Photosynthesis in Higher Plants – SAQ Questions and Answers

থাইলাকয়েডের লুমেনে প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট পর্যাপ্ত পরিমাণে তৈরি হতো না, ফলে ATP সিন্থেজের মাধ্যমে ATP উৎপাদন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেত।

অ্যারোবিক (অক্সিজেন-নির্ভর) ব্যাকটেরিয়াগুলো স্পেকট্রামের নির্দিষ্ট কোনো আলোর অংশে জমা হতো না, কারণ সেখানে তাদের বেঁচে থাকার জন্য প্রয়োজনীয় অক্সিজেন তৈরি হতো না।

কারণ ৬ অণু CO2 বিজারিত করে এক অণু গ্লুকোজ তৈরি করতে ২৪টি ইলেকট্রন ও প্রোটন প্রয়োজন, যা শুধুমাত্র ১২ অণু জলের সালোক বিভাজন (2H2O -> 4H+ + 4e- + O2) থেকেই পাওয়া সম্ভব।

কারণ কার্বন ডাই-অক্সাইড প্রথমে মেসোফিল কোষে PEPcase দ্বারা ফিক্সড হয় এবং পরবর্তীতে বান্ডেল সিথ কোষে পরিবাহিত হয়ে পুনরায় RuBisCO দ্বারা কেলভিন চক্রে ফিক্সড হয়।

জলকষ্টে পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যাওয়ায় পাতার ভেতরে CO2-এর প্রবেশ বন্ধ হয়ে যায়, যা সরাসরি অন্ধকার বিক্রিয়ার কার্বন ফিক্সেশনকে থামিয়ে দেয়, যদিও আলোক বিক্রিয়া চলতে পারে।

উৎপাদিত ATP গুলো সরাসরি থাইলাকয়েডের লুমেনে জমা হতো, যা স্ট্রোমায় থাকা কেলভিন চক্রের এনজাইমগুলো ব্যবহার করতে পারতো না, ফলে শর্করা তৈরি হতো না।

RuBisCO-এর CO2-এর প্রতি আসক্তি (affinity) অক্সিজেনের চেয়ে অনেক বেশি, তাই অনুপাত সমান থাকলেও এটি CO2 ফিক্সেশনকেই বেশি প্রাধান্য দেবে।

তিনি সালোকসংশ্লেষণের সময় কোষের ভেতরে তৈরি হওয়া অসংখ্য সাধারণ কার্বন যৌগের ভিড়ে সদ্য ফিক্স হওয়া কার্বনের সঠিক পথ বা চক্রটি আলাদাভাবে শনাক্ত করতে পারতেন না।

ডিকার্বক্সিলেশনের ফলে উৎপন্ন CO2 সহজেই কোষের বাইরে চলে যেত, ফলে RuBisCO এর চারপাশে CO2-এর উচ্চ ঘনত্ব বজায় থাকতো না এবং ফটোরেসপিরেশন শুরু হয়ে যেত।

এগুলো ইলেকট্রন পরিবহনের শক্তির সাহায্যে স্ট্রোমা থেকে প্রোটন (H+) গ্রহণ করে থাইলাকয়েডের লুমেনে পাম্প করে, যা কেমিওসমোসিসের মূল ভিত্তি।

বান্ডেল সিথ কোষে CO2-এর সরবরাহ পুরোপুরি বন্ধ হয়ে যাবে এবং সেখানে কেলভিন চক্র সম্পূর্ণরূপে থেমে গিয়ে শর্করা উৎপাদন বন্ধ হবে।

কারণ অক্সিজেন একটি গ্যাসীয় পদার্থ এবং এটি মেমব্রেন ভেদ করে সহজেই ব্যাপন (diffusion) প্রক্রিয়ায় ক্লোরোপ্লাস্ট ও কোষের বাইরে চলে যেতে পারে।

কারণ তীব্র আলোতে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে C3 উদ্ভিদে RuBisCO-এর অক্সিজেনেজ কার্যকলাপ বেড়ে গিয়ে ফটোরেসপিরেশন শুরু হয়, যা সালোকসংশ্লেষণের নিট হার কমিয়ে দেয়।

গ্লুকোজ দ্রবণীয় ও অসমোটিকালি সক্রিয় (osmotically active) হওয়ায় কোষের অসমোটিক চাপ মারাত্মকভাবে বেড়ে যেতো, যা কোষের স্বাভাবিক কার্যক্রম ধ্বংস করে দিত।

কারণ শুধুমাত্র একটি সিস্টেমের সাহায্যে জলের বিভাজন থেকে প্রাপ্ত নিম্ন শক্তির ইলেকট্রনগুলোকে এত উচ্চ শক্তির স্তরে (NADP+ কে বিজারিত করার জন্য) উন্নীত করা সম্ভব নয়।

3-PGA তৈরি হবে না, ফলে রিডাকশন ধাপে আলোক বিক্রিয়া থেকে আসা ATP ও NADPH ব্যবহৃত হতে পারবে না এবং চক্রটি শুরুতেই স্থবির হয়ে যাবে।

এই রূপান্তরের জন্য মেসোফিল কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে আলোক বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন ATP থেকে প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করা হয়।

এনজাইমটি ধীরে ধীরে নিষ্ক্রিয় হয়ে যাবে, কারণ এটি কাজ করার জন্য আলোক বিক্রিয়ার উৎপাদ (ATP ও NADPH) এর ওপর নির্ভরশীল, যা অন্ধকারে নিঃশেষ হয়ে যায়।

যদি গ্রিনহাউসের ভেতরের তাপমাত্রা উদ্ভিদের অপটিমাম লেভেলের চেয়ে অনেক কম থাকে, তবে সেই ন্যূনতম তাপমাত্রাই লিমিটিং ফ্যাক্টর হয়ে ফলন বৃদ্ধিতে বাধা দেবে।

প্রোটনগুলো স্ট্রোমাতেই মুক্ত হতো, ফলে লুমেন এবং স্ট্রোমার মধ্যে বিপরীতমুখী গ্রেডিয়েন্ট তৈরি হতো না এবং ATP উৎপাদন অসম্ভব হয়ে পড়তো।