కిరణజన్య సంయోగక్రియ: ఇది ఏమిటి మరియు అది ఎలా జరుగుతుంది
కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది మొక్కలు, ఆల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియా ద్వారా కాంతి శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియ.
శామ్యూల్ ఆస్టిన్ ద్వారా సవరించబడిన మరియు పరిమాణం మార్చబడిన చిత్రం Unsplashలో అందుబాటులో ఉంది
కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనే పదానికి కాంతి ద్వారా సంశ్లేషణ అని అర్థం మరియు భూమిపై అత్యంత ముఖ్యమైన జీవ ప్రక్రియలలో ఒకదానిని సూచిస్తుంది. ఆక్సిజన్‌ను విడుదల చేయడం మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ తీసుకోవడం ద్వారా, కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రపంచాన్ని నేడు మనకు తెలిసిన నివాసయోగ్యమైన వాతావరణంగా మార్చింది. ఇంకా, ప్రక్రియ అన్ని జీవులకు శక్తి యొక్క ప్రాధమిక వనరు.
డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జాన్ ఇంగెన్‌హౌజ్ 1779లో సూర్యరశ్మి సమక్షంలో మొక్కలు ఆక్సిజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయని కనుగొన్నారు, కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ఆవిష్కర్తగా పరిగణించబడ్డారు. 1782లో, జీన్ సెనెబియర్, సూర్యకాంతితో పాటు, కిరణజన్య సంయోగక్రియలో కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఉపయోగిస్తుందని జోడించారు. 1818లో, మరియా పెల్లెటియర్ మరియు జోసెఫ్ కావెంటౌ కిరణజన్య సంయోగక్రియను ప్రారంభించే ఫోటోరిసెప్టర్ ఎంజైమ్‌లతో కూడిన ఆకుపచ్చ వర్ణద్రవ్యాన్ని సూచించడానికి "క్లోరోఫిల్" అనే పదాన్ని ఉపయోగించారు.
కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటే ఏమిటి
కాంతి శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియగా కిరణజన్య సంయోగక్రియను నిర్వచించవచ్చు. ఇది మొక్కలు, ఆల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియా ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది, ఇవి ఆటోట్రోఫిక్ మరియు కిరణజన్య సంయోగ జీవులుగా వర్గీకరించబడ్డాయి, ఎందుకంటే అవి కాంతి నుండి తమ స్వంత ఆహారాన్ని ఉత్పత్తి చేయగలవు.
కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ప్రాముఖ్యత
కిరణజన్య సంయోగక్రియ జీవులు ఉత్పత్తి చేసే ఆక్సిజన్ మనకు తెలిసినట్లుగా గ్రహం మీద జీవితం యొక్క నిర్వహణకు చాలా అవసరం. ఇంకా, కిరణజన్య సంయోగక్రియ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉత్పత్తులు మానవత్వం యొక్క భౌతిక-చరిత్రను ఆకృతి చేశాయి, ఎందుకంటే అవి చమురు, సహజ వాయువు, సెల్యులోజ్, బొగ్గు మరియు కట్టెలు వంటి వనరులకు దారితీశాయి. ఇతర భౌగోళిక మరియు సాంకేతిక ప్రక్రియల ద్వారా సూర్యరశ్మిని శక్తి నిల్వలుగా (కిరణజన్య సంయోగక్రియ) మార్చడం ఫలితంగా ఈ వనరులు ఉన్నాయి.
కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమీకరణం
కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది సుదీర్ఘమైన మరియు సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ, దీనిని క్రింది సమీకరణం ద్వారా విస్తృతంగా సంగ్రహించవచ్చు:
- 6CO2 +12H2O + కాంతి → C6 H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఎక్కడ జరుగుతుంది
మొక్కలు మరియు ఆల్గేలలో, కిరణజన్య సంయోగక్రియ క్లోరోప్లాస్ట్‌ల లోపల జరుగుతుంది. సైనోబాక్టీరియాలో, ఇది సైటోప్లాజం యొక్క ద్రవ భాగంలో ఉండే పొర లామెల్లెతో నిర్వహిస్తారు.
క్లోరోప్లాస్ట్ అనేది బయటి పొర మరియు లోపలి పొరను కలిగి ఉండే ఒక అవయవం. దీని లోపలి భాగంలో థైలాకోయిడ్స్ అని పిలువబడే చిన్న పాకెట్స్‌తో అనుసంధానించబడిన పొర లామెల్లె ఉన్నాయి. లోపలి ప్రదేశం స్ట్రోమాతో నిండి ఉంటుంది, ఇది DNA, రైబోజోమ్‌లు మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియలో సహాయపడే ఎంజైమ్‌లను కలిగి ఉండే జిగట ద్రవం. ఈ థైలాకోయిడ్స్ మరియు లామెల్లెలలోనే క్లోరోఫిల్ కనుగొనబడుతుంది.
కిరణజన్య సంయోగక్రియ దశలు
కిరణజన్య సంయోగక్రియను రెండు దశలుగా విభజించవచ్చు: ఫోటోకెమికల్ దశ మరియు రసాయన దశ.
ఫోటోకెమికల్ దశ కాంతి సమక్షంలో మాత్రమే సంభవిస్తుంది మరియు థైలాకోయిడ్స్ మరియు మెమ్బ్రేనస్ లామెల్లెలలో సంభవిస్తుంది. కాంతి శక్తిని రసాయన శక్తిగా మార్చడం దీని ప్రధాన విధి. ఇది రెండు ప్రధాన ప్రక్రియలతో కూడి ఉంటుంది: నీటి ఫోటోలిసిస్ మరియు ఫోటోఫాస్ఫోరైలేషన్.
రసాయన దశ కాంతిపై ఆధారపడదు మరియు క్లోరోప్లాస్ట్ యొక్క మరొక భాగం, స్ట్రోమాలో నిర్వహించబడుతుంది. దీనిలో, మునుపటి దశ, ఫోటోకెమిస్ట్రీ యొక్క ఉత్పత్తులు, కాల్విన్-బెన్సన్ సైకిల్ అని పిలవబడే గ్లూకోజ్, నీరు మరియు స్టార్చ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి వాతావరణ CO2లో చేరాయి.
ఫోటోకెమికల్ దశ
నీటి ఫోటోలిసిస్
నీటి ఫోటోలిసిస్ కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క మొదటి దశ మరియు అందుకున్న కాంతి శక్తి నీటి అణువుల విచ్ఛిన్నతను ప్రోత్సహిస్తుంది, ఆక్సిజన్, ఎలక్ట్రాన్లు మరియు H+ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. వాయువు ఆక్సిజన్ వాతావరణంలోకి విడుదల చేయబడుతుంది, అయితే ఉచిత హైడ్రోజన్ అణువులు (H+) NADP+ అనే సమ్మేళనం ద్వారా ఆకర్షించబడతాయి, ఇది NADPHకి దారితీస్తుంది, ఇది గ్లూకోజ్ అణువులను నిర్మించడానికి రసాయన దశలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఈ దశ సూత్రాల ద్వారా సూచించబడుతుంది:- H2O ⇾ 2H+ + 2 ఎలక్ట్రాన్లు + ½ O2
- NADP+ + H+⇾ NADPH
ఫోటోఫాస్ఫోరైలేషన్
కాంతి శక్తిని ఉపయోగించి ADP అణువుకు (అడెనోసిన్ డైఫాస్ఫేట్) అకర్బన ఫాస్ఫేట్ (పై) చేరిక నుండి ATP ఏర్పడటం ఫోటోఫాస్ఫోరైలేషన్‌లో జరుగుతుంది. ATP అణువులు జీవులచే సంశ్లేషణ చేయబడిన రసాయన శక్తి యొక్క ప్రధాన రూపాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఫోటోఫాస్ఫోరైలేషన్ యొక్క ఈ దశ నీటి ఫోటోలిసిస్‌తో సమాంతరంగా జరుగుతుంది మరియు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క తదుపరి దశలో ఉపయోగించబడే ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఈ దశ ఫార్ములా ద్వారా సూచించబడుతుంది: ADP + Pi ⇾ ATP
రసాయన దశ
కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క చివరి దశ రసాయన దశలో ఉంది, ఇది పర్యావరణం నుండి లేదా మొక్క యొక్క సెల్యులార్ శ్వాసక్రియ నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు మునుపటి దశలో ఉత్పత్తి చేయబడిన రెండు సమ్మేళనాలు ఉపయోగించబడతాయి: ATP మరియు NADPH. ఈ దశలోనే కాల్విన్-బెన్సన్ సైకిల్ అని పిలవబడేది సంభవిస్తుంది, ఇది గ్లూకోజ్, నీరు మరియు పిండి పదార్ధాలను ఉత్పత్తి చేసే ప్రతిచర్యల క్రమం.
ముగింపు
కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది పైన వివరించిన రెండు దశలు, ఫోటోకెమికల్ దశ మరియు రసాయన దశలు చేరడం వల్ల ఏర్పడిన ఫలితం. భూమిపై ఉన్న అన్ని జీవులు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే ఉత్పత్తులపై ఆధారపడి ఉంటాయి: ఆక్సిజన్ మరియు గ్లూకోజ్. ఇంకా, కిరణజన్య సంయోగక్రియ వాతావరణ కూర్పు యొక్క సమతుల్యతకు ప్రాథమికమైనది.
