Early Experiments Questions in Hindi

(C) रॉबर्ट मेयर,जो एक जर्मन चिकित्सक और भौतिक विज्ञानी थे,ने सबसे पहले $1845$ में यह प्रस्तावित किया था कि पौधे प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। उन्होंने पहचाना कि पौधों द्वारा उत्पादित कार्बनिक यौगिकों के रासायनिक बंधों में संचित ऊर्जा सूर्य के प्रकाश से प्राप्त होती है।

(D) सही उत्तर $D$ है। कैलिफोर्निया,$U.S.A.$ में केल्विन,बेन्सन और उनके सहयोगियों ने $Chlorella$ और $Scenedesmus$ (जो शैवाल हैं) को कार्बन डाइऑक्साइड में रेडियोधर्मी $^{14}C$ खिलाकर प्रयोग किए थे।
रेडियोधर्मी कार्बन,$^{14}C$ का अर्ध-आयु काल $5568$ वर्ष है,जिससे $CO_2$ स्थिरीकरण के मार्ग का पता आसानी से लगाया जा सकता है।
प्रकाश संश्लेषण कर रहे शैवाल निलंबन को $^{14}CO_2$ प्रदान किया गया था।
शैवाल को उबलते हुए मेथनॉल में निश्चित अंतराल पर मार दिया गया,जिससे एंजाइमों के विकृतीकरण के कारण प्रकाश संश्लेषण की गतिविधि तुरंत रुक गई।
अल्कोहल को वाष्पित करने और शैवाल को पीसने के बाद,प्राप्त पेस्ट को द्वि-आयामी पेपर क्रोमैटोग्राफी द्वारा अलग किया गया।
केल्विन और उनके सहयोगियों ने पाया कि तीन सेकंड के बाद,रेडियोधर्मिता फॉस्फोग्लिसरिक एसिड $(PGA)$ में दिखाई दी।
इस प्रकार,$PGA$ को शैवाल में प्रकाश संश्लेषण के पहले स्थिर उत्पाद के रूप में पहचाना गया।

(C) वैज्ञानिकों के ऐतिहासिक कालक्रम के आधार पर सही मिलान इस प्रकार है:
$1. 1733-1804$: $r. Joseph Priestley$ (ये बेल जार और मोमबत्ती के साथ अपने प्रयोगों के लिए जाने जाते हैं)।
$2. 1730-1799$: $p. Jan Ingenhousz$ (ये जलीय पौधों पर अपने प्रयोगों के लिए जाने जाते हैं,जिससे पता चला कि प्रकाश संश्लेषण के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है)।
$3. 1897-1985$: $s. Cornelius Van Niel$ (ये बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया पर अपने अध्ययन के लिए जाने जाते हैं)।
$4. 1843-1909$: $q. T.W. Engelmann$ (ये क्लेडोफोरा का उपयोग करके एक्शन स्पेक्ट्रम प्रयोग के लिए जाने जाते हैं)।
अतः,सही क्रम $(1-r), (2-p), (3-s), (4-q)$ है।

(B) जूलियस वॉन सैक्स ने प्रमाण प्रदान किया था कि जब पौधे बढ़ते हैं तो ग्लूकोज का उत्पादन होता है।
$1854$ में,उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधों में ग्लूकोज का उत्पादन होता है और यह आमतौर पर स्टार्च के रूप में जमा होता है।
उन्होंने दिखाया कि पौधों के हरे भागों में ग्लूकोज बनता है,और यह ग्लूकोज बाद में स्टार्च के रूप में संचित हो जाता है।

(D) कथन $1$ असत्य है क्योंकि $T$. $W$. Engelmann के प्रयोग ने प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण मुख्य रूप से प्रकाश स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में होता है,न कि हरे और नारंगी रंग में। इसके अलावा,पानी का प्रकाश-अपघटन एक जटिल प्रक्रिया है जिसका वर्णन उनके एक्शन स्पेक्ट्रम प्रयोग में स्पष्ट रूप से नहीं किया गया था।
कथन $2$ सत्य है। Engelmann ने $O_2$ उत्सर्जन के स्थानों का पता लगाने के लिए वायवीय बैक्टीरिया का उपयोग एक उपकरण के रूप में किया था। उन्होंने देखा कि ये बैक्टीरिया मुख्य रूप से नीले और लाल प्रकाश वाले क्षेत्रों में जमा हो गए थे,जो यह दर्शाता है कि ये वे क्षेत्र हैं जहाँ अधिकतम प्रकाश संश्लेषण (और इस प्रकार $O_2$ की मुक्ति) होती है।

(C) जोसेफ प्रीस्टली ने $1770$ में प्रयोगों की एक श्रृंखला की,जिसने हरे पौधों के विकास में हवा की आवश्यक भूमिका को उजागर किया।
उन्होंने एक बंद स्थान (बेल जार) में जलती हुई मोमबत्ती रखी जो जल्द ही बुझ गई।
इसी प्रकार,एक बंद स्थान में रखा गया चूहा जल्द ही दम घुटने से मर जाएगा।
उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि जलती हुई मोमबत्ती या सांस लेने वाला जानवर हवा को किसी तरह खराब कर देते हैं।
जब उन्होंने उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा,तो उन्होंने पाया कि चूहा जीवित रहा और मोमबत्ती जलती रही।
प्रीस्टली ने परिकल्पना की कि पौधे हवा में वह सब कुछ बहाल कर देते हैं जिसे सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियां हटा देती हैं।
इस प्रकार,उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधे हवा को शुद्ध करते हैं।

(B) थियोडोर डब्ल्यू. एंगेलमैन ने प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रल घटकों में विभाजित करने के लिए एक प्रिज्म का उपयोग करके एक क्लासिक प्रयोग किया और फिर वायवीय बैक्टीरिया के निलंबन में रखे गए हरे शैवाल $Cladophora$ पर प्रकाश डाला।
$1$. बैक्टीरिया का उपयोग $O_2$ उत्सर्जन के स्थानों का पता लगाने के लिए किया गया था।
$2$. उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से विभाजित स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश वाले क्षेत्र में जमा हो गए थे।
$3$. यह प्रकाश संश्लेषण का पहला क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) था,जो क्लोरोफिल $a$ और $b$ के अवशोषण स्पेक्ट्रम के समान है।

(C) जूलियस वॉन सैक्स $(1854)$ ने पौधों की वृद्धि के दौरान ग्लूकोज के उत्पादन के लिए प्रमाण प्रदान किए। उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधों के हरे भाग वे स्थान हैं जहाँ ग्लूकोज बनता है और यह ग्लूकोज आमतौर पर स्टार्च के रूप में संचित होता है। उन्होंने पौधों में क्लोरोफिल की भूमिका का भी अध्ययन किया।

(C) कॉर्नेलियस वैन नील ने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया पर अध्ययन किया था।
उन्होंने प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण अनिवार्य रूप से एक प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है जिसमें एक उपयुक्त ऑक्सीकरणीय यौगिक से हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित (reduce) करता है।
हरे पौधों में,$H_2O$ हाइड्रोजन दाता के रूप में कार्य करता है और ऑक्सीकृत होकर $O_2$ मुक्त करता है।
इस प्रकार,उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान निकलने वाला $O_2$ पानी $(H_2O)$ से आता है,न कि कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ से।

(A) जैन इंगेंहौस $(1730-1799)$ ने जलीय पौधों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला की।
उन्होंने देखा कि तेज धूप में,पौधे के हरे भागों के चारों ओर छोटे बुलबुले बन रहे थे,जबकि अंधेरे में वे नहीं बनते थे।
उन्होंने इन बुलबुलों की पहचान ऑक्सीजन के रूप में की।
इस प्रकार,उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि पौधों के केवल हरे भाग ही सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ऑक्सीजन मुक्त कर सकते हैं।

(B) मेल्विन केल्विन ने प्रकाश संश्लेषण की अप्रकाशिक अभिक्रिया (dark reaction) में कार्बन के पथ का पता लगाने के लिए शैवाल (algae) पर प्रकाश संश्लेषण के अध्ययन में रेडियोधर्मी समस्थानिक $^{14}C$ का उपयोग किया था।
इससे केल्विन चक्र की खोज हुई,जो यह बताती है कि कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक यौगिकों में कैसे स्थिर (fix) किया जाता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन पानी $(H_2O)$ के प्रकाश-अपघटन (photolysis) से आती है।
रूबेन,हासिड और कामेन द्वारा ऑक्सीजन के भारी समस्थानिक $(^{18}O)$ का उपयोग करके किए गए प्रयोगों के अनुसार,यह सिद्ध हुआ था कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान विकसित $O_2$ पानी से प्राप्त होता है,न कि कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ से।
इसलिए,यदि कोई पौधा भारी समस्थानिक $^{18}O$ युक्त $O_2$ मुक्त करता है,तो उसे निश्चित रूप से भारी समस्थानिक युक्त पानी,यानी $H_2^{18}O$ प्रदान किया गया होगा।

(D) यह खोज कि प्रकाश संश्लेषण में $CO_2$ के स्थिरीकरण का पहला स्थायी उत्पाद $3$-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड $(PGA)$ है,मेल्विन केल्विन और उनके सहयोगियों द्वारा की गई थी। उन्होंने शैवाल के प्रकाश संश्लेषण के अध्ययन में रेडियोधर्मी $^{14}C$ का उपयोग किया था,विशेष रूप से $Chlorella$ और $Scenedesmus$ नामक शैवाल का उपयोग करके। इसलिए,यह शोध शैवाल पर किया गया था।

(B) प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन जल के अणुओं से आती है। प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,पादप पत्तियों में क्लोरोप्लास्ट के भीतर क्लोरोफिल द्वारा प्रकाश ऊर्जा को ग्रहण किया जाता है। यह ऊर्जा जल के प्रकाश-अपघटन (photolysis) को सुगम बनाती है,जो जल के अणुओं को प्रोटॉन,इलेक्ट्रॉन और ऑक्सीजन गैस में विभाजित करता है।
यह रासायनिक प्रक्रिया इस प्रकार है:
$4H_2O \rightleftharpoons 4H^+ + 4OH^-$
$4OH^- \xrightarrow{Mn^{2+}, Cl^-} 2H_2O + O_2 \uparrow + 4e^-$

(D) वर्णित प्रयोग $1883$ में $T.W. Engelmann$ द्वारा किया गया प्रसिद्ध क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) प्रयोग है।
उन्होंने हरे शैवाल $Cladophora$ का उपयोग किया और इसे वायवीय बैक्टीरिया $(Azotobacter)$ के निलंबन में रखा।
इन बैक्टीरिया का उपयोग $O_2$ उत्सर्जन के स्थानों का पता लगाने के लिए किया गया था।
उन्होंने प्रिज्म का उपयोग करके प्रकाश को विभाजित किया और शैवाल को प्रकाशित किया।
उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से नीले और लाल प्रकाश के क्षेत्रों में जमा हुए थे,जहाँ प्रकाश संश्लेषण की दर सबसे अधिक थी,जिससे अधिकतम $O_2$ मुक्त हुआ।

(N/A) एक स्वस्थ पौधे की एक पत्ती को काले कागज से आंशिक रूप से ढका जाता है।
$(B)$ दूसरी पत्ती को सूर्य के प्रकाश में खुला छोड़ दिया जाता है।
$\Rightarrow$ कुछ समय बाद,दोनों पत्तियों में आयोडीन के तनु घोल का उपयोग करके स्टार्च की उपस्थिति की जाँच की जाती है।
$\Rightarrow$ अवलोकन: जो पत्ती प्रकाश में खुली थी,उसमें स्टार्च का निर्माण होता है (यह आयोडीन के साथ नीला-काला हो जाता है)।
$\Rightarrow$ पत्ती का वह भाग जो काले कागज से ढका था,उसमें स्टार्च नहीं बनता है,इसलिए वह आयोडीन के साथ रंग नहीं बदलता है।
$\Rightarrow$ निष्कर्ष: यह प्रयोग दर्शाता है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया,जिससे स्टार्च बनता है,केवल सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में ही होती है।

(N/A) $\Rightarrow$ इस प्रयोग में,एक पत्ती के आधे भाग को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड $(KOH)$ में भीगी हुई रुई वाली एक परखनली में रखा जाता है,जो $CO_{2}$ को अवशोषित कर लेती है,जबकि दूसरा आधा भाग हवा में खुला रहता है।
$\Rightarrow$ परीक्षण: कुछ समय बाद,स्टार्च की उपस्थिति की जांच करने के लिए पत्ती पर आयोडीन परीक्षण किया जाता है।
$\Rightarrow$ अवलोकन: यह देखा गया है कि परखनली के अंदर वाले पत्ती के भाग में ($CO_{2}$ की अनुपस्थिति के कारण) स्टार्च नहीं बनता है,जबकि हवा के संपर्क में रहने वाले भाग में स्टार्च सकारात्मक पाया जाता है।
$\Rightarrow$ निष्कर्ष: यह प्रयोग दर्शाता है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए $CO_{2}$ आवश्यक है।

(N/A) जोसेफ प्रीस्टली $(1733-1804)$ ने $1770$ में प्रयोगों की एक श्रृंखला की,जिसने हरे पौधों की वृद्धि में हवा की आवश्यक भूमिका को उजागर किया।
- प्रीस्टली ने देखा कि एक बंद स्थान (बेल जार) में जलती हुई मोमबत्ती जल्द ही बुझ जाती है (चित्र $a, b$)।
- इसी प्रकार,एक बंद स्थान में रखा गया चूहा जल्द ही दम घुटने से मर जाएगा।
- इन अवलोकनों के आधार पर,उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि जलती हुई मोमबत्ती या हवा में सांस लेने वाले जानवर,दोनों ही किसी न किसी तरह हवा को नुकसान पहुँचाते हैं।
- हालाँकि,जब उन्होंने उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा,तो उन्होंने पाया कि चूहा जीवित रहा और मोमबत्ती जलती रही (चित्र $c, d$)।
- प्रीस्टली ने परिकल्पना की कि पौधे हवा में वह सब कुछ बहाल कर देते हैं जिसे सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।
- बाद में,$1774$ में,प्रीस्टली ने ऑक्सीजन की खोज की।

(N/A) $\Rightarrow$ जैन इंगनहौस $(1730-1799)$ ने प्रीस्टली द्वारा उपयोग किए गए सेटअप के समान ही एक सेटअप का उपयोग किया।
$\Rightarrow$ उन्होंने इस प्रयोग को एक बार अंधेरे में और एक बार सूर्य के प्रकाश में किया।
$\Rightarrow$ इससे यह निष्कर्ष निकला कि पादप प्रक्रिया के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है।
$\Rightarrow$ सूर्य का प्रकाश किसी तरह जलती हुई मोमबत्तियों या सांस लेने वाले जानवरों द्वारा दूषित हवा को शुद्ध करता है।
$\Rightarrow$ एक जलीय पौधे के साथ किए गए एक सुंदर प्रयोग में,इंगनहौस ने दिखाया कि तेज धूप में,हरे भागों के चारों ओर छोटे बुलबुले बनते हैं।
$\Rightarrow$ जबकि अंधेरे में ये बुलबुले नहीं बनते हैं।
$\Rightarrow$ बाद में,उन्होंने पहचान की कि ये बुलबुले ऑक्सीजन के थे।
$\Rightarrow$ अतः,उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधों के केवल हरे भाग ही ऑक्सीजन छोड़ सकते हैं।

(N/A) $1854$ के आसपास जूलियस वॉन सैक्स ने प्रमाण दिया कि जब पौधे वृद्धि करते हैं तो ग्लूकोज का उत्पादन होता है।
ग्लूकोज आमतौर पर पौधों में स्टार्च के रूप में जमा होता है।
उनके बाद के अध्ययनों ने दिखाया कि पौधों में हरा पदार्थ (जिसे अब हम क्लोरोफिल के रूप में जानते हैं) विशेष संरचनाओं में स्थित होता है,जिन्हें बाद में क्लोरोप्लास्ट कहा गया।
जूलियस वॉन सैक्स ने पाया कि पौधों के हरे भाग वे स्थान हैं जहाँ ग्लूकोज बनता है,और यह ग्लूकोज आमतौर पर स्टार्च के रूप में संग्रहीत होता है।

(N/A) $\Rightarrow$ $T$. $W$. Engelmann ने प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रमी घटकों में विभाजित करने के लिए प्रिज्म का उपयोग किया।
$\Rightarrow$ फिर उन्होंने एक हरे शैवाल,$Cladophora$ को वायवीय बैक्टीरिया के निलंबन में रखकर प्रकाशित किया।
$\Rightarrow$ बैक्टीरिया का उपयोग $O_{2}$ विकास के स्थलों का पता लगाने के लिए किया गया था।
$\Rightarrow$ उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से विभाजित स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश के क्षेत्रों में जमा हो गए थे।
$\Rightarrow$ इस प्रकार,प्रकाश संश्लेषण का पहला क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) वर्णित किया गया था।
$\Rightarrow$ यह स्पेक्ट्रम मोटे तौर पर क्लोरोफिल $a$ और $b$ के अवशोषण स्पेक्ट्रम (absorption spectra) के समान है।

(N/A) $\Rightarrow$ प्रकाश संश्लेषण को समझने के लिए एक मील का पत्थर योगदान सूक्ष्मजीवविज्ञानी कॉर्नेलियस वैन नील ($1897$-$1985$) द्वारा दिया गया था,जिनका अध्ययन बैंगनी और हरे बैक्टीरिया पर आधारित था।
$\Rightarrow$ उन्होंने प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण अनिवार्य रूप से एक प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है,जिसमें एक उपयुक्त ऑक्सीकरण योग्य यौगिक से हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित (reduce) करता है।
$\Rightarrow$ सामान्य समीकरण: $2H_{2}A + CO_{2} \xrightarrow{\text{light}} 2A + CH_{2}O + H_{2}O$.
$\Rightarrow$ हरे पौधों में,$H_{2}O$ हाइड्रोजन दाता है और यह ऑक्सीकृत होकर $O_{2}$ बनाता है।
$\Rightarrow$ कुछ जीव प्रकाश संश्लेषण के दौरान $O_{2}$ मुक्त नहीं करते हैं। बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया के लिए $H_{2}S$ हाइड्रोजन दाता के रूप में कार्य करता है।
$\Rightarrow$ इन बैक्टीरिया में 'ऑक्सीकरण' उत्पाद सल्फर या सल्फेट होता है,जो जीव पर निर्भर करता है,न कि $O_{2}$।
$\Rightarrow$ निष्कर्ष: उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि हरे पौधों द्वारा विकसित $O_{2}$,$H_{2}O$ से आता है न कि कार्बन डाइऑक्साइड से। इसे बाद में रेडियोआइसोटोपिक तकनीकों का उपयोग करके सिद्ध किया गया था।
$\Rightarrow$ प्रकाश संश्लेषण की समग्र प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करने वाला सही समीकरण है: $6CO_{2} + 12H_{2}O \xrightarrow{\text{Light}} C_{6}H_{12}O_{6} + 6H_{2}O + 6O_{2}$.
$\Rightarrow$ यहाँ,$C_{6}H_{12}O_{6}$ ग्लूकोज को दर्शाता है। मुक्त होने वाला $O_{2}$ पानी से आता है।

(B) दो पत्तियों का प्रयोग (जिसे अक्सर 'वेरिगेटेड लीफ' प्रयोग के रूप में जाना जाता है) यह प्रदर्शित करने के लिए एक क्लासिक प्रयोग है कि प्रकाश संश्लेषण के लिए पर्णहरित (chlorophyll) आवश्यक है।
इस प्रयोग में,एक चित्तीदार पत्ती (हरे और गैर-हरे धब्बों वाली पत्ती) को प्रकाश में रखा जाता है।
आयोडीन के साथ परीक्षण करने के बाद,यह देखा जाता है कि स्टार्च केवल पत्ती के हरे भागों में बनता है,जिसमें पर्णहरित मौजूद था।
गैर-हरे भागों में,जिनमें पर्णहरित की कमी होती है,वहां स्टार्च का उत्पादन नहीं होता है।
इसलिए,यह प्रयोग साबित करता है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए पर्णहरित आवश्यक है।

(N/A) जोसेफ प्रिस्टली ने $1770$ में प्रयोगों की एक श्रृंखला की थी जिसने हरे पौधों के विकास में हवा की आवश्यक भूमिका को उजागर किया था।
$1$. उन्होंने प्रदर्शित किया कि एक जलती हुई मोमबत्ती या सांस लेता हुआ चूहा एक बंद स्थान (बेल जार) में जल्द ही बुझ जाएगा या मर जाएगा।
$2$. उन्होंने दिखाया कि जब उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा गया,तो मोमबत्ती जलती रही और चूहा जीवित रहा,जिससे यह सिद्ध हुआ कि पौधे हवा में उन चीजों को बहाल करते हैं जिन्हें सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।

(B) जोसेफ प्रीस्टली $(1770)$ ने प्रयोगों की एक श्रृंखला की जिसने हरे पौधों की वृद्धि में हवा की आवश्यक भूमिका का खुलासा किया। उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधे हवा में वह सब कुछ बहाल करते हैं जो सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।
जैन इंगनहौज़ $(1779)$ ने समान सेटअप के साथ दिखाया कि सूर्य का प्रकाश उस पादप प्रक्रिया के लिए आवश्यक है जो जलती हुई मोमबत्तियों या सांस लेने वाले जानवरों द्वारा दूषित हवा को शुद्ध करती है।
इंगनहौज़ ने एक जलीय पौधे के साथ एक सुंदर प्रयोग में प्रदर्शित किया कि तेज धूप में,हरे भागों के चारों ओर छोटे बुलबुले बनते हैं,जबकि अंधेरे में,वे नहीं बनते हैं। बाद में,उन्होंने इन बुलबुलों की पहचान ऑक्सीजन के रूप में की।
इसलिए,मुख्य अंतर यह है कि इंगनहौज़ ने विशेष रूप से सूर्य के प्रकाश की भूमिका और प्रक्रिया में ऑक्सीजन के बुलबुले के निकलने की पहचान की थी।

(D) जूलियस वॉन सैक्स ने पौधों की वृद्धि के दौरान ग्लूकोज के उत्पादन के प्रमाण प्रदान किए।
ग्लूकोज सामान्यतः स्टार्च के रूप में संचित होता है।
उनके बाद के अध्ययनों से पता चला कि पौधों में हरा पदार्थ (जिसे हम अब क्लोरोफिल के रूप में जानते हैं) पादप कोशिकाओं के भीतर विशेष निकायों (जिन्हें बाद में क्लोरोप्लास्ट कहा गया) में स्थित होता है।
उन्होंने पाया कि पौधों के हरे भागों में ग्लूकोज बनता है,और यह ग्लूकोज सामान्यतः स्टार्च के रूप में संचित होता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण के क्रियात्मक स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम के बीच संबंध को सबसे पहले $T.W. Englemann$ द्वारा प्रदर्शित किया गया था।
उन्होंने हरे शैवाल $Cladophora$ का उपयोग किया और इसे वायवीय बैक्टीरिया के निलंबन में रखा।
उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश वाले क्षेत्रों में जमा हो गए थे।
यह प्रयोग दर्शाता है कि प्रकाश संश्लेषण की दर दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में सबसे अधिक होती है,जो क्लोरोफिल $a$ और $b$ के अवशोषण शिखर के अनुरूप है।

(D) मेल्विन केल्विन द्वारा शैवाल (क्लोरेला) के प्रकाश संश्लेषण अध्ययनों में रेडियोधर्मी $^{14}C$ के उपयोग से यह खोज हुई कि प्रथम कार्बन डाइऑक्साइड स्थिरीकरण उत्पाद एक $3$-कार्बन वाला कार्बनिक अम्ल था।
पहचाना गया प्रथम उत्पाद $3$-फॉस्फोग्लिसरिक अम्ल $(PGA)$ था।

(C) प्रिस्टली द्वारा उपयोग किए गए समान प्रायोगिक सेटअप का उपयोग करके,लेकिन पौधे को एक बार अंधेरे में और एक बार सूर्य के प्रकाश में रखकर,जान इंगेनहौस $(1730-1799)$ ने प्रदर्शित किया कि हवा को शुद्ध करने वाली पौधों की प्रक्रिया के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है। उन्होंने दिखाया कि सूर्य के प्रकाश में,पौधे के हरे भागों के चारों ओर छोटे बुलबुले बनते हैं,जिनकी पहचान ऑक्सीजन के रूप में की गई थी।

(A) कॉर्नेलियस वैन नील ने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया पर अग्रणी अध्ययन किया था।
उन्होंने प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण एक प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है जिसमें एक उपयुक्त ऑक्सीकरणीय यौगिक से हाइड्रोजन,कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित (reduce) करता है।
इन बैक्टीरिया में,पानी $(H_2O)$ के बजाय हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ हाइड्रोजन दाता के रूप में कार्य करता है,और ऑक्सीजन $(O_2)$ के बजाय सल्फर या सल्फेट ऑक्सीकरण उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है।
हरे पौधों में इस प्रक्रिया के साथ तुलना करके,उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि हरे पौधों में $H_2O$ हाइड्रोजन दाता है और $O_2$ उप-उत्पाद के रूप में विकसित होता है,न कि $CO_2$।

(A) जोसेफ प्रीस्टली ने $1770$ में प्रयोगों की एक श्रृंखला के माध्यम से हरे पौधों की वृद्धि में हवा की आवश्यक भूमिका का खुलासा किया था।
उन्होंने प्रदर्शित किया कि पौधे हवा में वे तत्व वापस जोड़ते हैं जिन्हें सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।
उन्होंने एक बंद बेल जार में जलती हुई मोमबत्ती रखी जो जल्द ही बुझ गई,और एक चूहा रखा जो जल्द ही दम घुटने से मर गया।
जब उन्होंने उन्हीं जार में पुदीने का पौधा रखा,तो उन्होंने पाया कि मोमबत्ती जलती रही और चूहा जीवित रहा,जिससे यह सिद्ध हुआ कि पौधे हवा को शुद्ध करते हैं।

(D) इस प्रयोग में,एक पत्ती के आधे हिस्से को $KOH$ युक्त एक परखनली में रखा गया था (जो $CO_2$ को अवशोषित करता है),जबकि दूसरा आधा हिस्सा हवा में था।
जब दोनों हिस्सों का स्टार्च के लिए परीक्षण किया गया,तो हवा के संपर्क में रहने वाले हिस्से ने सकारात्मक परिणाम (नीला-काला रंग) दिखाया,जबकि परखनली के अंदर वाला हिस्सा नहीं दिखा पाया।
यह परिणाम दर्शाता है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए $CO_2$ आवश्यक है।

(B) प्रकाश संश्लेषण का पहला क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) $T.W. Engelmann$ द्वारा वर्णित किया गया था। उन्होंने प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रल घटकों में विभाजित करने के लिए एक प्रिज्म का उपयोग किया और फिर वायवीय बैक्टीरिया के निलंबन में रखे गए हरे शैवाल $Cladophora$ को उस प्रकाश से प्रकाशित किया। बैक्टीरिया का उपयोग $O_2$ विकास के स्थानों का पता लगाने के लिए किया गया था। उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से विभाजित स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश वाले क्षेत्र में जमा हो गए थे। $Chlorella$ का उपयोग रॉबर्ट हिल द्वारा प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश और अंधेरे चरणों का अध्ययन करने के लिए किया गया था,न कि एंगेलमैन द्वारा।

(A) इस प्रयोग में,एक पत्ती के आधे हिस्से को $KOH$ युक्त एक परखनली में रखा जाता है (जो $CO_2$ को अवशोषित करता है),जबकि दूसरा आधा हिस्सा हवा में खुला रहता है।
कुछ समय बाद,जब दोनों हिस्सों का आयोडीन घोल का उपयोग करके स्टार्च की उपस्थिति के लिए परीक्षण किया जाता है,तो हवा के संपर्क में रहने वाला पत्ती का हिस्सा सकारात्मक स्टार्च परीक्षण (नीला-काला रंग) दिखाता है,जबकि परखनली के अंदर वाला हिस्सा नहीं दिखाता है।
यह प्रदर्शित करता है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए $CO_2$ आवश्यक है।

(B) प्रकाश-संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान,उप-उत्पाद के रूप में निकलने वाली ऑक्सीजन पानी $(H_{2}O)$ के प्रकाश-अपघटन (photolysis) से आती है,न कि कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_{2})$ से।
यह रूबेन और कामेन द्वारा ऑक्सीजन के भारी समस्थानिक (isotope) $^{18}O$ का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध किया गया था।
इसलिए,यदि कोई पौधा $^{18}O$ युक्त ऑक्सीजन छोड़ता है,तो यह इंगित करता है कि पौधे को दिए गए पानी में $^{18}O$ समस्थानिक मौजूद था।

(D) 'हाफ-लीफ प्रयोग' को 'मोल का हाफ-लीफ प्रयोग' (Moll's half-leaf experiment) के रूप में जाना जाता है।
इस प्रयोग में,एक पत्ती के एक हिस्से को $KOH$ में भीगे हुए रुई वाली परखनली में रखा जाता है (जो $CO_2$ को अवशोषित कर लेता है),जबकि दूसरा आधा हिस्सा हवा में खुला रहता है।
कुछ समय बाद,आयोडीन घोल का उपयोग करके पत्ती में स्टार्च की उपस्थिति की जांच की जाती है।
हवा के संपर्क वाला हिस्सा नीला-काला हो जाता है (जो स्टार्च की उपस्थिति को दर्शाता है),जबकि परखनली के अंदर वाला हिस्सा ऐसा नहीं होता है।
यह साबित करता है कि प्रकाश संश्लेषण के लिए $CO_2$ आवश्यक है।
इसलिए,विकल्प $A$ और विकल्प $C$ दोनों एक ही सही वैज्ञानिक प्रयोग को संदर्भित करते हैं।

(A) $1770$ में,जोसेफ प्रिस्टले ने प्रयोगों की एक श्रृंखला की,जिसने हरे पौधों के विकास में हवा की आवश्यक भूमिका को उजागर किया। उन्होंने देखा कि एक बंद स्थान (बेल जार) में रखा गया चूहा जल्द ही दम घुटने से मर जाता है। इसी तरह,एक बंद स्थान में जलती हुई मोमबत्ती भी बुझ जाती है। हालाँकि,जब उन्होंने उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा,तो उन्होंने पाया कि चूहा जीवित रहा और मोमबत्ती जलती रही। इन अवलोकनों के आधार पर,उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि पौधे हवा में वह सब कुछ वापस लाते हैं जो सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का रासायनिक समीकरण $6CO_2 + 12H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6H_2O + 6O_2$ है।
वैन नील के प्रयोगों और बाद में रूबेन और कामेन द्वारा रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग करके किए गए प्रयोगों के अनुसार,उप-उत्पाद के रूप में मुक्त होने वाली ऑक्सीजन $(O_2)$ पानी $(H_2O)$ के अणु से आती है,न कि $CO_2$ से।
इसके विपरीत,$CO_2$ में मौजूद कार्बन और ऑक्सीजन परमाणु केल्विन चक्र (अंधकार अभिक्रिया) के दौरान ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ के अणु में शामिल हो जाते हैं।
इसलिए,यदि $CO_2$ में ऑक्सीजन को रेडियोलेबल किया जाता है,तो रेडियोलेबल ग्लूकोज $(C_6H_{12}O_6)$ में दिखाई देगा।

(D) टी. डब्ल्यू. एंजेलमैन $(1882)$ ने $Cladophora$ नामक हरे शैवाल का उपयोग करके एक क्लासिक प्रयोग किया,जिसे वायवीय बैक्टीरिया के निलंबन में रखा गया था। उन्होंने प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रल घटकों में विभाजित करने के लिए एक प्रिज्म का उपयोग किया और फिर शैवाल को उस प्रकाश से प्रकाशित किया। बैक्टीरिया का उपयोग $O_2$ उत्सर्जन के स्थानों का पता लगाने के लिए किया गया था। उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से विभाजित स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश के क्षेत्र में जमा हो गए थे,जिससे यह सिद्ध हुआ कि ये तरंग दैर्ध्य प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे प्रभावी हैं।

(A) चित्र में दिखाया गया प्रयोग जोसेफ प्रीस्टली द्वारा $1774$ में किया गया प्रसिद्ध 'बेल जार प्रयोग' है।
इस प्रयोग में,प्रीस्टली ने प्रदर्शित किया कि पौधे हवा में उन घटकों को बहाल करते हैं जिन्हें श्वसन करने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।
उन्होंने देखा कि एक बंद स्थान (बेल जार) में रखा गया चूहा जल्द ही दम घुटने से मर जाएगा और जलती हुई मोमबत्ती भी बुझ जाएगी।
हालाँकि,जब उन्होंने उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा,तो चूहा जीवित रहा और मोमबत्ती भी जलती रही।
इससे ऑक्सीजन की खोज हुई (जिसे उन्होंने 'डीफ्लॉजिस्टिकेटेड एयर' कहा था)।

(A) $1770$ में,जोसेफ प्रिस्टले ने प्रयोगों की एक श्रृंखला की जिसने हरे पौधों की वृद्धि में हवा की आवश्यक भूमिका को उजागर किया।
उन्होंने देखा कि एक बंद स्थान (बेल जार) में रखा गया चूहा जल्द ही दम घुटने से मर जाता है।
इसी तरह,एक बंद स्थान में जलती हुई मोमबत्ती भी जल्द ही बुझ जाती है।
हालाँकि,जब उन्होंने उसी बेल जार में पुदीने का पौधा रखा,तो उन्होंने पाया कि चूहा जीवित रहा और मोमबत्ती जलती रही।
इससे उन्होंने यह निष्कर्ष निकाला कि पौधे हवा में वह सब कुछ बहाल करते हैं जो सांस लेने वाले जानवर और जलती हुई मोमबत्तियाँ हटा देती हैं।

(C) जूलियस वॉन सैक्स ने यह प्रमाण प्रदान किया कि जब पौधे वृद्धि करते हैं तो ग्लूकोज का उत्पादन होता है। उन्होंने प्रदर्शित किया कि ग्लूकोज आमतौर पर स्टार्च के रूप में संग्रहीत होता है।
उनके अध्ययनों से पता चला कि पौधों में हरा पदार्थ (क्लोरोफिल) पादप कोशिकाओं के भीतर विशेष निकायों (जिन्हें बाद में क्लोरोप्लास्ट कहा गया) में स्थित होता है।
उन्होंने पाया कि पौधों के हरे भागों में ग्लूकोज बनता है,और यह ग्लूकोज आमतौर पर स्टार्च के रूप में संग्रहीत होता है।

(A) टी. डब्ल्यू. एंजेलमैन $(1883)$ ने एक हरे शैवाल,$Cladophora$ का उपयोग करके एक क्लासिक प्रयोग किया,जिसे वायवीय (aerobic) बैक्टीरिया के निलंबन में रखा गया था।
उन्होंने प्रकाश को उसके स्पेक्ट्रल घटकों में विभाजित करने के लिए एक प्रिज्म का उपयोग किया और फिर शैवाल को प्रकाशित किया।
वायवीय बैक्टीरिया का उपयोग $O_2$ विकास के स्थानों का पता लगाने के लिए किया गया था।
उन्होंने देखा कि बैक्टीरिया मुख्य रूप से विभाजित स्पेक्ट्रम के नीले और लाल प्रकाश के क्षेत्र में जमा हो गए थे।
इस प्रकार,उन्होंने प्रकाश संश्लेषण का पहला क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) वर्णित किया।

(D) कॉर्नेलियस वॉन नील ने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया पर अपने अध्ययन के आधार पर यह प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण अनिवार्य रूप से एक प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है,जिसमें एक उपयुक्त ऑक्सीकरणीय यौगिक से प्राप्त हाइड्रोजन,कार्बन डाइऑक्साइड को अपचयित करके कार्बोहाइड्रेट बनाता है।
हरे पौधों में,$H_2O$ हाइड्रोजन दाता होता है और यह ऑक्सीकृत होकर $O_2$ मुक्त करता है।
प्रकाश संश्लेषण की क्रियाविधि को समझने में यह एक महत्वपूर्ण कदम था।

(A) प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन पानी $(H_2O)$ के प्रकाश-अपघटन (photolysis) से आती है।
यह सी.बी. वैन नील ($C$.$B$. van Niel) द्वारा प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध किया गया था,जिन्होंने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया का अध्ययन किया था।
उन्होंने प्रदर्शित किया कि इन बैक्टीरिया में जब $H_2O$ के स्थान पर $H_2S$ का उपयोग किया जाता है,तो ऑक्सीजन के बजाय सल्फर या सल्फेट उत्पन्न होता है।
इससे यह निष्कर्ष निकला कि हरे पौधों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन पानी $(H_2O)$ से आती है,न कि कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ से।

(A) उच्च पादपों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान जल $(H_2O)$ का प्रकाश-अपघटन होता है,जो $CO_2$ को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित करने के लिए हाइड्रोजन दाता के रूप में कार्य करता है और इस प्रक्रिया में उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन मुक्त होती है।
इसके विपरीत,बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया जल का उपयोग हाइड्रोजन दाता के रूप में नहीं करते हैं। वे हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ का उपयोग हाइड्रोजन दाता के रूप में करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन के स्थान पर सल्फर या सल्फेट मुक्त होता है।

(A) मेल्विन केल्विन ने कार्बन स्थिरीकरण के मार्ग का पता लगाने के लिए शैवाल के प्रकाश संश्लेषण अध्ययन में रेडियोधर्मी ${}^{14}C$ का उपयोग किया था।
उन्होंने प्रकाश संश्लेषण की अप्रकाशीय अभिक्रिया (dark reaction) के दौरान बनने वाले मध्यवर्ती यौगिकों की पहचान करने के लिए रेडियोधर्मी लेबलिंग तकनीक का उपयोग किया,जिसे अब केल्विन चक्र के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही संयोजन शैवाल और रेडियोधर्मी ${}^{14}C$ है।

(B) सही मिलान इस प्रकार है:
$1$. प्रीस्टली $(a)$ ने बेल जार प्रयोग का उपयोग करके यह दिखाया कि पौधे श्वसन करने वाले जानवरों के लिए हवा को शुद्ध करते हैं $(ii)$।
$2$. एंगलमैन $(b)$ ने प्रकाश संश्लेषण के क्रियात्मक स्पेक्ट्रम को प्रदर्शित करने के लिए हरे शैवाल क्लैडोफोरा का उपयोग किया $(iv)$।
$3$. वैन नील $(c)$ ने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया पर काम करके दिखाया कि प्रकाश संश्लेषण एक प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया है जिसमें एक उपयुक्त ऑक्सीकरण योग्य यौगिक से हाइड्रोजन कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित करता है $(i)$।
$4$. इंजनहौस $(d)$ ने प्रदर्शित किया कि पौधों की प्रक्रिया के लिए सूर्य का प्रकाश आवश्यक है जो हवा को शुद्ध करता है,इसके लिए उन्होंने एक जलीय पादप का उपयोग किया $(iii)$।
अतः,सही क्रम $a-ii, b-iv, c-i, d-iii$ है।

(C) कॉर्नेलियस वैन नील ने बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया के अपने अध्ययन के आधार पर यह प्रदर्शित किया कि प्रकाश संश्लेषण अनिवार्य रूप से एक प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया है।
उन्होंने दिखाया कि एक उपयुक्त ऑक्सीकरणीय यौगिक से हाइड्रोजन $CO_2$ को कार्बोहाइड्रेट में अपचयित करता है।
हरे पौधों में,$H_2O$ हाइड्रोजन दाता के रूप में कार्य करता है और ऑक्सीकृत होकर $O_2$ मुक्त करता है।