प्रकाश संश्लेषण

सजीव कोशिकाहरूका द्वारा प्रकाशीय ऊर्जालाई रासायनिक ऊर्जामा परिवर्तित गर्ने क्रियालाई प्रकाश संश्लेषण भनिन्छ। प्रकाश संश्लेषण त्यो क्रिया हो जसमा बोटहरू आफ्नो हरियो रङ्ग भएका पातद्वारा सूर्यका प्रकाशको उपस्थितिमा वायुदेखि कार्बनडाइअक्साइड तथा भूमिदेखि जल लिएर जटिल कार्बनिक मल्य पदार्थहरू जस्तै कार्बोहाइड्रेट्सको निर्माण गर्दछन् तथा अक्सिजन बाहिर निकाल्दछन्। प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रियामा सूर्यका प्रकाशको उपस्थितिमा बोटहरूको हरियो पातहरूको कोशिकाहरूका भित्र कार्बनडाइआक्साइड र पानीका संयोगले पहिला साधारण कार्बोहाइड्रेट र पछि जटिल काबोहाइड्रेटको निर्माण हुन्छ। यस प्रक्रियामा अक्सिजन र ऊर्जादेखि भरपूर कार्बोहाइड्रेटको (सुक्रोज, ग्लुकोज, स्टार्च  आदि) निर्माण हुन्छ तथा अक्सिजन ग्यास बाहिर निस्कन्छ। जल, कार्बनडाइअक्साइड, सूर्यको प्रकाश तथा क्लोरोफिललाई प्रकाश संश्लेषणको अवयब मानिन्छ। यसबाट जल तथा कार्बनडाइअक्साइडलाई प्रकाश संश्लेषणको काँचो माल भनिन्छ। प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रिया सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण जैवरासायनिक अभिक्रियाहरू मध्येको एउटा हो। सिधै वा परोक्ष रूपले संसारका सबै सजीव यसमा आश्रित छन्। प्रकाश संश्वेषण गर्ने सजीवहरूलाई स्वपोषी भनिन्छ।

 रासायनिक समीकरण 


६ CO२ + १२ H२O + प्रकाश + क्लोरोफिल → C6H12O6 + ६ O२ + ६ H२O + क्लोरोफिल
कार्बनडाइअक्साइड + पानी + प्रकाश + क्लोरोफिल → ग्लुकोज + अक्सिजन + पानी + क्लोरोफिल 

रासायनिक प्रतिक्रियामा प्रकाशको उपस्थिति आवश्यक हुन्छ। यस रासायनिक प्रतिक्रियामा कार्बनडाइअक्साइडका ६ अणु र पानीका १२ अणुहरूका बीच रासायनिक प्रतिक्रिया हुन्छ जसको फलस्वरूप ग्लुकोजका एउटा अणु, पानीका ६ अणु तथा अक्सिजनका ६ अणु उत्पन्न हुन्छन्। यस प्रतिक्रियामा मुख्य रूपमा ग्लुकोज उत्पादन हुन्छ भने अक्सिजन र पानी उपपदार्थका रूपमा उत्पन्न हुन्छन्। यस प्रतिक्रियामा उत्पन्न पानी, कोशिकाद्वारा शोषित हुन जान्छ र पुनः जैव-रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा लाग्छ भने उत्सर्जित अक्सिजन वातावरणमा फैलिन्छ। यी उत्सर्जित अक्सिजनको स्रोत जलको अणु हो। प्रतिक्रियामा सूर्यको विकिरण ऊर्जाको रूपान्तरण रासायनिक ऊर्जामा हुन्छ। जो ग्लुकोजका अणुहरूमा सञ्चित हुन जान्छ।  यस ऊर्जाको परिमाण पूर्ण मानव सभ्यताका वार्षिक ऊर्जा खर्चभन्दा ७ गुणा अधिक हो। यो ऊर्जा यहाँ स्थिति ऊर्जाका रूपमा सञ्चित रहन्छ। अतः प्रकाश-संश्लेषणको प्रक्रियालाई ऊर्जा बन्धनको प्रक्रिया पनि भनिन्छ। यस प्रकार प्रकाश-संश्लेषण गर्ने सजीव लगभग दस अर्ब टन कार्बनलाई प्रति वर्ष जैव-पदार्थहरूमा बदल्छन्।

 महत्त्व 

हरिया बिरुवाहरूमा हुने प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रिया बोटबिरुवा र अन्य जीवित प्राणीहरूका लागि एक महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया हो। यस प्रक्रियाबाट बोटबिरुवाहरूले सूर्यको प्रकाशीय उर्जालाई रासायनिक उर्जामा परिवर्तन गरी कार्बनडाइअक्साइड र पानी जस्ता साधारण पदार्थहरूदेखि 
कार्बोहाइड्रेट्स जस्ता जटिल कार्बन यौगिकको निर्माण गर्न सक्छन्। यी कार्बोहाइड्रेट्सद्वारा नै मानिस र सम्पूर्ण जीवित प्राणीहरूलाई ऊर्जा प्राप्त हुन्छ। यस प्रकार बिरुवाहरू प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रियाद्वारा सम्पूर्ण प्राणी जगतका लागि भोजन-व्यवस्था गर्दछन्। कार्बोहाइड्रेट्स प्रोटिन र भिटामिन आदि प्राप्त गर्नका लागि विभिन्न अन्नहरू उमारिन्छन् र यी सबै पदार्थहरूको निर्माण प्रकाश संश्लेशणद्वारा नै हुन्छ। रबर, प्लास्टिक, तेल, सेल्युलोज र अन्य थुप्रै औषधिहरू बिरुवामा प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियामा उत्पन्न हुन्छ। हरिया बोटविरुवा प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रियामा कार्बनडाईअक्साइड लिन्छन् र अक्सिजन निकाल्दछन् भने यस प्रकारले वातावरण शुद्ध हुन जान्छ। अक्सिजन सबै जिवजन्तुहरूका लागि श्वासप्रश्वास अति आवश्यक हुन्छ। पर्यावरणको संरक्षणका लागि पनि यस प्रक्रियाको धेरै महत्त्व हुन्छ।   मत्स्य-पालनका लागि पनि प्रकाश संश्लेषणको धेरै महत्त्व हुन्छ। प्रकाश संश्लेषणको प्रक्रिया कम हुनेबित्तिकै पानीमा कार्बनडाइअक्साइडको मात्रा बढ्न जान्छ। यसको मात्रा ५ सिसी प्रतिलिटरदेखि अधिक हुनु मत्स्य पालनको लागि हानिकारक मानिन्छ।  प्रकाश संश्लेषणले जिव इन्धन बनाउन पनि सहायता गर्छ। मानिसले छालामा प्रकाशद्वारा भिटामिन डीको संश्लेषण गर्दछन्। भिटामिन डी एउटा बोसोमा घुलनशील रसायन हो, यसको संश्लेषणमा पराबैजनिक किरणहरूको प्रयोग हुन्छ। प्रकाश-संश्लेषण र श्वासप्रश्वास प्रक्रिया एक अर्काका पूरक भएतापनि विपरीत हुन्छन्। प्रकाश-संश्लेषणमा कार्बनडाइअक्साइड र पानीको बीच रासायनिक प्रतिक्रियाको फलस्वरूप ग्लुकोजको निर्माण हुँदै अक्सिजन उत्सर्जन हुन्छ। स्वासप्रस्वासमा यसका विपरीत ग्लुकोजको अक्सिकरणको फलस्वरूप जल तथा कार्बनडाइअक्साइड बन्दछन्। प्रकाश-संश्लेषणमा सौर्य ऊर्जाको प्रयोगबाट भोजन बन्दछ भने विकिरण ऊर्जाको रूपान्तरण रासायनिक ऊर्जामा हुन जान्छ। यसको विपरीत स्वासप्रस्वासमा भोजनका अक्सिकरणबाट ऊर्जा उत्पन्न हुन्छ, भोजनमा सञ्चित रासायनिक ऊर्जाको प्रयोग सजीवले आफ्ना विभिन्न कार्यहरूमा गर्दछन्।

 अवयब, तिनको स्रोत र कार्य 

पानी, कार्बनडाइअक्साइड, प्रकाश र पर्ण हरिम गरी प्रकाश संश्लेषणको क्रियामा चार मुख्य अवयबहरू हुन्छन्। 
यी चारहरूको उपस्थिति यस क्रियाका लागि अति आवश्यक हुन्छ।

कार्बनडाइअक्साइड प्रकाश-संश्लेषणको एउटा मुख्य अवयब तथा काँचो पदार्थ हो। वायुमण्डलमा कार्बनडाइअक्साइड ग्यास श्वसन, दहन, विघटन आदि क्रियाहरूद्वारा मुक्त हुन्छ। वायुमा यसको मात्रा ०.०३ % देखि ०.०४ % हुन्छ। स्थलीय बोटहरूले यसलाई हावाबाट सिधै ग्रहण गर्न सक्छन्। बोटका पातहरूमा रहेका साना छिद्रलाई पर्णरन्ध्र भनिन्छ। कार्बनडाइअक्साइड यिनै पर्णरन्ध्रहरूबाट बोटका पातहरूमा प्रवेश गर्दछ। जलमग्न बोटहरू जलमा घुली कार्बनडाइअक्साइडलाई आफ्नो शारीरिक सतहदेखि विसरणद्वारा ग्रहण गर्दछन्। प्रकाश-संश्लेषणमा ग्लुकोज (C६H१२O६) नामक कार्बोहाइड्रेटको निर्माण हुन्छ। यसमा कार्बन (C) तथा अक्सिजन (C) तत्वका परमाणु कार्बनडाइअक्साइड (CO२)देखि नै प्राप्त हुन्छन्।

क्लोरोफिल क्लोरोफिल एउटा प्रोटिनयुक्त जटिल रासायनिक यौगिक हो। यो प्रकाश-संश्लेषणको मुख्य वर्णक हो। क्लोरोफिल ए र बी गरी दुई प्रकारका हुन्छन्। क्लोरोफिफ स्वपोषी हरिया बोटहरूका क्लोरोप्लास्टमा पाइन्छ। क्लोरोफिलका अणु सूर्यका प्रकाशीय ऊर्जालाई अवशोषित गर्न त्यसलाई रासायनिक ऊर्जामा रूपान्तरित गर्दछन्। सूर्यका प्रकाशीय ऊर्जालाई अवशोषित गरेर क्लोरोफिलको अणु उत्तेजित हुन्छन्। यी सक्रिय अणुले जलका अणुहरूलाई H+ तथा OH- आयनमा विघटित गर्दछन्। यस प्रकार क्लोरोफिलका अणु प्रकाश-संश्लेषणको जैव-रसायनिक क्रियालाई प्रारम्भ गर्दछन्।

प्रकाश सूर्यको प्रकाश प्रकाश-संश्लेषणका लागि आवश्यक हुन्छ। बत्ती जस्ता तीव्र कृत्रिम प्रकाशमा पनि प्रकाश-संश्लेषणको क्रिया हुन्छ। रातो रङ्गको प्रकाशमा यो क्रिया सबैभन्दा अधिक हुन्छ। रातोका पछि बैजनी रङका प्रकाशमा पनि यो क्रिया हुन्छ। यी दुइटै रङ्ग क्लोरोफिलद्वारा सर्वाधिक अधिक मात्रामा अवशोषित गरिन्छन्। 

जल जल प्रकाश-संश्लेषणको क्रियाको काँचो माल हो। स्थलीय बोटहरूले यसलाई माटोबाट सिधै अवशोषित गर्दछन्। जलीय बोटहरू आफ्नो जलका सम्पर्क भएका भागहरूको बाह्य सतहदेखि जलको अवशोषण गर्दछन्। प्रकाश-संश्लेषणका प्रकाशीय अभिक्रियामा जलका प्रकाशीय विघटनदेखि अक्सिजन उत्पन्न हुन्छ। यही अक्सिजन उपपदार्थका रूपमा वातावरणमा मुक्त हुन्छ।

 प्रभावित गर्ने कारकहरू 

प्रकाश-संश्लेषणको क्रिया अनेक कारकहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ। यसका केही कारकहरू बाह्य र केही कारकहरू आन्तरिक हुन्छन्। बाह्य कारकहरूले प्रकृति र पर्यावरणमा स्थित हुँदै प्रकाश संश्लेषणलाई प्रभावित गर्दछन्। सूर्यको प्रकाशबाट बोटले यस क्रियाका लागि ऊर्जा प्राप्त गर्दछ भने अँध्यारोमा यो क्रिया सम्भव हुँदैन।

 सन्दर्भ सामग्रीहरू

 बाह्य कडीहरू 

 पादप कार्यिकी विज्ञान संस्थान, दिल्ली
 जैव रासायनिक स्तरमा प्रकाश-संश्लेषणको विवरण 
 उच्च-माध्यमिक स्तरका विद्यार्थीहरूका लागि प्रकाश-संश्लेषणको जानकारी
 प्रकाश-संश्लेषणको क्रिया विधिमा ऊर्जाको रूपान्तरण

श्रेणी:वनस्पति विज्ञान
श्रेणी:प्रकाश संश्लेषण