सूर्य के प्रकाश से कार्बन डाइऑक्साइड का आत्मसात, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए और फिर इसे ग्लूकोज (ऊर्जा) में परिवर्तित करना विभिन्न उत्पादों को संश्लेषित करना तीनों के बीच महत्वपूर्ण अंतर है। तो सीओ 2 निर्धारण के दौरान, जब प्रकाश संश्लेषक पौधे 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (पीजीए) या 3- कार्बन एसिड का उत्पादन करते हैं क्योंकि पहले उत्पाद को सी 3 मार्ग कहा जाता है ।
लेकिन जब प्रकाश संश्लेषक संयंत्र, C3 के मार्ग पर जाने से पहले, ऑक्सैलोएसिटिक एसिड (OAA) या 4 -कार्बन यौगिक का उत्पादन करता है क्योंकि उनके पहले स्थिर उत्पाद को C4 या हैच और स्लैक मार्ग कहा जाता है । लेकिन जब पौधे दिन के समय सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इस ऊर्जा का उपयोग आत्मसात करने के लिए करते हैं या रात के समय कार्बन डाइऑक्साइड को ठीक करने को क्रैसुलसियन एसिड चयापचय या सीएएम कहा जाता है।
इन प्रक्रियाओं का पालन पौधों, बैक्टीरिया की कुछ प्रजातियों और ऊर्जा के उत्पादन के लिए शैवाल, उनके आवास से स्वतंत्र होता है। ऊर्जा के संश्लेषण, हवा और पानी से पोषक तत्वों को प्राप्त करने के लिए प्राथमिक स्रोत के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उपयोग करके प्रकाश संश्लेषण कहा जाता है। यह जीविका के लिए प्रमुख प्रक्रिया है जो स्वयं भोजन बनाती है
इस सामग्री में, हम पौधों और कुछ सूक्ष्मजीवों और उनके बारे में एक छोटे से विवरण के बाद तीन प्रकार के मार्गों के बीच आवश्यक अंतर पर विचार करेंगे।
तुलना चार्ट
| तुलना के लिए आधार | सी 3 मार्ग | C4 मार्ग | सीएएम |
|---|---|---|---|
| परिभाषा | ऐसे पौधे जिनके सूर्य के प्रकाश से कार्बन आत्मसात के बाद पहला उत्पाद 3-कार्बन अणु या 3-फॉस्फोग्लिसरिव एसिड होता है ऊर्जा के उत्पादन को C3 पौधे कहा जाता है, और मार्ग को C3 मार्ग कहा जाता है। यह आमतौर पर पौधों द्वारा उपयोग किया जाता है। | उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में पौधे, सूर्य के प्रकाश ऊर्जा को C4 कार्बन अणु या ऑक्सालैसेटिस एसिड में परिवर्तित करते हैं, जो C3 चक्र से पहले होता है और फिर इसे आगे ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, C4 पौधों को कहा जाता है और मार्ग को C4 मार्ग कहा जाता है। यह सी 3 मार्ग की तुलना में अधिक कुशल है। | वे पौधे जो सूर्य से ऊर्जा का भंडारण करते हैं और फिर इसे रात के दौरान ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, CAM या क्रैसुलसियन एसिड का अनुसरण करते हैं उपापचय। |
| कक्ष शामिल थे | मेसोफिल कोशिकाएँ। | मेसोफिल कोशिका, बंडल म्यान कोशिकाएँ। | C3 और C4 दोनों एक ही मेसोफिल कोशिकाओं में। |
| उदाहरण | सूरजमुखी, पालक, बीन्स, चावल, कपास। | गन्ना, सोरघम और मक्का। | कैक्टि, ऑर्किड। |
| में देखा जा सकता है | सभी प्रकाश संश्लेषक पौधे। | उष्णकटिबंधीय पौधों में | अर्ध-शुष्क स्थिति। |
| इस चक्र का उपयोग करने वाले पौधों के प्रकार | मेसोफाइटिक, हाइड्रोफाइटिक, जेरोफाइटिक। | Mesophytic। | Xerophytic। |
| photorespiration | उच्च दर में मौजूद है। | आसानी से पता लगाने योग्य नहीं। | दोपहर में पता लगाने योग्य। |
| ग्लूकोज के उत्पादन के लिए | 12 एनएडीपीएच और 18 एटीपी की आवश्यकता है। | 12 एनएडीपीएच और 30 एटीपी आवश्यक हैं। | 12 एनएडीपीएच और 39 एटीपी आवश्यक हैं। |
| पहला स्थिर उत्पाद | 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट (3-PGA)। | ऑक्सीलोसेटेट (OAA)। | रात में ऑक्सीलोसेटेट (OAA), दिन में 3 पीजीए। |
| केल्विन चक्र ऑपरेटिव | अकेला। | हैच और स्लैक चक्र के साथ। | C3 और हैच और सुस्त चक्र। |
| प्रकाश संश्लेषण के लिए इष्टतम तापमान | 15-25 डिग्री सेल्सियस | 30-40 ° से | > 40 डिग्री सें |
| कार्बोक्जिलेटिंग एंजाइम | आरयूबीपी कार्बोक्सिलेज। | मेसोफिल में: पीईपी कार्बोक्सिलेज। बंडल शीथ में: RuBP कार्बोक्सिलेज। | अंधेरे में: पीईपी कार्बोक्सिलेज। प्रकाश में: आरयूबी कार्बोक्सिलेज। |
| CO2: एटीपी: NADPH2 अनुपात | 1: 3: 2 | 1: 5: 2 | 1: 6.5: 2 |
| प्रारंभिक CO2 स्वीकर्ता | Ribulose-1, 5-biphophate (RuBP)। | फॉस्फोनिओलफ्रूवेट (पीईपी)। | फॉस्फोनिओलफ्रूवेट (पीईपी)। |
| क्रान्ज एनाटॉमी | अनुपस्थित। | वर्तमान। | अनुपस्थित। |
| CO2 मुआवजा बिंदु (पीपीएम) | 30-70। | 6-10। | अंधेरे में 0-5। |
एक सी 3 मार्ग या केल्विन चक्र की परिभाषा।
सी 3 पौधों को कूल-सीजन या समशीतोष्ण पौधों के रूप में जाना जाता है। वे 65 से 75 ° F के बीच इष्टतम तापमान पर मिट्टी के तापमान के अनुकूल 40-45 ° F पर बढ़ते हैं। इस प्रकार के पौधे उच्च तापमान पर l कार्यकुशलता दिखाते हैं।
C3 पौधों का प्राथमिक उत्पाद 3-कार्बन एसिड या 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (PGA) है । कार्बन डाइऑक्साइड निर्धारण के दौरान यह पहला उत्पाद माना जाता है। C3 मार्ग तीन चरणों में पूरा होता है: कार्बोक्जिलाइज़ेशन, कमी और पुनर्जनन।
C3 के पौधे क्लोरोप्लास्ट में सीधे CO2 में घटते हैं। राइबुलोज बाइफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज (आरयूबीपकेस) की मदद से 3-कार्बन एसिड या 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड के दो अणुओं का उत्पादन किया जाता है। यह 3- फॉस्फोग्लाइसरिक मार्ग का नाम C3 के रूप में बताता है।
3-पीजीए और ग्लूकोज देने के लिए एक अन्य चरण में, एनएडीपीएच और एटीपी फॉस्फोराइलेट। और फिर RuBP को पुन: उत्पन्न करके चक्र फिर से शुरू होता है।
C3 मार्ग एकल चरण प्रक्रिया है, जो क्लोरोप्लास्ट में होती है। यह ऑर्गेनेल सूर्य के प्रकाश ऊर्जा के भंडारण के रूप में कार्य करता है। पृथ्वी पर मौजूद कुल पौधे में से 85 प्रतिशत ऊर्जा के उत्पादन के लिए इस मार्ग का उपयोग करता है।
C3 के पौधे बारहमासी या वार्षिक हो सकते हैं। वे C4 पौधों की तुलना में अत्यधिक प्रोटीनयुक्त हैं। वार्षिक C3 पौधों के उदाहरण गेहूं, जई और राई हैं और बारहमासी l पौधों में फ़ेसक्यूज़, राईग्रास और ऑर्चर्डग्रास शामिल हैं। C3 पौधे C4 पौधों की तुलना में अधिक मात्रा में प्रोटीन प्रदान करते हैं।
सी 4 पाथवे या हैच और स्लैक पाथवे की परिभाषा।
पौधे, विशेष रूप से उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में, इस मार्ग का अनुसरण करते हैं। केल्विन या सी 3 चक्र से पहले, कुछ पौधे सी 4 या हैच और स्लैक मार्ग का अनुसरण करते हैं। यह एक दो चरण की प्रक्रिया है जहां ऑक्सालैसिटिक एसिड (OAA) जो एक 4-कार्बन यौगिक है, का उत्पादन किया जाता है। यह क्लोरोप्लास्ट में मौजूद मेसोफिल और बंडल शीथ सेल में होता है।
जब 4-कार्बन यौगिक का उत्पादन किया जाता है, तो इसे बंडल शीथ सेल में भेजा जाता है, यहां 4-कार्बन अणु आगे कार्बन डाइऑक्साइड और 3-काबोन यौगिक में विभाजित हो जाते हैं। आखिरकार, सी 3 मार्ग ऊर्जा का उत्पादन करना शुरू कर देता है, जहां 3-कार्बन यौगिक अग्रदूत के रूप में कार्य करते हैं।
सी 4 पौधों को गर्म मौसम या उष्णकटिबंधीय पौधों के रूप में भी जाना जाता है। ये बारहमासी या वार्षिक हो सकते हैं। इन पौधों के बढ़ने का सही तापमान 90-95 ° F है । C4 पौधे नाइट्रोजन का उपयोग करने और मिट्टी और वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को इकट्ठा करने में बहुत अधिक कुशल हैं। C3 पौधों की तुलना में प्रोटीन की मात्रा कम है।
इन पौधों को ऑक्सालोसेटेट नामक उत्पाद से अपना नाम मिला जो 4 कार्बन एसिड है। बारहमासी C4 पौधों के उदाहरण हैं भारतीय घास, बरमूदाग्रास, स्विचग्रैस, बड़ा ब्लूस्टेम और वार्षिक C4 पौधों में सेडंग्रास, मक्का, मोती बाजरा हैं।
सीएएम पौधों की परिभाषा
उल्लेखनीय टिप्पणी जो इस प्रक्रिया को उपरोक्त दोनों से अलग करती है वह यह है कि इस प्रकार की प्रकाश संश्लेषण में जीव दिन के समय सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा को अवशोषित करता है और रात के समय में कार्बन डाइऑक्साइड के आत्मसात के लिए इस ऊर्जा का उपयोग करता है।
यह आवधिक सूखे के समय एक प्रकार का अनुकूलन है । यह प्रक्रिया रात के समय गैसों के आदान-प्रदान की अनुमति देती है जब हवा का तापमान ठंडा होता है, और जल वाष्प का नुकसान होता है।
संवहनी पौधों के लगभग 10% ने सीएएम प्रकाश संश्लेषण को अनुकूलित किया है लेकिन मुख्य रूप से शुष्क क्षेत्र में उगाए गए पौधों में पाया जाता है। कैक्टस और यूफोरियस जैसे पौधे इसके उदाहरण हैं। यहां तक कि ऑर्किड और ब्रोमेली, एक अनियमित पानी की आपूर्ति के कारण इस मार्ग को अनुकूलित करते हैं।
बंद हो चुके स्टोमेटा में बेंसन-केल्विन चक्र के निर्धारण के लिए सीओ 2 प्रदान करने के लिए दिन के समय में, मैलेट डीकार्बाक्सिलेटेड हो जाता है। सीएएम प्लांट्स की मुख्य विशेषता रात में CO2 का एक आत्मसात है, जो मलिन अम्ल में, रिक्तिका में संग्रहित होता है। PEP कार्बोक्सिलेज माल्ट के उत्पादन में मुख्य भूमिका निभाता है।
सी 3, सी 4 और सीएएम पौधों के प्रमुख अंतर।
ऊपर हम इन विभिन्न प्रकारों की ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया के बारे में चर्चा करते हैं, नीचे हम तीन के बीच मुख्य अंतरों पर चर्चा करेंगे:
- सी 3 पाथवे या सी 3 पौधों को उन प्रकार के पौधों के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिनका पहला उत्पाद सूरज की रोशनी से कार्बन अस्मिता के बाद ऊर्जा के उत्पादन के लिए 3-कार्बन अणु या 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड है। यह आमतौर पर पौधों द्वारा उपयोग किया जाता है; जबकि उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में पौधे, सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को C4 कार्बन अणु या ऑक्सैलोएसेटिक एसिड में परिवर्तित करते हैं, यह चक्र C3 चक्र से पहले होता है और फिर एंजाइम की मदद से पोषक तत्वों को प्राप्त करने की आगे की प्रक्रिया को अंजाम देता है, C4 पौधों और मार्ग को कहा जाता है C4 मार्ग के रूप में। यह मार्ग C3 मार्ग की तुलना में अधिक कुशल है। दूसरी ओर, वे पौधे जो दिन के समय सूर्य से ऊर्जा का भंडारण करते हैं और फिर रात में इसे ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, CAM या क्रैसुलसेन एसिड चयापचय का अनुसरण करते हैं ।
- C3 पथवे में शामिल कोशिकाएं मेसोफिल कोशिकाएं होती हैं और C4 पथवे में से मेसोफिल कोशिका, बंडल म्यान कोशिकाएं होती हैं, लेकिन CAM एक ही मेसोफिल कोशिकाओं में C3 और C4 दोनों का अनुसरण करते हैं।
- C3 का एक उदाहरण सूरजमुखी, पालक, बीन्स, चावल, कपास हैं, जबकि C4 पौधों का उदाहरण गन्ना, सोरघम और मक्का हैं, और कैक्टि, ऑर्किड सीएएम पौधों का उदाहरण हैं।
- C3 को सभी प्रकाश संश्लेषक पौधों में देखा जा सकता है, जबकि C4 को उष्णकटिबंधीय पौधों और CAM द्वारा अर्ध-शुष्क अवस्था वाले पौधों द्वारा देखा जाता है।
- C3 चक्र का उपयोग करने वाले पौधों के प्रकार मेसोफाइटिक, हाइड्रोफाइटिक, जेरोफाइटिक हैं लेकिन C4 का अनुसरण मेसोफाइटिक पौधों में किया जाता है और Xerophytic CAM अनुसरण करता है।
- Photorespiration उच्च दर में मौजूद है जबकि C4 और CAM में यह आसानी से पता लगाने योग्य नहीं है।
- सी 3 चक्र में 12 एनएडीपीएच और 18 एटीपी; सी 4 में 12 एनएडीपीएच और 30 एटीपी और 12 एनएडीपीएच और 39 एटीपी ग्लूकोज के उत्पादन के लिए आवश्यक हैं ।
- 3-फॉस्फोग्लिसरेट (3-PGA) C3 मार्ग का पहला स्थिर उत्पाद है; C4 मार्ग के लिए ऑक्सीलोसेटेट (OAA) और रात में Oxaloacetate (OAA), सीएएम में दिन के समय 3 पीजीए।
- सी 3 में प्रकाश संश्लेषण के लिए इष्टतम तापमान 15-25 डिग्री सेल्सियस है; सीएएम पौधों में 30-40 डिग्री सेल्सियस और सीएएम में 40 डिग्री सेल्सियस
- C3 पौधों में कार्बोक्सिलेटिंग एंजाइम RuBP कार्बोक्सिलेज है, लेकिन C4 पौधों में यह PEP carboxylase (mesophyll में) और RuBP carboxylase (बंडल शीथ में) है जबकि CAM में यह PEP कारबॉक्लेज़ (अंधेरे में) और RuBP कार्बोक्लेज़ (प्रकाश में) है।
- CO2: ATP: NADPH2 अनुपात C3 में 1: 3: 2, C4 में 1: 5: 2 और CAM में 1: 6.5: 2।
- प्रारंभिक CO2 स्वीकर्ता एक C3 मार्ग में Ribulose-1, 5-biphophate (RuBP) और C4 और CAM में Phosphoenolpyruvate (PEP) है।
- क्रान्ज एनाटॉमी केवल सी 4 मार्ग में मौजूद है, और यह सी 3 और सीएएम पौधों में अनुपस्थित है।
- सी 3 संयंत्र में सीओ 2 मुआवजा बिंदु (पीपीएम) 30-70 है; C4 पौधों में 6-10 और CAM में अंधेरे में 0-5।
निष्कर्ष
हम सभी इस तथ्य से अवगत हैं कि पौधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया द्वारा अपना भोजन तैयार करते हैं। वे वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को पौधों के भोजन या ऊर्जा (ग्लूकोज) में परिवर्तित करते हैं। लेकिन जैसे-जैसे पौधे विभिन्न निवास स्थान में बढ़ते हैं, उनके पास अलग-अलग वायुमंडलीय और जलवायु स्थिति होती है; वे ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया में भिन्न होते हैं।
जैसे कि C4 और CAM मार्ग उच्च तापमान और शुष्क क्षेत्र के पौधों के अस्तित्व के लिए, प्राकृतिक चयन द्वारा दो अनुकूलन हैं। तो हम कह सकते हैं कि ये तीन अलग-अलग जैव रासायनिक विधियां हैं, ऊर्जा प्राप्त करने के लिए पौधों की और सी 3 उनमें से सबसे आम है।
