विषय
- प्रकाश संश्लेषण मेटाबॉलिज्म
- ऊर्जा-फिक्सिंग प्रतिक्रिया
- कार्बन-फिक्सिंग प्रतिक्रिया
- कोशिकीय श्वसन
- ग्लाइकोलोसिस: ग्लूकोज को तोड़ना
- क्रेब्स साइकिल
- इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली
प्रकाश संश्लेषण और सेलुलर श्वसन चक्र का उपयोग पौधों और अन्य जीवों के लिए उपयोग करने योग्य ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। ये प्रक्रिया जीवों की कोशिकाओं के अंदर एक आणविक स्तर पर होती है। इस पैमाने पर, ऊर्जा-युक्त अणुओं को चयापचय प्रक्रियाओं के माध्यम से रखा जाता है जो ऊर्जा का उत्पादन करते हैं जो तुरंत उपयोग किया जा सकता है। प्रकाश संश्लेषण में ऊर्जा का ऐसा एक स्रोत उत्पन्न होता है; एक और बैटरी की तरह सेलुलर श्वसन में संग्रहीत किया जाता है।
प्रकाश संश्लेषण मेटाबॉलिज्म
पौधों को रंध्र नामक उनकी पत्तियों पर छोटे छिद्रों के माध्यम से प्रकाश ऊर्जा प्राप्त होती है और इसे क्लोरोप्लास्ट नामक ऑर्गेनेल में परिवर्तित कर देता है, जो पत्तियों और हरे रंग के तनों में पादप कोशिकाओं में स्थित होता है। ऑर्गेनेल एक सेल के विशेष हिस्से हैं जो एक अंग-जैसे फैशन में कार्य करते हैं। इस प्रक्रिया में ऊर्जा का उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को कार्बोहाइड्रेट जैसे ग्लूकोज और आणविक ऑक्सीजन में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
प्रकाश संश्लेषण एक दो-भाग चयापचय प्रक्रिया है। प्रकाश संश्लेषण के जैव रासायनिक मार्ग के दो भाग ऊर्जा-फिक्सिंग प्रतिक्रिया और कार्बन-फिक्सिंग प्रतिक्रिया है। पहले एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट हाइड्रोजन (एनएडीपीएच) अणुओं का उत्पादन करता है। दोनों अणुओं में ऊर्जा होती है और यह ग्लूकोज बनाने के लिए कार्बन-फिक्सिंग प्रतिक्रिया में उपयोग किया जाता है।
ऊर्जा-फिक्सिंग प्रतिक्रिया
प्रकाश संश्लेषण की ऊर्जा-फिक्सिंग प्रतिक्रिया में, इलेक्ट्रॉनों को कोएंजाइम और अणुओं के माध्यम से पारित किया जाता है जहां वे अपनी ऊर्जा जारी करते हैं। अधिकांश इलेक्ट्रॉनों को श्रृंखला के साथ पारित किया जाता है, लेकिन इस ऊर्जा का कुछ उपयोग क्लोरोप्लास्ट के अंदर थायलाकोइड झिल्ली के पार हाइड्रोजन के रूप में प्रोटॉन को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। फिर रखी गई ऊर्जा का उपयोग एटीपी और एनएडीपीएच को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।
कार्बन-फिक्सिंग प्रतिक्रिया
कार्बन-फिक्सिंग प्रतिक्रिया के दौरान, ऊर्जा-फिक्सिंग प्रतिक्रिया में उत्पादित एटीपी और एनएडीपीएच में ऊर्जा का उपयोग कार्बोहाइड्रेट को ग्लूकोज और अन्य शर्करा और कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। यह कैल्विन चक्र के माध्यम से होता है, जिसे शोधकर्ता मेल्विन केल्विन के नाम पर रखा गया है। चक्र वायुमंडल से प्राप्त कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करता है। NADPH से हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बन और पानी से ऑक्सीजन मिलकर ग्लूकोज अणुओं को C के रूप में निरूपित करता है6एच12हे6.
कोशिकीय श्वसन
जीव कार्बोहाइड्रेट को ऊर्जा में बदलने के लिए सेलुलर श्वसन का उपयोग करते हैं, और यह प्रक्रिया कोशिका के कोशिका द्रव्य में होती है। कार्बोहाइड्रेट से मुक्त ऊर्जा एटीपी अणुओं में संग्रहीत होती है। इन अणुओं का निर्माण कार्बोहाइड्रेट से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके एडेनोसिन डिपोस्फेट (ADP) के अणुओं और फॉस्फेट आयनों को मिलाने के लिए किया जाता है। कोशिकाएं तब विभिन्न ऊर्जा-निर्भर प्रक्रियाओं के लिए इस संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करती हैं।
सेलुलर श्वसन के दौरान उत्पादित पानी और कार्बन डाइऑक्साइड भी हैं। इन तीन उत्पादों की पैदावार की प्रक्रिया चार भागों से बनी है: ग्लाइकोलोसिस, क्रेब्स चक्र, इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली और रसायन विज्ञान।
ग्लाइकोलोसिस: ग्लूकोज को तोड़ना
ग्लाइकोलोसिस के दौरान, ग्लूकोज दो पाइरूविक एसिड अणुओं में टूट जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान दो एटीपी अणु उत्पन्न होते हैं। इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले दो निकोटिनामाइड एडेनिन डाईन्यूक्लियोटाइड (एनएडीएच) अणुओं का भी ग्लाइकोलोसिस के दौरान उत्पादन किया जाता है।
क्रेब्स साइकिल
क्रेब्स चक्र में, ग्लाइकोलोसिस के दौरान उत्पादित पाइरुविक एसिड के दो अणुओं का उपयोग एनएडीएच बनाने के लिए किया जाता है। यह तब होता है जब हाइड्रोजन को एनएडी में जोड़ा जाता है। क्रेब्स चक्र के दौरान निर्मित दो एटीपी अणु भी हैं।
इस प्रक्रिया में जारी कार्बन परमाणु कार्बन डाइऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ गठबंधन करते हैं। चक्र पूरा होने पर छह कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं को छोड़ दिया जाता है। ये छह अणु ग्लूकोज में छह कार्बन परमाणुओं के अनुरूप होते हैं जो शुरू में ग्लाइकोलोसिस में उपयोग किए गए थे।
इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली
माइटोकॉन्ड्रिया में साइटोक्रोमेस (सेल पिगमेंट) और कोएंजाइम इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली बनाते हैं।
NAD से लिए गए इलेक्ट्रॉनों को इन वाहक और स्थानांतरण अणुओं के माध्यम से ले जाया जाता है। प्रणाली के दौरान कुछ बिंदुओं पर, NADH से हाइड्रोजन परमाणुओं के रूप में प्रोटॉन को एक झिल्ली के पार ले जाया जाता है और माइटोकॉन्ड्रिया के बाहरी क्षेत्र में छोड़ा जाता है। ऑक्सीजन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है। जब यह एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, तो पानी बनाने के लिए जारी हाइड्रोजन के साथ ऑक्सीजन बांड।