર્નેલિયસ વાન નીલ (1897 – 1985) :
તેઓ સૂક્ષ્મજીવ વેજ્ઞાનિક (Micro Biologist) હતા.
પ્રકાશ પર આધારિત પ્રતિક્રિયા છે. આ ક્રિયામાં ઓક્સિડાઈઝેબલ સંયોજનમાંથી પ્રાપ્ત થતો હાઈડ્રોજન કાર્બન ડાયોક્સાઈડનું રિડક્શન કરીને કાર્બોદિતનું નિર્માણા કરે છે.

લીલી વનસ્પતિઓમાં H₂O એ હાઈડ્રોજન ઘાતા છે અને ઓક્સિડેશન પામીને O₂ માં ફેરવાય છે.
કેટલાક સજીવો પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન O₂ મુક્ત કરતા નથી.
ઉદા. જાંબલી તેમજ સલ્ફર બેક્ટેરિયા.
તેઓમાં H₂S હાઈડ્રોજન દાતા તરીક વર્તે છે. આ સજીવો ઓક્સિડેશનની નીપજ O₂ ન સ્થાને સલ્ફર અથવા સલ્ફેટ હોય છે.
આ ઉપરથી તેમણે દર્શાવ્યું લીલી વનસ્પતિઓ દ્વારા O₂, H₂O માંથી મુક્ત થાય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાંથી નહી.
આ બાબત પાછળથી રેડિયો સમસ્થાનિક્ક પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા સાબિત થઈ.
સંપૂર્ણ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દર્શાવતું સાયું સમીકરણા :

રૂબેન અને કામેન :

તેમણે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં (રેડિયો એક્ટિવ) ¹⁸O નો ઉપયોગ કર્યો. (સામાન્ય ¹⁶O)
તેમણો ¹⁸O નો ઉપયોગ કરી પાણી બનાવ્યું, તેમાં ક્લોરેલાને તરતી રાખી.
તેમણો માસ સ્પેક્ટ્રોમીટરની મદદથી ઓક્સિજનના ઉદ્રભવી ચકાસણી કરી જે ¹⁸O સમસ્થાનિક ધરાવતો હતો.
આમ તેમણે દર્શાવ્યું કे પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં ઉદ્ભભવતો O₂ પાણીમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
6CO₂+12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O+6¹⁸O₂

પ્રશ્ન 6.
તફાવત આપો : પ્રકાશ-પ્રક્રિયા અને અંધકાર પ્રક્રિયા (જૈવ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા)
ઉત્તર:
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા વનસ્પતિનાં લીલા અંગોમાં જ થાય છે તેમાં મુખ્ય છે – પર્ણો.
પર્ણમાં પણ તેના મધ્યપર્ણમાં રહેલી હરીતકાણોતક પેશીમાં આ ક્રિયા થાય છે. આ પેશીના કોષઓમાં હરીતકાણ નામની અંગિકાઓ આવેલી છે, જ્યાં આ પ્રક્રિયા થાય છે.
સામાન્ય રીતે મધ્યપર્ણનના કોષોની કોષદીવાલ નજીક હકીતકણો શ્રેણીબદ્ધ ગોઠવાયેલ હોય છે. જેથી તેઓ ઈષ્તતમ માત્રામાં આપાત થતા પ્રકાશને મેળવી શકે છે.

પ્રશ્ન 7.
પર્ણમાં કેટલા પ્રકારના રંજકદ્રવ્યો જોવા મળે છે? ટૂંકમાં સમજાવો.
ઉત્તર:
પર્ણમાં મુખ્ય 4 પ્રકારના રંજકદ્રવ્યો જોવા મળે –

ક્લોરોફિલ-a : તેઓ ચળકતો કે વાદળી પડતો લીલો રંગ ધરાવે
ક્લોકોફિલ-b : તેઓ પીળાશ પડતો લીલો રંગ ધરાવે.
ઝેન્થોફિલ : તેઓ પીળો રંગ ધરાવે.
કેરોટીનોઈડ્રેસ : તેઓ પીળાશ પડતો નારંગી રંગ ધરાવે.

પ્રશ્ન 8.
ટૂંકનોંધ લખો : સહાયક રંજકદ્રવ્યો
ઉત્તર:

પર્ણમાં કેટલા કેટલા રંજકદ્રવ્યો આવેલા છે તે કોમેટોગ્રાફી અલગીકરણા (પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી) દ્વારા જાણી શકાય છે.
પર્ણોમાં આવેલ રંજકદ્રવ્યોનું ક્રોમેટોગ્રાફીક અલગીકરણ દર્શાવે છે કे પર્ણોનો રંગ કોર એક રંજકદ્રવ્યના કારણે નહિ, પરંતુ
ચાર પ્રકારના રંજક્ર્રવ્યોના કારણો છે.

रજકद्रव्योनुं મહत्त्व :
રંજકદ્રવ્યો એવા પદાર્થો છે કે જેઓ પ્રકાશની ચોક્રસસ તરંગલંબાઈઓનું શોષણ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.
પ્રકાશનો દેશ્યવર્ણપપટ જાનીવાલીપીનાલા (VIBGYOR) જુદા-જુદા રંગ જુદી-જુદી તરંગલંબાઈ ધરાવે છે.
શોષક વર્ણપપટની તરંગલંબાઈ → દૃશ્યવર્ણપપટ જેટલી જ (390 થી. 700 nm) જેટલી છે. જેને પ્રકાશસંલ્લેષણીય સક્રિય રેડીએશન (Photosynthetic Active Radiation – PAR) કહે છે.
ક્લોરોફિ-a વાદળી અને લાલ રંગના કિરણોનું શોષણા કરે છે. (430-662 nm)
ક્લોરોફિલ-b વાદળી અને લાલ રંગના દિરણોનું શોષણ કરે છે. (455-664 nm)
આ ગ્રાફ ક્લોરોફિલ-a, b અને કેરોટીનોઈડ્સ દ્વારા શોષાતો વર્ણપપટ્ટ દર્શાવે છે.

આા ગ્રાફ કઈ તરંગલંબાઈએ પ્રકાશ-સંશ્લેષણનો દર વધ્યુ હોય છે તે દર્શાવે છે.

આા જ્રાફ ક્લોરોફલ-a દ્વારા શોષાતો વર્ણ પટ અને પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર બતાવે છે.
આ ગ્રાફ દર્શાવે છે કે દેશ્ય વર્ણપટના વાદળી અને લાલ રંગમાં પ્રકાશસંથ્લેષણનો દર વધ્યુ હોય છે અને થોરું ઘણું પ્રકાશસંશ્લેષણ દશ્ય વર્ણપપટની અન્ય તરંગલંબાઈઓમાં થાય છે.

સહાયક રંજક્દ્રવ્યો :

“ક્લોરોફિલ-a : પ્રકાશનું શોષણ કરનાર મુખ્ય રંજકદ્રવ્ય છે.
” ક્લોરોફિ-b, ઝેન્થોફિ અને કેરોટીનોઈડ : થાયલેકોઈડમાં આવેલા અન્ય રંજકદ્રવ્યો છે. તેઓ પણા પ્રકાશનું શોષણ કરે છે
અને શોષણ પામેલ ઊર્જાને ક્લોરોફિલ-ત તરફ સ્થાનાંતરિત કરે છે. તેઓને સહાયક રંજકદ્રવ્યો કહે છે.
સહાયક રંજકદ્રવ્યો પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે અંદર પ્રવેશ પામતા પ્રકાશની ઉપયોગી તરંગલંબાઈના વિસ્તારોને વધારતા નથી
પરંતુ તેઓ ક્લોરોફિલ- ને ફોટો ઓક્સિડેશન (ક્લોરોફિલના વિઘટન)થી બચાવે છે.

પ્રશ્ન 9.
પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં કઈ 4-પ્રક્રિયાઓ સંકળાયેલી છે ?
ઉત્તર:

પ્રકાશનું શોષણ
પાણીનું વિભાજન
O₂ નો ઉદ્ભવ
ઉચ્ચ ઊર્જા મૂલ્ય ધરાવતા મધ્યસ્થિઓ જેવા કે ATP અને NADPH નું નિર્માણ

પ્રશ્ન 10.
તફાવત આપો : PS-I અને PS-II
ઉત્તર:
બે પ્રકારના અણુઓ એક જ દિશામાં

PS-I	PS-II
તેના પ્રક્રિયાકેન્દ્રમાં રહેલ ક્લોરોફિલ-a 700 nm તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું શોષણ કરે તેથી તેને P700 પણ કહે છે.	તેના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાં રહેલ ક્લોરોફિલ-aના અણુ 680 am તરંગલંબાઈ ધરાવતા પ્રકાશનું શોષણ કરે તેથી તેને P680 પણ કહે છે.
તે ચક્રીય અને અચક્રીય ફોટોફોસ્ફો- રાયલેશનની ક્રિયામાં ભાગ લે છે.	તે માત્ર અચક્રીય ફોટો ફોસ્ફોરાયલેશનની ક્રિયામાં ભાગ લે છે.
તે પોતાના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાંથી મુક્ત થતા કે PS-IIના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાંથી મુક્ત થઈ ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્રમાં પસાર થયેલ ઈલેક્ટ્રોન મેળવે છે.	તે પાણીના વિઘટનથી મુક્ત થતા ઈલેક્ટ્રોન મેળવે છે.

પ્રશ્ન 11.
ઈલેક્ટ્રોન પરિવહનની Z- સ્કીમ ટૂંકમાં વર્ણવો.
ઉત્તર:
Z-સ્કીમ PS-II થી શરૂ થાય એટલે કે ઈલેક્ટ્રોન PS-II માંથી સર્જાય. ત્યાંથી તે ગ્રાહી એકમ તરફ ઊર્ધ્વવહન પામે, ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દ્વારા ઈલેક્ટ્રોન PS-I તરફ અધોગમન પામે.

PS-I ના ક્લોરોફિલ–a ના અણુમાં ઈલેક્ટ્રોનનું ઉતેજન થાય, આ ઈલેક્ટ્રોન અન્ય ગ્રાહી એકમોમાં સ્થળાંતરણ પામે અને છેવટે NADP+તરફ અધોગમન પામે છે.
જેના કારણે NADPH+નું રિડક્શન થઈ NADPH + H⁺ નિર્માણ થાય છે.
આ બધી જ ક્રિયા Z-આકારની હોય છે તેથી તેને Z-સ્કીમ કહે છે.

પ્રશ્ન 12.
તફાવત આપો : ચક્રિય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન અને અચક્રીય ફોટો ફોસ્ફોરાયલેશન
ઉત્તર:

ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન	અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન
માત્ર PS-1 ભાગ લે છે.	તેમાં PSI અને PS-II બંને ભાગ લે છે.
PS-I ના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાંથી મુક્ત થતા e^– વિવિધ ઈલેક્ટ્રોન વાહકોમાંથી પસાર થઈ PS- I માં પાછા ફરે છે.	PS-II ના પ્રક્રિયા કેન્દ્રમાંથી મુક્ત થતા e^– ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન માર્ગમાંથી પસાર થઈ PS-II માં પાછા ફરતા નથી પરંતુ PS-I ને પ્રાપ્ત થાય છે.
પાણીનું વિભાજન થતું નથી.	પાણીનું વિભાજન થાય છે અને O₂ મુક્ત થાય છે.
આ પ્રકારના ઈલેક્ટ્રોન પ્રવાહ દરમિયાન ATP નું નિર્માણ થાય છે.	આ પ્રકારના ઈલેક્ટ્રોન પ્રવાહ દરમિયાન ATP અને NADPH+H⁺ બંનેનું નિર્માણ થાય છે.
ઈલેક્ટ્રોનનું પરિવહન સ્ટ્રોમાલમિલી (આંતર ગ્રેનમ પટલ)માં થાય છે.	ઈલેક્ટ્રોનનું પરિવહન ગ્રેનાના પટલ કે પટલોમાં થાય છે.

પ્રશ્ન 13.
કેલ્વિનચક્રનો પ્રથમ તબક્કો (કાર્બોક્સિલેશન) સમજાવો.
ઉત્તર:

કલ્વિને અને તેના સાથીઓએ આ પ્રક્રિયાના સંપૂર્ણ પરિપથનું સંશોધન કરીને દર્શાવ્યું ક ક આ પરિપથ એક ચક્રિય ક્રમમાં સંચાલિત છે, જેમાં RuBP નું પુનઃનિર્માણા થાય છે.
સ્થાન : કેલ્વિનચક્ર મધ્યપર્ણના કોષોમાં જોવા મળે છે.
પ્રકાશપ્રક્રિયા તેમજ CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા એમ બંને ક્રિયા મધ્યપર્કનના કોષોમાં થાય. આવશ્યક ઘટકો : પ્રકાશપ્રક્રિયામાં નિર્માણા પામેલ ATP અને NADPH, વાતાવરણમાંથી પ્રાપ્ત CO₂કલ્વિનચક્ર બધી પ્રકાશસંશ્લેષિત વનસ્પતિઓમાં થાય છે. તેનાથી કોઈ ફર પડતો નથી કે તે C₃ પરિપથ C₄ પરિપથ ધરાવતી હોય.

“કેલ્વિનચક્રનું વર્ણન – ત્રણા તબક્કામાં રજૂ કરાય છે.

કાર્બોક્સિલેશન
रिડકशन
પુન:સર્જન

(i) કર્બોક્સિલેશન :

કાર્બન ડાયોક્સાઈડ [CO₂] નું સ્થાપન સ્થાયી કાર્બનિક મધ્યસ્થી સંયોજનમાં થાય છે. તે ક્રિયાને કાર્બોક્સિલેશન કહે છે.
આ પ્રક્રિયામાં RuBP ના કાર્બોક્સિલેશન માટે CO₂ નો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામા ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ દ્વારા ઉત્તેજીત થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં સૌપ્રથમ [CO₂] આધારકમાંથી પ્રાપ્ત એવા 5-C યુક્ત RuBP સાથે જોડાઈ 3 કાર્બનના બનેલા ફરસ્ફોગ્લીસરીક
ઍસિડ (PGA) ના બે અણુ સર્જે છે. આ પ્રક્રિયા માટે જવાબદાર ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ છે. આ ઉત્સેચક ઑક્સિજનેશન કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે. તેથી તેને RuBP કાર્બોક્ઝાયયલઝઝ ઑક્સિજીનેઝ અથવા રુબિસ્કો (Rubisco) પણ કહે છે.

(ii) રિડક્શન :

“આ ગ્લુકોઝનું નિર્માણ કરતી પ્રક્રિયાઓની એક શૃંખલા છે.
“આ તબકકકામાં પ્રત્યેક CO₂ ના અણુનું સ્થાપન કરવા માટે 2 ATPन અણુઓનો ઉપયોગ – ફોસ્ફોરાયલેશન માટે અને 2 NADPH ના અझુઓનો ઉપયોગ રિડકશન માટે થાય છે.
આ પરિપથમાં ગ્લુકોઝનો એક અણુ બનાવવા માટે
CO₂ના 6 અણુચોું સ્થાપન અને
ચક્કનું ચક્રીયકરણા 6 ઘખત થવું જરરી છે.

(iii) પુનઃસર્જન : (રિજનરેશન)

આ ચક્ર સતત ચાલે તે માટે CO₂ ના આ્રાહી અણુ RuBPનું પુન:સર્જન થવું જરૂરી છે.
પુનઃસર્જન તબકકઝામાં RuBP ના નિર્માણની ક્રિયા માટે થતા ફોસ્ફોરાયલેશન માટે એક ATPનો અણુ વપરાય છે.
આમ, દરેક CO₂ નો અણુ કેલ્વિનચક્રમાં પ્રવેશે ત્યારે 3 અણુ ATP ના અને 2 અણુ NADPH ના જરૂરી છે.
ગ્લુકોઝના એક અણુના નિર્માણ માટે આ ચક્ર સતત છ વખત ચાલે તે જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 14.
કેલ્વિનચક્રનો રિડક્શન તબક્કો સમજાવો.
ઉત્તર:

કલ્વિને અને તેના સાથીઓએ આ પ્રક્રિયાના સંપૂર્ણ પરિપથનું સંશોધન કરીને દર્શાવ્યું ક ક આ પરિપથ એક ચક્રિય ક્રમમાં સંચાલિત છે, જેમાં RuBP નું પુનઃનિર્માણા થાય છે.
સ્થાન : કેલ્વિનચક્ર મધ્યપર્ણના કોષોમાં જોવા મળે છે.
પ્રકાશપ્રક્રિયા તેમજ CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા એમ બંને ક્રિયા મધ્યપર્કનના કોષોમાં થાય. આવશ્યક ઘટકો : પ્રકાશપ્રક્રિયામાં નિર્માણા પામેલ ATP અને NADPH, વાતાવરણમાંથી પ્રાપ્ત CO₂કલ્વિનચક્ર બધી પ્રકાશસંશ્લેષિત વનસ્પતિઓમાં થાય છે. તેનાથી કોઈ ફર પડતો નથી કે તે C₃ પરિપથ C₄ પરિપથ ધરાવતી હોય.

“કેલ્વિનચક્રનું વર્ણન – ત્રણા તબક્કામાં રજૂ કરાય છે.

કાર્બોક્સિલેશન
रिડકशन
પુન:સર્જન

(i) કર્બોક્સિલેશન :

કાર્બન ડાયોક્સાઈડ [CO₂] નું સ્થાપન સ્થાયી કાર્બનિક મધ્યસ્થી સંયોજનમાં થાય છે. તે ક્રિયાને કાર્બોક્સિલેશન કહે છે.
આ પ્રક્રિયામાં RuBP ના કાર્બોક્સિલેશન માટે CO₂ નો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામા ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ દ્વારા ઉત્તેજીત થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં સૌપ્રથમ [CO₂] આધારકમાંથી પ્રાપ્ત એવા 5-C યુક્ત RuBP સાથે જોડાઈ 3 કાર્બનના બનેલા ફરસ્ફોગ્લીસરીક
ઍસિડ (PGA) ના બે અણુ સર્જે છે. આ પ્રક્રિયા માટે જવાબદાર ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ છે. આ ઉત્સેચક
ઑક્સિજનેશન કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે. તેથી તેને RuBP કાર્બોક્ઝાયયલઝઝ ઑક્સિજીનેઝ અથવા રુબિસ્કો (Rubisco) પણ કહે છે.

(ii) રિડક્શન :

“આ ગ્લુકોઝનું નિર્માણ કરતી પ્રક્રિયાઓની એક શૃંખલા છે.
“આ તબકકકામાં પ્રત્યેક CO₂ ના અણુનું સ્થાપન કરવા માટે 2 ATPन અણુઓનો ઉપયોગ – ફોસ્ફોરાયલેશન માટે અને 2
NADPH ના અझુઓનો ઉપયોગ રિડકશન માટે થાય છે.
આ પરિપથમાં ગ્લુકોઝનો એક અણુ બનાવવા માટે
CO₂ના 6 અણુચોું સ્થાપન અને
ચક્કનું ચક્રીયકરણા 6 ઘખત થવું જરરી છે.

(iii) પુનઃસર્જન : (રિજનરેશન)

આ ચક્ર સતત ચાલે તે માટે CO₂ ના આ્રાહી અણુ RuBPનું પુન:સર્જન થવું જરૂરી છે.
પુનઃસર્જન તબકકઝામાં RuBP ના નિર્માણની ક્રિયા માટે થતા ફોસ્ફોરાયલેશન માટે એક ATPનો અણુ વપરાય છે.
આમ, દરેક CO₂ નો અણુ કેલ્વિનચક્રમાં પ્રવેશે ત્યારે 3 અણુ ATP ના અને 2 અણુ NADPH ના જરૂરી છે.
ગ્લુકોઝના એક અણુના નિર્માણ માટે આ ચક્ર સતત છ વખત ચાલે તે જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 15.
લૂકોઝના એક અણુના નિર્માણને અનુલક્ષીને કેલ્વિનચક્રનો ફક્ત ચાર્ટ દોરો.
ઉત્તર:

કલ્વિને અને તેના સાથીઓએ આ પ્રક્રિયાના સંપૂર્ણ પરિપથનું સંશોધન કરીને દર્શાવ્યું ક ક આ પરિપથ એક ચક્રિય ક્રમમાં સંચાલિત છે, જેમાં RuBP નું પુનઃનિર્માણા થાય છે.
સ્થાન : કેલ્વિનચક્ર મધ્યપર્ણના કોષોમાં જોવા મળે છે.
પ્રકાશપ્રક્રિયા તેમજ CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા એમ બંને ક્રિયા મધ્યપર્કનના કોષોમાં થાય.
આવશ્યક ઘટકો : પ્રકાશપ્રક્રિયામાં નિર્માણા પામેલ ATP અને NADPH, વાતાવરણમાંથી પ્રાપ્ત CO₂કલ્વિનચક્ર બધી પ્રકાશસંશ્લેષિત વનસ્પતિઓમાં થાય છે. તેનાથી કોઈ ફર પડતો નથી કે તે C₃ પરિપથ C₄ પરિપથ ધરાવતી હોય.

“કેલ્વિનચક્રનું વર્ણન — ત્રણા તબક્કામાં રજૂ કરાય છે.

કાર્બોક્સિલેશન
रिડકशन
પુન:સર્જન

(i) કર્બોક્સિલેશન :

કાર્બન ડાયોક્સાઈડ [CO₂] નું સ્થાપન સ્થાયી કાર્બનિક મધ્યસ્થી સંયોજનમાં થાય છે. તે ક્રિયાને કાર્બોક્સિલેશન કહે છે.
આ પ્રક્રિયામાં RuBP ના કાર્બોક્સિલેશન માટે CO₂ નો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામા ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ દ્વારા ઉત્તેજીત થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં સૌપ્રથમ [CO₂] આધારકમાંથી પ્રાપ્ત એવા 5-C યુક્ત RuBP સાથે જોડાઈ 3 કાર્બનના બનેલા ફરસ્ફોગ્લીસરીક
ઍસિડ (PGA) ના બે અણુ સર્જે છે. આ પ્રક્રિયા માટે જવાબદાર ઉત્સેચક RuBP કાર્બોક્ઝાયલેઝ છે. આ ઉત્સેચક
ઑક્સિજનેશન કરવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે. તેથી તેને RuBP કાર્બોક્ઝાયયલઝઝ ઑક્સિજીનેઝ અથવા રુબિસ્કો (Rubisco) પણ કહે છે.

(ii) રિડક્શન :

“આ ગ્લુકોઝનું નિર્માણ કરતી પ્રક્રિયાઓની એક શૃંખલા છે.
“આ તબકકકામાં પ્રત્યેક CO₂ ના અણુનું સ્થાપન કરવા માટે 2 ATPन અણુઓનો ઉપયોગ – ફોસ્ફોરાયલેશન માટે અને 2 NADPH ના અझુઓનો ઉપયોગ રિડકશન માટે થાય છે.
આ પરિપથમાં ગ્લુકોઝનો એક અણુ બનાવવા માટે
CO₂ના 6 અણુચોું સ્થાપન અને
ચક્કનું ચક્રીયકરણા 6 ઘખત થવું જરરી છે.

(iii) પુનઃસર્જન : (રિજનરેશન)

આ ચક્ર સતત ચાલે તે માટે CO₂ ના આ્રાહી અણુ RuBPનું પુન:સર્જન થવું જરૂરી છે.
પુનઃસર્જન તબકકઝામાં RuBP ના નિર્માણની ક્રિયા માટે થતા ફોસ્ફોરાયલેશન માટે એક ATPનો અણુ વપરાય છે.
આમ, દરેક CO₂ નો અણુ કેલ્વિનચક્રમાં પ્રવેશે ત્યારે 3 અણુ ATP ના અને 2 અણુ NADPH ના જરૂરી છે.
ગ્લુકોઝના એક અણુના નિર્માણ માટે આ ચક્ર સતત છ વખત ચાલે તે જરૂરી છે.

પ્રશ્ન 16.
તફાવત આપોઃ મધ્યપર્ણના કોષો અને પુલકંચુકના કોષો.
ઉત્તર:

મધ્યપર્ણના કોષો	પુલકંચુકના કોષો
C₃ વનસ્પતિમાં પ્રકાશપ્રક્રિયા અને CO₂,ના સ્થાપનની ક્રિયા મધ્યપર્ણના કોષોમાં થાય.	C₄ વનસ્પતિમાં પુલકંચુક કોષોનો અભાવ હોય છે.
કેન્ઝ પેશી રચના જોવા મળતી નથી.	C₄ વનસ્પતિમાં કેલ્વિન ચક્ર પુલકંચુકના કોષોમાં જોવા મળે છે.
હરિતકણ ગ્રેનામય રચના ધરાવે છે.	વાહપુલને ઘેરીને ગોઠવાયેલ હોય અને છે.
	હરિતકણમાં થાયલેકૉઈડ તો હોય પરંતુ તેઓ ગ્રેનામય રચના ધરાવતા નથી.

પ્રશ્ન 17.
C₄ વનસ્પતિઓની વિશિષ્ટતાઓ જણાવો.
ઉત્તર:

તેઓ પર્ણોમાં વિશિષ્ટ પ્રકારની અંત:સ્થ રચના – કેન્ઝપેશી રચના ધરાવે.
તેઓ ઊંચું તાપમાન સહન કરી શકે.
તેઓ પ્રકાશની વધુ તીવ્રતાની સામે પ્રતિક્રિયા દર્શાવે.
તેઓ પ્રકાશશ્વસન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયાનો અભાવ દર્શાવે છે.
તેઓમાં જૈવભારની ખૂબ જ ઊંચી ઉત્પાદકતા હોય છે.

પ્રશ્ન 18.
C₄ – પરિપથની મધ્યપર્ણના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયાઓ વર્ણવો.
ઉત્તર:

ઉષ્ણ કટિબંધીય વિસ્તારમાં અનુકૂલન પામેલ વનસ્પતિઓ C₄ -પરિપથ ધરાવે છે. ઉ.દા. તરીક શેરડી, મકાઈ, જુવાર વગેરે.
આ વનસ્પતિઓમાં CO₂ નું સ્થાપન થવાથી પ્રથમ સ્થાયી નીપજ તરીક 4 કાર્બન ધરાવતું સંયોજન ઓક્ઝેલો એસિટિક એસિડનું (OAA) નું નિર્માણા થાય છે. છતાં પણ આ વનસ્પતિઓ જૈવસંશ્લેષણના મુખ્ય પરિપથ તરીક C₃ પરિપથ (કલ્વિનચક્ર)નો ઉપયોગ કરે છે.

C₄ વનસ્પતિઓ वિશિષ્ટ હોય છે :

તેઓ પોતાના પર્ણોરાં વિશિષ્ટ પ્રકારની અંત:સ્થ રચના ધરાવે છે.
તેઓ ઊંંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.
તેઓ પ્રકાશની વધુ તીવ્રતાની સામે પ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે.
તેઓ પ્રકાશશ્વસન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયાનો અભાવ દર્શાવે છે.

C₃ – Чथ:

મધ્યપર્ણ ના કોષોમાં જોવા મળે.
પ્રકાશપ્રક્રિયા અને CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા એમ બંને ક્રિયા મધ્યપર્ણનાા કોષોમાં થાય.

C₄ – પथ :
બે પ્રકારના પ્રકાશસંથ્લેષી કોષોમાં થાય.

અધ્યપર્ણના કોષો અને
પુલંંચુકના કોષો
કुન્ઝ પેશીય સંરચના :

C₄ પરિપથ દર્શાવતી વનસ્પતિઓના પર્ણોનના વાહિયુલની આસપાસ મોટા કોષો આવેલા હોય છે તેને પુલક્યુુકક કોષો કહે છે અને પર્ણોમાં જોવા મળતી આવી પેશીરચનાને કેન્ઝ પેશીરચના કહે છે.

ક્રન્ઝનો અર્થ “આવરવું” એવો થાય. તે કોષોની ગોઠવણીનું એક પરાવર્તન છે.
વાહિપુલની આસપાસ પુલં્યુકીય કોષોના અનેક સ્તરો આવેલા હોય છે.
પુલકંચુકનના કોષો કેટલીક લાક્ષહિકકતાઓ ધરાવે છે. જેમ કે

તેઓમાં હરિતકધોની સંખ્યા વધુ હોય છે.
તેઓની કોષદીવાલ જાડી અને વાતવિનીમય માટે અપ્રવેશશીલ હોય છે.
તેઓની વચ્ચે આંતરકોષીય અવકાશો હોતા નથી.

C₄ પરિપથનું સંશોધન હેચચ અને સ્લેક વૈજ્ઞાનિકોએ કરેલ છે. તેથી તેને હેચ અને સ્લેક પરિપથ પણા કહે છે.
આ આક ચક્રિય પ્રક્રિયા છે.
C₄પથની ક્રિયા બે પ્રકારના કોષોમાં થાય.

(i) મધ્યપર્ણના કોષો
(ii) પુલદંકુંકના કોષો

(i) મધ્યપર્ણનના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયાઓ :

આ ક્રિયામાં CO₂ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક અણુ 3 કાર્બન ધરાવતો ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ (PEP) છે અને તે મધ્યપર્ણના કોષોમાં આવેલ છે.
CO₂ ના સ્થાપન માટે જવાબદાર ઉત્સેચક PEP કરર્બોક્સીલેઝ (PEPcase) છે. મધ્યપર્ણના કોષોમાં રૂબિસ્કો (Rubisco) ઉત્સેચક હોતો નથી.
વાતાવરણાનો CO₂ સૌપ્રથમ મધ્યપર્ણનના કોષોમાં પ્રસરી 3–કાર્બન યુક્ત PEP સાથે જોડાઈ 4–કાર્બન ધરાવતા અણુ ઓક્ઝેલો એસીટીક એસિડ (OAA)નું નિર્માણા કરે છે.
મધ્યપર્ણના કોષોમાં 4C-OAA અન્ય 4–કાર્બનયુક્ત સંયોજન મેલિક ઍસિડ એસ્પાર્ટિક ઍસિડનું નિર્માણ કરે છે. જે પુલંચંુુકીય કોષોમાં સ્થળાંતરિત થાય છે.

(ii) પુલક્કુચુકના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયા:

પુલકંચુકના કોષોમાં 4-કાર્બન ધરાવતા અસિડનું ડિક્રોર્સિલેશન થાય છે અને એક આણુ 3-કાર્બનયુક્ત પાયરુવિક અસસિડનો બને છે અને CO₂ નો એક અણુ મુક્ત થાય. છે.
3–કાર્બન ધરાવતો અણુ મધ્યપર્ણનના કોષોમાં પુન:પ્રવેશે છે જ્યાં તે ફરીથી ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ (PEP)માં પરિવર્તિત થાય છે. આ રીતે આ યક્ર પુરું થાય છે.
આ પ્રક્રિયાના ફળસ્વર૫ પુલંંચુંુના કોષોમાંના હરિતકામાં CO₂ નું સંકેન્દ્રણ વધે છે. આ CO₂ કેલ્વિનચર્ર C₃ પરિપથ]માં પ્રવેશ કરે છે.

કેલ્વિન પરિપથ બધી જ વનસ્પતિઓમાં સામાન્ય છે. પુલકંચુકીય કોષો રિવ્યુલોઝ બાયફોસ્ફેટ કરર્બોક્ઝાયલેઝ ઑક્સિજનેઝ ઉત્સેચક વધુ માત્રામાં ધરાવે છે જ્યારે તેમાં PEPase નો અભાવ હોય છે.
આમ, મૂળભૂત પરિપથ કે જેના પરિણામ સ્વરૂપ શર્કરાનું નિર્માણ થાય છે તે કેલ્વિન પરિપથ C₃– પથ) C₃ અને C₄ બંને વનસ્પતિઓમાં સામાન્ય છે.

પ્રશ્ન 19.
C₄ પરિપથની પુલકંચુકના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયાઓ વર્ણવો.
ઉત્તર:

તેઓ પર્ણોમાં વિશિષ્ટ પ્રકારની અંત:સ્થ રચના – કેન્ઝપેશી રચના ધરાવે.
તેઓ ઊંચું તાપમાન સહન કરી શકે.
તેઓ પ્રકાશની વધુ તીવ્રતાની સામે પ્રતિક્રિયા દર્શાવે.
તેઓ પ્રકાશશ્વસન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયાનો અભાવ દર્શાવે છે.
તેઓમાં જૈવભારની ખૂબ જ ઊંચી ઉત્પાદકતા હોય છે.

પ્રશ્ન 20.
C₄ – પરિપથની મધ્યપર્ણના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયાઓ વર્ણવો.
ઉત્તર:

ઉષ્ણ કટિબંધીય વિસ્તારમાં અનુકૂલન પામેલ વનસ્પતિઓ C₄ -પરિપથ ધરાવે છે. ઉ.દા. તરીક શેરડી, મકાઈ, જુવાર વગેરે.
આ વનસ્પતિઓમાં CO₂ નું સ્થાપન થવાથી પ્રથમ સ્થાયી નીપજ તરીક 4 કાર્બન ધરાવતું સંયોજન ઓક્ઝેલો એસિટિક એસિડનું (OAA) નું નિર્માણા થાય છે. છતાં પણ આ વનસ્પતિઓ જૈવસંશ્લેષણના મુખ્ય પરિપથ તરીક C₃ પરિપથ (કલ્વિનચક્ર)નો ઉપયોગ કરે છે.

C₄ વનસ્પતિઓ वિશિષ્ટ હોય છે :

તેઓ પોતાના પર્ણોરાં વિશિષ્ટ પ્રકારની અંત:સ્થ રચના ધરાવે છે.
તેઓ ઊંંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.
તેઓ પ્રકાશની વધુ તીવ્રતાની સામે પ્રતિક્રિયા દર્શાવે છે.
તેઓ પ્રકાશશ્વસન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયાનો અભાવ દર્શાવે છે.

C₃ – Чथ:

મધ્યપર્ણ ના કોષોમાં જોવા મળે.
પ્રકાશપ્રક્રિયા અને CO₂ ના સ્થાપનની ક્રિયા એમ બંને ક્રિયા મધ્યપર્ણનાા કોષોમાં થાય.

C₄ – પथ :
બે પ્રકારના પ્રકાશસંથ્લેષી કોષોમાં થાય.

અધ્યપર્ણના કોષો અને
પુલંંચુકના કોષો

કुન્ઝ પેશીય સંરચના :

C₄ પરિપથ દર્શાવતી વનસ્પતિઓના પર્ણોનના વાહિયુલની આસપાસ મોટા કોષો આવેલા હોય છે તેને પુલક્યુુકક કોષો કહે છે અને પર્ણોમાં જોવા મળતી આવી પેશીરચનાને કેન્ઝ પેશીરચના કહે છે.
ક્રન્ઝનો અર્થ “આવરવું” એવો થાય. તે કોષોની ગોઠવણીનું એક પરાવર્તન છે.
વાહિપુલની આસપાસ પુલં્યુકીય કોષોના અનેક સ્તરો આવેલા હોય છે.

પુલકંચુકનના કોષો કેટલીક લાક્ષહિકકતાઓ ધરાવે છે. જેમ કે

તેઓમાં હરિતકધોની સંખ્યા વધુ હોય છે.
તેઓની કોષદીવાલ જાડી અને વાતવિનીમય માટે અપ્રવેશશીલ હોય છે.
તેઓની વચ્ચે આંતરકોષીય અવકાશો હોતા નથી.

C₄ પરિપથનું સંશોધન હેચચ અને સ્લેક વૈજ્ઞાનિકોએ કરેલ છે. તેથી તેને હેચ અને સ્લેક પરિપથ પણા કહે છે. આ આક ચક્રિય પ્રક્રિયા છે.
C₄પથની ક્રિયા બે પ્રકારના કોષોમાં થાય.

(i) મધ્યપર્ણના કોષો
(ii) પુલદંકુંકના કોષો

(i) મધ્યપર્ણનના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયાઓ :

આ ક્રિયામાં CO₂ નો પ્રાથમિક ગ્રાહક અણુ 3 કાર્બન ધરાવતો ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ (PEP) છે અને તે મધ્યપર્ણના કોષોમાં આવેલ છે.
CO₂ ના સ્થાપન માટે જવાબદાર ઉત્સેચક PEP કરર્બોક્સીલેઝ (PEPcase) છે. મધ્યપર્ણના કોષોમાં રૂબિસ્કો (Rubisco) ઉત્સેચક હોતો નથી.
વાતાવરણાનો CO₂ સૌપ્રથમ મધ્યપર્ણનના કોષોમાં પ્રસરી 3–કાર્બન યુક્ત PEP સાથે જોડાઈ 4–કાર્બન ધરાવતા અણુ ઓક્ઝેલો એસીટીક એસિડ (OAA)નું નિર્માણા કરે છે.
મધ્યપર્ણના કોષોમાં 4C-OAA અન્ય 4–કાર્બનયુક્ત સંયોજન મેલિક ઍસિડ એસ્પાર્ટિક ઍસિડનું નિર્માણ કરે છે. જે પુલંચંુુકીય કોષોમાં સ્થળાંતરિત થાય છે.
(ii) પુલક્કુચુકના કોષોમાં થતી પ્રક્રિયા:
પુલકંચુકના કોષોમાં 4-કાર્બન ધરાવતા અસિડનું ડિક્રોર્સિલેશન થાય છે અને એક આણુ 3-કાર્બનયુક્ત પાયરુવિક અસસિડનો બને છે અને CO₂ નો એક અણુ મુક્ત થાય. છે.
3–કાર્બન ધરાવતો અણુ મધ્યપર્ણનના કોષોમાં પુન:પ્રવેશે છે જ્યાં તે ફરીથી ફોસ્ફોઈનોલ પાયરુવેટ (PEP)માં પરિવર્તિત થાય છે. આ રીતે આ યક્ર પુરું થાય છે.
આ પ્રક્રિયાના ફળસ્વર૫ પુલંંચુંુના કોષોમાંના હરિતકામાં CO₂ નું સંકેન્દ્રણ વધે છે. આ CO₂ કેલ્વિનચર્ર C₃ પરિપથ]માં પ્રવેશ કરે છે.

કેલ્વિન પરિપથ બધી જ વનસ્પતિઓમાં સામાન્ય છે. પુલકંચુકીય કોષો રિવ્યુલોઝ બાયફોસ્ફેટ કરર્બોક્ઝાયલેઝ ઑક્સિજનેઝ ઉત્સેચક વધુ માત્રામાં ધરાવે છે જ્યારે તેમાં PEPase નો અભાવ હોય છે.
આમ, મૂળભૂત પરિપથ કે જેના પરિણામ સ્વરૂપ શર્કરાનું નિર્માણ થાય છે તે કેલ્વિન પરિપથ C₃– પથ) C₃ અને C₄ બંને વનસ્પતિઓમાં સામાન્ય છે.

પ્રશ્ન 21.
કારણ આપો : પ્રકાશશ્વસન એક વ્યયકારક પ્રક્રિયા છે.
ઉત્તર:
પ્રકાશશ્વસનમાં RuBP 3 કાર્બન ધરાવતા PGAના બે અણુઓમાં પરિવર્તિત થવાના બદલે ઑક્સિજન સાથે સંયોજાઈ 3C- ફોસ્ફોગ્લિસરેટનો એક અણુ અને 2C-ફોસ્ફોગ્લાયકોલેટના એક અણુનું નિર્માણ કરે છે.

આ ઉપરાંત, પ્રકાશશ્વસનમાં ATP અને NADPH નું સંશ્લેષણ થતું નથી. પરંતુ ATP ના ઉપયોગની સાથે CO₂ નો એક અણુ મુક્ત થાય છે.
આમ, પ્રકાશ શ્વસન વ્યયકારક પ્રક્રિયા છે.

પ્રશ્ન 22.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા પર અસર કરતાં આંતરિક પરિબળો વર્ણવો.
ઉત્તર:

ખેત ઉત્પાદન સહિતની તમામ વનસ્પતિઓના ઉત્પાદન નિર્ધારિત કરવા માટે પ્રકાશસંશ્લેષણાનો દર ખૂબ મહત્त्वનો છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા ઘણા પરિબળો દ્વારા અસર પામે છે.

પ્રકાશસંલ્લેષણાની ક્રિયા પર અસર કરતા પરિબળોને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે :

આંતરિક (વાનસ્પતિક) પરિબળો અને
બાહ્ય પરિબળો

આમ, વનસ્પતિની પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં ઘણા પરિબળો એકસાથે કે વારાફરથી પ્રકાશસંશ્લેષણ કे CO₂ ના સ્થાપનને અસર પહોંચાડે છે છતાં કોई એક પરિબળ સિમિત પરિબળ તરીકેનું મુખ્ય કારણ બને છે.
આમ, કોઈ પરિબળ જે તેના ઈષ્ટતમ પ્રમાણથી ઓછો પ્રાપ્ત હશે તે પ્રકાશસંધ્લેષણનો દર નક્કી કરશે. જ્યારે કોઈ એક જૈવ રાસાયણિક પ્રક્રિયા પર ઘણા બધા પરિબળો અસર કરે ત્યારે પ્રક્રિયાના દર – બ્લેકમેન (1905)ના ન્યનતમ કારકોના નિયમને અનુસરે છે.

પ્રશ્ન 23.
સમજાવો : બ્લેડમેનની ન્યૂનતમ માત્રાનો નિયમ.
ઉત્તર:

જ્યારે કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા ઉપર એક કરતા વધારે પરિબળ અસર કરતાં હોય ત્યારે, પ્રક્રિયાનો દર જે ઘટક (પરિબળ) તેના લઘુતમ મૂલ્યની નજીકમાં હોય, તેના પર આધાર રાખે છે.
જો તે પરિબળના પ્રમાણમાં ફેરફાર કરવામાં આવે તો તે પરિબળ પ્રક્રિયાને સીધી રીતે અસર પહોંચાડી શકે છે. ઉદાહરણા તરી લીલા પર્ણમાં ઈષ્ટતમ માત્રામાં પ્રકાશ અને CO₂ ની હાજરી હોવા છતાં પણ જો તાપમાન ખૂબ ઓદું હોય તો પ્રકાશસંશ્લેષણ થઈ શકતું નથી.
આ પર્ણમા પ્રકાશસંધ્લેષણા ત્યારે જ શરૂ થાય, જ્યારે તેને ઈષ્ટમાન તાપમાન મળશે.

પ્રશ્ન 24.
પ્રકાશ સંશ્લેષણ ક્રિયા પર પ્રકાશ અને પાણીની અસર જણાવો.
ઉત્તર:
પ્રકાશ (Light)

પ્રકાશને જ્યારે પ્રકાશસંલ્લેષણા પર અસર કરતાં પરિબળ તરીક લેવામાં આવે ત્યારે પ્રકાશની ગુણાવત્તા, પ્રકાશની તીવ્રતા અને પ્રકાશ અવધિ (પ્રકાશસંશ્લેષણા પર અસર દર્શાવે છે) વચ્ચેનો ભેદ પારખવો અવશ્યક છે.
અહીં આપેલ આલેખ પ્રકાશની ઓછી તીવ્રતાએ આપાત થતા પ્રકાશ અને CO₂ ના સ્થાપનના દર વચ્ચે એક રેખીય સંબંધ દર્શાવે છે.
પ્રકાશની તીવ્રતા વધતા આ દરમાં કોઈ વૃદ્ધિ થતી નથી કારણ કોર કે અન્ય પરિબળ સીમિત બની જાય છે.
આ એક રસપ્રદ બાબત છે કે પ્રકાશની સંતૃપ્તિ કુલ સૂર્ય પ્રકાશના 10% હોય છે.

છાયાવાળા કे સઘન જંગલોમાં ઊગતી વનસ્પતિઓ સિવાયની વનસ્પતિઓ માટે પ્રકાશ કદાચચ o પ્રકૃતિમાં સીમાંતક પરિબળ બને છે.
એક ચોક્કસસ તીવ્રતા કરતાં વધુ તીવ્વતાવાળો આપાત પ્રકાશ ક્લોરોફિલ (હરિતદ્રવ્ય)નું વિઘટન પ્રેરે છે. જેને ફોટો ઑક્સિડેશન કહે છે. જેનાથી પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઘટે છે.

કરર્બન ડાયોક્સાઈડડની સાંદ્રતા (Concentration of Carbon Dioxide):

પ્રકાાસંશ્લેષણામાં કાર્બન ડાયોક્સાઈડ [CO₂] મુખ્ય સીમાંતક પરિબળ છે.
વાતાવરણમાં CO₂ ની સાંદ્રતા ખૂબ જ ઓછી છે. આશરે 0.03 અને 0.04% ની વચ્ચે.
CO₂ ની સાંદ્રતામાં 0.05% સુધી વધારો કરવામાં આવે તો CO₂ ના સ્થાપન દરમાં વધારો થઈ શકે છે પરંતુ તેનાથી વધુ માત્રામાં લાંબા સમય સુધી થતો વધારો હાનિકારક બની શકે છે.
C₃ અने C₄ વનસ્પતિઓ CO₂ ની સાંદ્રતા પ્રત્યે ભિન્ન પ્રતિભાવ દર્શાવે છે.
ઔ ઓછા પ્રકાશની સ્થિતિમાં બંનેમાંથી કોઈપણ વનસ્પતિ સમૂહ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતાએ પ્રતિક્રિયા દર્શાવતી નથી.
પરંતુ પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો કરતા C₃ અને C₄બંને વનસ્પતિઓના પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો થાય છે.
C₄ વનસ્પતિઓ લગભગ 360 mIL^-1 પર સંતૃપ્તિ દર્શાવે છે.
C₃ વનસ્પતિઓ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતાએ પ્રતિભાવ આપે છે અને 450 mIL^-1 થી વધુ સાંદ્રતાએ સંતૃપ્તિ દર્શાવે છે.
આમ, પ્રાપ્ત CO₂નું સ્તર C₃ વનસ્પતિઓ માટે સીમાંતક બને છે.
C₃ વનસ્પતિઓ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતામાં પ્રક્રિયા કરે છે. તેથી પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો થાય છે જેના ફળસ્વરૂપે ઉત્પાદનમાં વધારો થાય છે.
આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ ગ્રીન હાઉસ પાક, જેવાં કે ટામેટા, સિમલા મરચાં વગેરેમાં કરવામાં આવે છે. તેમને કાર્બનડાયોક્સાઈડથી ભરપુર વાતાવરણમાં ઉછેરવામાં આવે છે તેથી તેમના ઉત્પાદનમાં વધારો થાય છે.

તાપમાન (Temperature):

પ્રકાશસંધ્લેષણની પ્રક્રિયાના બે તબક્કા છે :
પ્રથમ અને પ્રકાશરાસાયણિક તબક્કા પર તાપમાનની નોંધપાત્ર અસર જાણાતી નથી. બીજો અને જૈવસંશ્લેષણા તબક્કો ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયા છે તેથી તાપમાન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
C₄ વનસ્પતિઓ વધુ તાપમાને પ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેમાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઊંંચો કે વધારે हर्शावे छे.
C₃ વનસ્પતિઓ ખૂબ ઓદું ઈષ્ટમાન તાપમાન ધરાવે છે.
વિવિધ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે ઈષ્ટમાન તાપમાન તેમના અનુકૂલિત વસવાટ પર આધાર રાખે છે.
સમશીતોષણ વનસ્પતિઓ કરતા ઉષ્ણા કટિબંધમાં વસવાટ કરતી વનસ્પતિઓમાં ઊંચા તાપમાને પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધુ દર્શાવે છે.

પાણી (Water)

પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં પાણી એક મહત્ત્વનું પ્રક્રિયક છે. પાણીની એક પરિબળ તરીકેની પ્રકાશસંશ્લેષણ ૫ર થતી અસર કરતાં સમગ્ર વનસ્પતિ પર વધારે અસર પડે છે.
જલતાણના કારણે:

પર્ણરંધ્રો બંધ થાય છે આથી CO₂ ની પ્રાપ્તિમાં ઘટાડો થાય.
પર્ણો અંતવર્લન પામે છે જેથી પર્ણની પ્રાપ્ય સપાટીમાં (ક્ષેત્રફળમાં) ઘટાડો થાય છે અને તેમની ચયાપચયિક ક્રિયાઓ ઘટી જાય છે.

પ્રશ્ન 25.
ટૂંકનોધ લખો : પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયા પર CO₂ ની સાંદ્રતાની અસર
ઉત્તર:
કરર્બન ડાયોક્સાઈડડની સાંદ્રતા (Concentration of Carbon Dioxide):

પ્રકાાસંશ્લેષણામાં કાર્બન ડાયોક્સાઈડ [CO₂] મુખ્ય સીમાંતક પરિબળ છે.
વાતાવરણમાં CO₂ ની સાંદ્રતા ખૂબ જ ઓછી છે. આશરે 0.03 અને 0.04% ની વચ્ચે.
CO₂ ની સાંદ્રતામાં 0.05% સુધી વધારો કરવામાં આવે તો CO₂ ના સ્થાપન દરમાં વધારો થઈ શકે છે પરંતુ તેનાથી વધુ માત્રામાં લાંબા સમય સુધી થતો વધારો હાનિકારક બની શકે છે.
C₃ અने C₄ વનસ્પતિઓ CO₂ ની સાંદ્રતા પ્રત્યે ભિન્ન પ્રતિભાવ દર્શાવે છે.
ઔ ઓછા પ્રકાશની સ્થિતિમાં બંનેમાંથી કોઈપણ વનસ્પતિ સમૂહ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતાએ પ્રતિક્રિયા દર્શાવતી નથી.
પરંતુ પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો કરતા C₃ અને C₄બંને વનસ્પતિઓના પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો થાય છે.
C₄ વનસ્પતિઓ લગભગ 360 mIL^-1 પર સંતૃપ્તિ દર્શાવે છે.
C₃ વનસ્પતિઓ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતાએ પ્રતિભાવ આપે છે અને 450 mIL^-1 થી વધુ સાંદ્રતાએ સંતૃપ્તિ દર્શાવે છે.
આમ, પ્રાપ્ત CO₂નું સ્તર C₃ વનસ્પતિઓ માટે સીમાંતક બને છે.
C₃ વનસ્પતિઓ CO₂ ની વધુ સાંદ્રતામાં પ્રક્રિયા કરે છે. તેથી પ્રકાશસંશ્લેષણના દરમાં વધારો થાય છે જેના ફળસ્વરૂપે ઉત્પાદનમાં વધારો થાય છે.
આ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ ગ્રીન હાઉસ પાક, જેવાં કે ટામેટા, સિમલા મરચાં વગેરેમાં કરવામાં આવે છે. તેમને
કાર્બનડાયોક્સાઈડથી ભરપુર વાતાવરણમાં ઉછેરવામાં આવે છે તેથી તેમના ઉત્પાદનમાં વધારો થાય છે.

પ્રશ્ન 26.
સમજાવો : પ્રકાશાસંશ્લેષણની ક્રિયા પર તાપમાનની અસર
ઉત્તર:
તાપમાન (Temperature)

પ્રકાશસંધ્લેષણની પ્રક્રિયાના બે તબક્કા છે :

પ્રથમ અને પ્રકાશરાસાયણિક તબક્કા પર તાપમાનની નોંધપાત્ર અસર જાણાતી નથી. બીજો અને જૈવસંશ્લેષણા તબક્કો
ઉત્સેચકીય પ્રક્રિયા છે તેથી તાપમાન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
C₄ વનસ્પતિઓ વધુ તાપમાને પ્રતિક્રિયા કરે છે અને તેમાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ઊંંચો કે વધારે हर्शावे छे.
C₃ વનસ્પતિઓ ખૂબ ઓદું ઈષ્ટમાન તાપમાન ધરાવે છે.
વિવિધ વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે ઈષ્ટમાન તાપમાન તેમના અનુકૂલિત વસવાટ પર આધાર રાખે છે.
સમશીતોષણ વનસ્પતિઓ કરતા ઉષ્ણા કટિબંધમાં વસવાટ કરતી વનસ્પતિઓમાં ઊંચા તાપમાને પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધુ દર્શાવે છે.

Higher Order Thinking Skills (HOTS)

પ્રશ્ન 1.
C₄ – પરિપથ દર્શાવતી વનસ્પતિના ઉદાહરણ આપો.
ઉત્તર:
ધાન્ય વનસ્પતિઓ જેવી કે ઘઉં, જવ, ચોખા વગેરે તેમજ મગફળી, સુગરબીટ, કપાસ, તમાકુ, પાલખ, સોયાબીન, બગીચાનું ઘાસ

પ્રશ્ન 2.
C₄ પરિપથમાં એક બ્યુકોઝના નિર્માણ માટે કેટલા ATP અને NADPH+H+ જરૂરી છે?

પ્રશ્ન 3.
વાતાવરણમાં O₂, નું વધતુ પ્રમાણ C₃ વનસ્પતિમાં પ્રકાશસંશ્લેષણના દરને અવરોધે છે જ્યારે C₄ વનસ્પતિમાં તેની કોઈ જ અસર જોવા મળતી નથી. સમજાવો.

Curiosity Question

પ્રશ્ન 1.
જલીય વનસ્પતિમાં ચોક્કસ સમયમાં કેટલો 02 સર્જાય છે તેમ માપન માટે કયા સાધનનો ઉપયોગ થાય છે ?
ઉત્તર:
વીલ્ટમોલ્ટ બબ્બર

પ્રશ્ન 2.
ઈમરસનની અસરકારક અસર એટલે શું ?
ઉત્તર:
જે બે જુદા-જુદા રંગનો પ્રકાશ અલગ-અલગ આપાત કરીએ તેના કરતાં બંને પ્રકાશ ભેગો કરી વનસ્પતિ પર એક સાથે આપાત કરી તો વનસ્પતિમાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણ પર થતી પ્રકાશની ના અસરને ઈમરસનની અસરકારક અસર કરે છે.

પ્રશ્ન 3.
રેડડ્રીપ એટલે શું ?
ઉત્તર:
જે વનસ્પતિ પર 680 nrn તરંગલંબાઈ કરતાં વધારે માત્ર એક જ પ્રકારનો લાલ પ્રકાશ આપાત કરીએ તો પ્રકાશાસંશ્લેષણનો દર તીવ્ર ગતિએ ઘટે છે. તેને રેડ-કોપ (Red drop) કહે છે.

GSEB Class 11 Biology Important Questions Chapter 13 ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ

Leave a Comment Cancel Reply