ਸਿੱਖਣ ਦੇ ਉਦੇਸ਼
ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰੋ
ਕਾਰਬਨ ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰੋ
ਸਮਝਾਓ ਕਿ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਸਾਰੇ ਜੀਵਤ ਜੀਵਾਂ ਦੇ ਊਰਜਾ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ
ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਏਟੀਪੀ ਅਤੇ ਐਨਏਡੀਪੀਐਚ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਅਤੇ ਪੈਕ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਸੈੱਲ ਕੋਲ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਭੋਜਨ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦਾ ਬਾਲਣ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਬਣੇ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਇੱਕ ਰੀੜ੍ਹ ਹੋਵੇਗੀ। ਕਾਰਬਨ ਕਿੱਥੋਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ? ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਤੋਂ ਆਉਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਜਾਨਵਰ ਹਰ ਸਾਹ ਨਾਲ ਬਾਹਰ ਕੱਢਦੇ ਹਨ। ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਸ਼ਬਦ ਹੈ ਜੋ ਗਲੂਕੋਜ਼ ਅਤੇ ਹੋਰ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਅੰਤਰ-ਕਾਰਜ
ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ (CO2) ਸਟੋਮਾਟਾ ਰਾਹੀਂ ਪੱਤੇ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਮੇਸੋਫਿਲ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਕਲੋਰੋਪਲਾਸਟ ਦੇ ਸਟ੍ਰੋਮਾ ਵਿੱਚ ਫੈਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ — ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਸਥਾਨ ਜਿੱਥੇ ਸ਼ੂਗਰ ਬਣਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਨਾਮ ਮੇਲਵਿਨ ਕੈਲਵਿਨ ਦੇ ਨਾਮ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿਗਿਆਨੀ ਨੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਸੀ, ਅਤੇ ਇਹ ਤੱਥ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਇੱਕ ਚੱਕਰ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਹੋਰ ਇਸਨੂੰ ਕੈਲਵਿਨ-ਬੇਨਸਨ ਚੱਕਰ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਜੋ ਇਸਦੀ ਖੋਜ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਇੱਕ ਹੋਰ ਵਿਗਿਆਨੀ, ਐਂਡਰਿਊ ਬੇਨਸਨ (ਚਿੱਤਰ 5.14) ਦਾ ਨਾਮ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ।
ਚਿੱਤਰ 5.14: ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਏਟੀਪੀ ਅਤੇ ਐਨਏਡੀਪੀਐਚ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸੂਰਜ ਤੋਂ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਹਾਰਨੈੱਸ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਊਰਜਾ-ਵਾਹਕ ਅਣੂ ਸਟ੍ਰੋਮਾ ਵਿੱਚ ਯਾਤਰਾ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜਿੱਥੇ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।
ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ (ਚਿੱਤਰ 5.15) ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਸੰਗਠਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ, ਰਿਡਕਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਰੀਜਨਰੇਸ਼ਨ। ਸਟ੍ਰੋਮਾ ਵਿੱਚ, CO2 ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਨ ਲਈ ਦੋ ਹੋਰ ਰਸਾਇਣ ਮੌਜੂਦ ਹਨ: ਇੱਕ ਐਨਜ਼ਾਈਮ ਜਿਸਨੂੰ RuBisCO ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਅਣੂ ਰਿਬੂਲੋਜ਼ ਬਿਸਫਾਸਫੇਟ (RuBP)। RuBP ਵਿੱਚ ਪੰਜ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਸਿਰੇ 'ਤੇ ਇੱਕ ਫਾਸਫੇਟ ਸਮੂਹ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
RuBisCO CO2 ਅਤੇ RuBP ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨੂੰ ਉਤਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇੱਕ ਛੇ-ਕਾਰਬਨ ਯੌਗਿਕ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਤੁਰੰਤ ਦੋ ਤਿੰਨ-ਕਾਰਬਨ ਯੌਗਿਕਾਂ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਕਾਰਬਨ ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ CO2 ਨੂੰ ਇਸਦੇ ਅਕਾਰਬਨਿਕ ਰੂਪ ਤੋਂ ਜੈਵਿਕ ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚ "ਫਿਕਸ" ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਏਟੀਪੀ ਅਤੇ ਐਨਏਡੀਪੀਐਚ ਆਪਣੀ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਤਿੰਨ-ਕਾਰਬਨ ਯੌਗਿਕ, 3-PGA, ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੋਰ ਤਿੰਨ-ਕਾਰਬਨ ਯੌਗਿਕ ਜਿਸਨੂੰ G3P ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨੂੰ ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦਾ ਲਾਭ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਜਾਂ ਅਣੂ ਦੁਆਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਦਾ ਲਾਭ ਹੈ। ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ADP ਅਤੇ NADP+ ਦੇ ਅਣੂ, ਮੁੜ-ਊਰਜਾਵਾਨ ਹੋਣ ਲਈ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਆਉਂਦੇ ਹਨ।
G3P ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂ ਦੇ ਗਠਨ ਵਿੱਚ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਣ ਲਈ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਨੂੰ ਛੱਡ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗਲੂਕੋਜ਼ (C6H12O6) ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਛੇ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਛੇ ਗੇੜ ਲੱਗਦੇ ਹਨ (ਫਿਕਸ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਰੇਕ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਅਣੂ ਲਈ ਇੱਕ)। ਬਾਕੀ G3P ਅਣੂ RuBP ਨੂੰ ਮੁੜ-ਜਨਮ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਾਰਬਨ-ਫਿਕਸੇਸ਼ਨ ਪੜਾਅ ਲਈ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। RuBP ਦੇ ਮੁੜ-ਜਨਮ ਵਿੱਚ ਏਟੀਪੀ ਦੀ ਵੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 5.15: ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਤਿੰਨ ਪੜਾਅ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਪੜਾਅ 1 ਵਿੱਚ, ਐਨਜ਼ਾਈਮ RuBisCO ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਨੂੰ ਇੱਕ ਜੈਵਿਕ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ, ਜੈਵਿਕ ਅਣੂ ਨੂੰ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪੜਾਅ 3 ਵਿੱਚ, RuBP, ਉਹ ਅਣੂ ਜੋ ਚੱਕਰ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਨੂੰ ਮੁੜ-ਜਨਮ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਚੱਕਰ ਜਾਰੀ ਰਹਿ ਸਕੇ।
ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ, CO2 ਤੋਂ ਛੇ ਕਾਰਬਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨੂੰ ਫਿਕਸ ਕਰਨ ਲਈ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਛੇ ਗੇੜ ਲੱਗਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਛੇ ਗੇੜ ਰਿਡਕਸ਼ਨ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ 12 ਏਟੀਪੀ ਅਣੂਆਂ ਅਤੇ 12 ਐਨਏਡੀਪੀਐਚ ਅਣੂਆਂ ਅਤੇ ਰੀਜਨਰੇਸ਼ਨ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ 6 ਏਟੀਪੀ ਅਣੂਆਂ ਤੋਂ ਊਰਜਾ ਇਨਪੁਟ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਸਿੱਖਣ ਨਾਲ ਲਿੰਕ
ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੇ ਐਨੀਮੇਸ਼ਨ ਦਾ ਲਿੰਕ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। G3P ਅਤੇ ATP ਨੂੰ RuBP ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਮੁੜ-ਜਨਮ ਦਿੰਦੇ ਦੇਖਣ ਲਈ ਪੜਾਅ 1, ਪੜਾਅ 2, ਅਤੇ ਫਿਰ ਪੜਾਅ 3 'ਤੇ ਕਲਿੱਕ ਕਰੋ।
ਵਿਕਾਸ ਸੰਬੰਧੀ ਕੁਨੈਕਸ਼ਨ
ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ
ਸਾਰੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਜੀਵਾਂ ਦਾ ਸਾਂਝਾ ਵਿਕਾਸਵਾਦੀ ਇਤਿਹਾਸ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਬੁਨਿਆਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸਮੇਂ ਦੇ ਯੁੱਗਾਂ ਦੌਰਾਨ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਬਦਲੀ ਹੈ। ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਬਾਰਸ਼ ਵਾਲੇ ਜੰਗਲਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਸ਼ਾਲ ਪੱਤਿਆਂ ਅਤੇ ਛੋਟੇ ਸਾਇਨੋਬੈਕਟੀਰੀਆ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਭਾਗ ਜੋ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਡੋਨਰ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹਨ, ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ। ਫੋਟੋਸਿਸਟਮ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨੂੰ ਸੋਖਣ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਇਸ ਊਰਜਾ ਨਾਲ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠਾ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।
ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸਾਰੇ ਬਾਇਓਕੈਮੀਕਲ ਪਾਥਵੇਜ਼ਾਂ ਵਾਂਗ, ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅਨੁਕੂਲਤਾਵਾਂ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਜੋ ਬੁਨਿਆਦੀ ਪੈਟਰਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। ਸੁੱਕੇ-ਜਲਵਾਯੂ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (ਚਿੱਤਰ 5.16) ਨੇ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਬਚਾਉਣ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲਤਾਵਾਂ ਨਾਲ ਵਿਕਾਸ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਕਠੋਰ ਸੁੱਕੀ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ, ਹਰ ਬੂੰਦ ਪਾਣੀ ਅਤੇ ਕੀਮਤੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ। ਅਜਿਹੇ ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਦੋ ਅਨੁਕੂਲਤਾਵਾਂ ਵਿਕਸਿਤ ਹੋਈਆਂ ਹਨ। ਇੱਕ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, CO2 ਦੀ ਵਧੇਰੇ ਕੁਸ਼ਲ ਵਰਤੋਂ ਪੌਦਿਆਂ ਨੂੰ ਉਦੋਂ ਵੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ CO2 ਦੀ ਸਪਲਾਈ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗਰਮ ਦਿਨਾਂ 'ਤੇ ਜਦੋਂ ਸਟੋਮਾਟਾ ਬੰਦ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਦੂਜੀ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਰਾਤ ਨੂੰ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਦੀਆਂ ਪੂਰਵ-ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਸਮੇਂ ਸਟੋਮਾਟਾ ਖੋਲ੍ਹਣ ਨਾਲ ਠੰਢੇ ਤਾਪਮਾਨ ਕਾਰਨ ਪਾਣੀ ਦੀ ਬਚਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇਸ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਨੇ ਪੌਦਿਆਂ ਨੂੰ ਸਟੋਮਾਟਾ ਨੂੰ ਬਿਲਕੁਲ ਵੀ ਖੋਲ੍ਹੇ ਬਿਨਾਂ ਘੱਟ ਪੱਧਰ ਦੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੱਤੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਬਹੁਤ ਸੁੱਕੇ ਸਮੇਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਅਤਿਅੰਤ ਵਿਧੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 5.16: ਮਾਰੂਥਲ ਦੀਆਂ ਕਠੋਰ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਰਹਿਣ ਕਾਰਨ ਇਸ ਕੈਕਟਸ ਵਰਗੇ ਪੌਦਿਆਂ ਨੇ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਭਿੰਨਤਾਵਾਂ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਭਿੰਨਤਾਵਾਂ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਧਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਚਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। (ਕ੍ਰੈਡਿਟ: ਪਿਓਟਰ ਵੋਇਟਕੋਵਸਕੀ)
ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ
ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਦੇ ਦੋ ਭਾਗ — ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਕੈਲਵਿਨ ਚੱਕਰ — ਦਾ ਵਰਣਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਕਲੋਰੋਪਲਾਸਟ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਸ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਾਇਨੋਬੈਕਟੀਰੀਆ, ਵਿੱਚ ਝਿੱਲੀ-ਬੱਧ ਅੰਗ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟਿਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਆਟੋਟ੍ਰੋਫਿਕ ਜੀਵਾਂ ਕੋਲ ਕਲੋਰੋਫਿਲ ਅਟੈਚਮੈਂਟ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (ਚਿੱਤਰ 5.17) ਲਈ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਝਿੱਲੀ ਦੀਆਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਗੁਣਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹ ਇੱਥੇ ਹੈ ਕਿ ਸਾਇਨੋਬੈਕਟੀਰੀਆ ਵਰਗੇ ਜੀਵ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।
5.17: ਇੱਕ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਪ੍ਰੋਕੈਰੀਓਟ (photosynthetic prokaryote) ਕੋਲ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਝਿੱਲੀ (plasma membrane) ਦੇ ਅੰਦਰਲੇ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਥਾਈਲੈਕੋਇਡਜ਼ (thylakoids) ਵਾਂਗ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਭਾਵੇਂ ਇਹ ਕਿਸੇ ਅੰਗ (organelle) ਵਿੱਚ ਬੰਦ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕਲੋਰੋਪਲਾਸਟ (chloroplast), ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (photosynthesis) ਕਰਨ ਲਈ ਸਾਰੇ ਜ਼ਰੂਰੀ ਭਾਗ ਮੌਜੂਦ ਹਨ। (ਸਰੋਤ: ਮੈਟ ਰਸਲ (Matt Russell) ਵੱਲੋਂ ਸਕੇਲ-ਬਾਰ ਡਾਟਾ)
ਊਰਜਾ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ
ਜੀਵਤ ਵਸਤੂਆਂ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂਆਂ (carbohydrate molecules) ਨੂੰ ਤੋੜ ਕੇ ਊਰਜਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੀਆਂ ਹਨ। ਪਰ, ਜੇ ਪੌਦੇ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਅਣੂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਤੋੜਨ ਦੀ ਲੋੜ ਕਿਉਂ ਪਵੇਗੀ? ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਸਾਰੇ ਜੀਵਤ ਵਸਤੂਆਂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਲਈ ਸੰਚੇਤਕ ਅਣੂ (storage molecules) ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਭਾਵੇਂ ਊਰਜਾ ਏਟੀਪੀ (ATP) ਵਰਗੇ ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਲਈ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਕੁਸ਼ਲ ਭੰਡਾਰ (reservoirs) ਹਨ। ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਜੀਵ ਵੀ ਆਪਣੇ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸਵਾਸ (respiration) ਦੀਆਂ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਪੌਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਕਲੋਰੋਪਲਾਸਟਾਂ (chloroplasts) ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਮਾਈਟੋਕਾਂਡਰੀਆ (mitochondria) ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਤੁਸੀਂ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (photosynthesis) ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਕਿਰਿਆ:
ਸੈਲੂਲਰ ਸਵਾਸ (cellular respiration) ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਕਿਰਿਆ ਦਾ ਉਲਟ ਹੈ:
ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਇੱਕ ਉਪ-ਉਤਪਾਦ (byproduct) ਵਜੋਂ ਆਕਸੀਜਨ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਵਾਸ ਇੱਕ ਉਪ-ਉਤਪਾਦ ਵਜੋਂ ਕਾਰਬਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਕੁਦਰਤ ਵਿੱਚ, ਕੂੜਾ (waste) ਵਰਗੀ ਕੋਈ ਚੀਜ਼ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ। ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਹਰ ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਅਨੰਤ ਕਾਲ ਤੱਕ ਰੀਸਾਈਕਲ (recycling) ਹੁੰਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਪਦਾਰਥ ਰੂਪ ਬਦਲਦੇ ਹਨ ਜਾਂ ਇੱਕ ਕਿਸਮ ਦੇ ਅਣੂ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਵਿੱਚ ਚਲੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਕਦੇ ਗਾਇਬ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ (ਚਿੱਤਰ 5.18)।
CO2 ਸਵਾਸ (respiration) ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਕੂੜੇ (waste) ਦਾ ਕੋਈ ਰੂਪ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਜਿੰਨਾ ਕਿ ਆਕਸੀਜਨ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (photosynthesis) ਦਾ ਕੂੜਾ ਉਤਪਾਦ (waste product) ਹੈ। ਦੋਵੇਂ ਹੀ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੇ ਉਪ-ਉਤਪਾਦ (byproducts) ਹਨ ਜੋ ਹੋਰ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵੱਲ ਵਧਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਲੋਰੋਪਲਾਸਟਾਂ (chloroplasts) ਵਿੱਚ ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਜਜ਼ਬ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਏਰੋਬਿਕ ਸੈਲੂਲਰ ਸਵਾਸ (aerobic cellular respiration) ਕਾਰਬੋਹਾਈਡਰੇਟਾਂ ਨੂੰ ਤੋੜਨ ਲਈ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਊਰਜਾ ਛੱਡਦਾ ਹੈ। ਦੋਵੇਂ ਅੰਗ (organelles) ਹੋਰ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਊਰਜਾ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਚੇਨਜ਼ (electron transport chains) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਅਤੇ ਸੈਲੂਲਰ ਸਵਾਸ (cellular respiration) ਇੱਕ ਜੀਵ-ਵਿਗਿਆਨਕ ਚੱਕਰ (biological cycle) ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਜੀਵਾਂ ਨੂੰ ਜੀਵਨ-ਦਾਇਕ ਊਰਜਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਮਿਲਦੀ ਹੈ ਜੋ ਲੱਖਾਂ ਮੀਲ ਦੂਰ ਇੱਕ ਤਾਰੇ (star) ਤੋਂ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
5.18: ਕਾਰਬਨ ਚੱਕਰ (carbon cycle) ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (photosynthesis) ਅਤੇ ਸੈਲੂਲਰ ਸਵਾਸ (cellular respiration) ਦੀਆਂ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ (reciprocal) ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆਕਾਰਕ (reactants) ਅਤੇ ਉਤਪਾਦ (products) ਸਾਂਝੇ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ। (ਸਰੋਤ: ਸਟੂਅਰਟ ਬਾਸਿਲ (Stuart Bassil) ਦੇ ਕੰਮ ਦਾ ਸੋਧਿਆ ਹੋਇਆ ਰੂਪ)