ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಎಂದರೇನು?

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಬೆಳಕನ್ನು ಸಸ್ಯಕ್ಕೆ ಆಹಾರವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ದ್ಯುತಿವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಒಂದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟವಾಗಿದೆ. ಇದು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಏರೋಬಿಕ್ ಮೆಟಾಬಾಲಿಸಮ್ಗೆ ಇಂಧನವಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯ.

ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿನ ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು ಲಕ್ಷಾಂತರ ಪರಸ್ಪರ ಪಾಲುದಾರರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಪಾಲುದಾರರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವರು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಯಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ, ಆದರೆ ಕೆಲವರು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಕೇವಲ ಒಬ್ಬ ಪಾಲುದಾರನನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ಆಟೋಟ್ರೋಫಿಕ್ ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅನೇಕ ಪಾಲುದಾರರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟೋಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ಆಟೋಟ್ರೋಫಿಕ್ ಉಸಿರಾಟ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಹಲವು ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳೆಂದರೆ ವೇಗವರ್ಧಕ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಕಿಣ್ವ ಅಥವಾ ಕಿಣ್ವಗಳ ಸೆಟ್, ವೇಗವರ್ಧಕ ಗುಂಪು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಕಿಣ್ವ. ವಿಶಾಲವಾದ ಅರ್ಥದಲ್ಲಿ, ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಬೆಳಕಿನ ಆಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ಒಂದರಲ್ಲಿ ಅವು ಆಮ್ಲಜನಕದಂತಹ ಸ್ವತಂತ್ರ ರಾಡಿಕಲ್ ಆಗಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನಂತಹ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಒಂದಾಗಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಇಂಗಾಲದಂತಹ ತಟಸ್ಥವಾಗಿರಬಹುದು.

ಬೆಳಕನ್ನು ಅದರ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿತರಣೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಘಟನೆಯ ಶೇಕಡಾವಾರು ಎಂದು ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಬೆಳಕಿನ ಪ್ರಮಾಣವಾದ ಪ್ರಕಾಶದಿಂದ. ಬೆಳಕಿನ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ತೀವ್ರತೆಯಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಬೆಳಕು ಎಷ್ಟು ಚದುರಿಹೋಗಿದೆ ಎಂಬುದರ ಅಳತೆಯಾಗಿದೆ. ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ದ್ಯುತಿವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಬೆಳಕಿನ ವಿತರಣೆಯ ತೀವ್ರತೆಯು ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಪ್ರಕಾರದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಸಂಯುಕ್ತದ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕು ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಥವಾ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಯಾವ ರೀತಿಯ ಪರಮಾಣು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ. ಪರಮಾಣು ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಫೋಟಾನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯುತ ರೂಪವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಫೋಟಾನ್‌ನಿಂದ ಉತ್ತೇಜಿತವಾಗಿರುವ ಅಣುವಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ನಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಫೋಟೊಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಮೇಲೆ ಘಟನೆಯ ನಂತರ ಬೆಳಕನ್ನು ವಿತರಿಸುವ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಬಹುದು. ಘಟನೆಯ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ‘ಕ್ಷೇತ್ರ’ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ‘ಫೋಟಾನ್’ ಅನ್ನು ‘ಫೋಟಾನ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ’ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಕಣಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಏಕಾಗ್ರತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಪ್ರಕಾಶಕ ದಕ್ಷತೆಯ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಬಹುದು, ಇದು ಏಕಾಗ್ರತೆಯ ಪ್ರತಿ ಘಟಕಕ್ಕೆ ಒಟ್ಟು ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ಅನುಪಾತವಾಗಿದೆ. ಫೋಟೊ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ, ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಏಕಾಗ್ರತೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ವಿವಿಧ ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಪರಮಾಣುಗಳ ಮೇಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಬೀರಲು ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಕೆಲವು ತರಂಗಾಂತರಗಳು ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ದ್ರಾವಕ ರಚನೆಗಳ ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರ ಹಾದುಹೋಗಬಹುದು.

ದ್ರಾವಕಕ್ಕೆ ಬೆಳಕು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಫೋಟೋಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫೋಟೊಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ‘ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ’ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ನಡೆಯುವ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಕೆಲವು ನೇರಳಾತೀತ ಕಿರಣಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರಿನ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಫೋಟೋಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಕೆಲವು ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ. ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಫೋಟೊಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕ್ಲೋರಿನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಫೋಟೋಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಕ್ಲೋರಿನೇಶನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಫೋಟೋಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನೇರಳಾತೀತ ಬೆಳಕನ್ನು ಫೋಟೋಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಲುಮಿನೆಸೆನ್ಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಪರಿಹಾರವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಮೇಲೆ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಲಾದ ಯಾವುದೇ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಫೋಟೊಸೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ, ನಿಯಮದಂತೆ, ಒಂದು ಅಣುವಿನ ಒಂದು ಪರಮಾಣು ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಅಣುವಿನ ಒಂದೇ ಪರಮಾಣುವಿನಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಅಣುಗಳು ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಉತ್ಸುಕಗೊಂಡಾಗ, ಅವು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಹಳ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನಾವು ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸುವ ಅನೇಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಇದು ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.