Factors affecting photosynthesis Questions in Hindi

(N/A) प्रकाश संश्लेषण एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित एक प्रक्रिया है। प्रत्येक एंजाइम एक विशिष्ट तापमान सीमा के भीतर इष्टतम रूप से कार्य करता है। जब तापमान इस इष्टतम स्तर (आमतौर पर $25-35^{\circ}C$) से ऊपर बढ़ जाता है,तो एंजाइम विकृत (denaturation) हो जाते हैं या अपनी कार्यक्षमता खो देते हैं। परिणामस्वरूप,प्रकाश संश्लेषण की दर कम हो जाती है।

(C) विभिन्न पौधों में प्रकाश संश्लेषण के लिए तापमान का इष्टतम मान उस आवास पर निर्भर करता है जिसके लिए वे अनुकूलित होते हैं।
- $C_{4}$ पौधे आमतौर पर उच्च तापमान के प्रति प्रतिक्रिया करते हैं और $C_{3}$ पौधों की तुलना में प्रकाश संश्लेषण की उच्च दर प्रदर्शित करते हैं।
- $C_{3}$ पौधों में आमतौर पर प्रकाश संश्लेषण के लिए बहुत कम तापमान इष्टतम होता है।
- उदाहरण के लिए,उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के पौधों में शीतोष्ण जलवायु के अनुकूल पौधों की तुलना में उच्च तापमान इष्टतम होता है,क्योंकि उनके एंजाइम और चयापचय प्रक्रियाएं उन विशिष्ट पर्यावरणीय तापमानों पर कुशलतापूर्वक कार्य करने के लिए विकसित होती हैं।

(C) जल प्रतिबल के कारण रंध्र बंद हो जाते हैं।
- इससे प्रकाश संश्लेषण के लिए $CO_{2}$ की उपलब्धता कम हो जाती है।
- इसके अलावा,जल प्रतिबल के कारण पत्तियां मुरझा जाती हैं।
- इस प्रकार पत्तियों का सतही क्षेत्रफल और उनकी चयापचय गतिविधि भी कम हो जाती है।

(N/A) पौधे चांदनी में प्रकाश संश्लेषण नहीं कर सकते क्योंकि चांदनी में क्लोरोफिल के अणुओं को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त तीव्रता या ऊर्जा नहीं होती है।
प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए एक विशिष्ट तीव्रता के प्रकाश की आवश्यकता होती है।
चूंकि चांदनी बहुत कम तीव्रता वाला परावर्तित सूर्य का प्रकाश है,इसलिए यह $PS-I$ और $PS-II$ में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को सक्रिय करने में विफल रहता है।
इसलिए,चांदनी की स्थिति में प्रकाश संश्लेषण नहीं होता है।

(N/A) पौधे सीमित जल आपूर्ति के प्रति अनुकूलन करने के लिए रंध्रों (stomata) को बंद करके वाष्पोत्सर्जन की दर को कम कर देते हैं।
जल की हानि में इस कमी के बावजूद,वे प्रकाश संश्लेषण,श्वसन और भोजन के स्थानांतरण जैसी आवश्यक चयापचय गतिविधियों को जारी रखते हैं।
रंध्रों के छिद्र को नियंत्रित करके,पौधे जल-तनाव वाली स्थितियों में भी इन महत्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रियाओं को बनाए रखने के लिए आंतरिक जल विभव (water potential) को बनाए रखते हैं।

(D) शुष्क या जल की कमी वाले वातावरण में रहने वाले पौधों ने वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से पानी की हानि को कम करने के लिए कई अनुकूलन विकसित किए हैं:
$1$. पत्तियों को गिरा देना: कई मरुस्थलीय पौधे शुष्क मौसम के दौरान अपनी पत्तियों को गिरा देते हैं ताकि वाष्पोत्सर्जन के लिए उपलब्ध सतह का क्षेत्रफल कम हो सके।
$2$. $CAM$ (Crassulacean Acid Metabolism) पथ: यह एक विशेष प्रकाश संश्लेषक अनुकूलन है जिसमें पौधे रात में अपने रंध्रों को खोलकर $CO_2$ ग्रहण करते हैं और गर्म,शुष्क दिन के दौरान उन्हें बंद रखते हैं ताकि पानी की हानि न हो।
$3$. रंध्रों का नियमन: दिन के समय रंध्रों को बंद रखना उच्च तापमान वाले वातावरण में वाष्पोत्सर्जन की दर को कम करने की एक सीधी प्रक्रिया है।
अतः,दिए गए सभी विकल्प सही अनुकूलन हैं।

(B) $C_{3}$-पादप उच्च $CO_{2}$ सांद्रता पर इष्टतम प्रकाश संश्लेषण प्रदर्शित करते हैं। इसका कारण यह है कि $C_{3}$-पादपों में प्रकाश-श्वसन (photorespiration) की प्रक्रिया होती है,जिसमें $RuBisCO$ एंजाइम $CO_{2}$ के बजाय $O_{2}$ के साथ जुड़ जाता है। $CO_{2}$ की सांद्रता बढ़ाने से $RuBisCO$ के $CO_{2}$ के साथ जुड़ने की संभावना बढ़ जाती है,जिससे प्रकाश-श्वसन कम हो जाता है और केल्विन चक्र की दक्षता अधिकतम हो जाती है।

(D) कार्बन डाइऑक्साइड प्रकाश संश्लेषण के लिए एक प्रमुख सीमित कारक है।
वायुमंडल में $CO_{2}$ की सांद्रता बहुत कम होती है,जो $0.03-0.04 \%$ या $300-400 \;ppm$ के बीच होती है।
सांद्रता में $0.05 \%$ तक की वृद्धि $CO_{2}$ स्थिरीकरण की दर में वृद्धि कर सकती है।
इस स्तर से अधिक सांद्रता लंबे समय तक पौधों के लिए हानिकारक हो सकती है।

(B) प्रकाश संश्लेषण कई बाहरी कारकों से प्रभावित होता है,जिनमें प्रकाश,तापमान,$CO_2$ सांद्रता और जल शामिल हैं।
$1$. प्रकाश: प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश एक आवश्यक कारक है। यह अपनी तीव्रता,गुणवत्ता और अवधि के माध्यम से दर को सीधे प्रभावित करता है।
$2$. कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$: $CO_2$ एक प्रमुख सीमित कारक है। यह कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण के लिए केल्विन चक्र (अंधकार अभिक्रियाओं) में एक सबस्ट्रेट के रूप में सीधे शामिल होता है।
$3$. तापमान: प्रकाश संश्लेषण की अंधकार अभिक्रियाएं एंजाइमी होती हैं और सीधे तापमान द्वारा नियंत्रित होती हैं। प्रकाश अभिक्रियाएं भी तापमान के प्रति संवेदनशील होती हैं,हालांकि कम सीमा तक।
$4$. जल: जल प्रकाश संश्लेषण में एक अभिकारक है,लेकिन प्रक्रिया पर इसका प्रभाव मुख्य रूप से अप्रत्यक्ष है। जल की कमी के कारण रंध्र (stomata) बंद हो जाते हैं,जिससे गैसीय विनिमय के लिए $CO_2$ की उपलब्धता कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त,जल की कमी से पत्तियां मुरझा जाती हैं,जिससे प्रकाश संश्लेषण के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र कम हो जाता है और चयापचय गतिविधि भी कम हो जाती है। इसलिए,जल का प्रभाव प्रकाश संश्लेषण की मशीनरी पर सीधे पड़ने के बजाय पौधे पर इसके शारीरिक प्रभाव के माध्यम से अधिक होता है।

(B) सीमित कारकों का नियम $1905$ में ब्लैकमैन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
उन्होंने बताया कि जब कोई प्रक्रिया कई अलग-अलग कारकों द्वारा नियंत्रित होती है,तो उस प्रक्रिया की दर सबसे धीमे कारक द्वारा निर्धारित होती है।
सामान्य मैदानी परिस्थितियों में,विशेष रूप से साफ गर्मियों के दिनों में जब प्रकाश और पानी पर्याप्त मात्रा में उपलब्ध होते हैं,तब कार्बन डाइऑक्साइड आमतौर पर प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे महत्वपूर्ण सीमित कारक होता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की दर क्लोरोफिल वर्णकों के अवशोषण स्पेक्ट्रम पर निर्भर करती है।
क्लोरोफिल $a$ और $b$ दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल और नीले क्षेत्रों में अधिकतम अवशोषण दिखाते हैं।
प्रायोगिक डेटा इंगित करता है कि प्रकाश संश्लेषण की दर लाल प्रकाश $(660 \; nm)$ में सबसे अधिक होती है,उसके बाद नीले प्रकाश $(440 \; nm)$ का स्थान आता है।
हरा प्रकाश पत्तियों द्वारा काफी हद तक परावर्तित या संचरित हो जाता है,जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण की दर न्यूनतम होती है।
अतः,सही क्रम लाल $>$ नीला $>$ हरा है।

(B) रासायनिक प्रक्रिया की दर उस कारक द्वारा निर्धारित होती है जो अपने न्यूनतम मान के सबसे निकट होता है। इसे $Law$ $of$ $Limiting$ $Factors$ (सीमाकारी कारकों का नियम) के रूप में जाना जाता है,जिसे $F. F.$ $Blackman$ द्वारा $1905$ में प्रस्तावित किया गया था। यह बताता है कि जब कोई प्रक्रिया कई अलग-अलग कारकों द्वारा नियंत्रित होती है,तो प्रक्रिया की दर सबसे धीमे कारक द्वारा सीमित होती है,अर्थात,वह कारक जो अपनी आवश्यकता के सापेक्ष न्यूनतम मात्रा में उपस्थित होता है।

(C) सही उत्तर $C$ है।
जब पौधे में पानी की कमी होती है,तो इसे 'जल तनाव' कहा जाता है।
वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से पानी की अत्यधिक हानि को रोकने के लिए,रक्षक कोशिकाएं (guard cells) अपनी स्फीति (turgidity) खो देती हैं,जिससे रंध्र बंद हो जाते हैं ($A$-बंद)।
चूंकि रंध्र गैस विनिमय के मुख्य स्थान हैं,इसलिए उनके बंद होने से वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का पत्ती में प्रवेश रुक जाता है।
अतः,यह प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए $CO_{2}$ $(B-CO_{2})$ की उपलब्धता को कम कर देता है।

(D) संतृप्ति बिंदु (वह प्रकाश तीव्रता जिस पर पौधा अधिकतम प्रकाश संश्लेषण प्राप्त कर सकता है) के बाद,प्रकाश संश्लेषण की दर निम्नलिखित दो कारणों से घटने लगती है:
$1$. फोटो-इनहिबिशन: यह जलयोजन में कमी और रंध्रों (stomata) के बंद होने के कारण होता है।
$2$. फोटो-ऑक्सीडेशन: यह प्रकाश संश्लेषी वर्णकों और एंजाइमों के ऑक्सीकरण के कारण होता है।
अतः,$I$ और $II$ दोनों सही हैं।

(B) प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु प्रकाश की वह विशिष्ट तीव्रता है जिस पर प्रकाश संश्लेषण की दर श्वसन की दर के बिल्कुल बराबर होती है। इस बिंदु पर,प्रकाश संश्लेषण द्वारा स्थिर किया गया $CO_2$ का परिमाण श्वसन द्वारा मुक्त किए गए $CO_2$ के परिमाण के बराबर होता है,और श्वसन द्वारा उपभोग किया गया $O_2$ प्रकाश संश्लेषण द्वारा उत्पादित $O_2$ के परिमाण के बराबर होता है। परिणामस्वरूप,बाहरी वातावरण के साथ कोई शुद्ध गैसीय विनिमय नहीं होता है।

$A$ का अर्थ उष्णकटिबंधीय पादप है और $B$ का अर्थ शीतोष्ण जलवायु है।
उष्णकटिबंधीय पादप गर्म वातावरण के अनुकूल होते हैं और इसलिए उनमें शीतोष्ण जलवायु के अनुकूल पादपों की तुलना में प्रकाश संश्लेषण के लिए उच्च तापमान इष्टतम होता है, जो ठंडी परिस्थितियों के लिए अनुकूलित होते हैं।

(A) कम्पेन्सेशन पॉइंट उस प्रकाश तीव्रता को संदर्भित करता है जिस पर प्रकाश संश्लेषक कोशिका या अंग द्वारा श्वसन की दर,प्रकाश संश्लेषण की दर के बराबर होती है।
इस बिंदु पर,संरचना से $O_{2}$ या $CO_{2}$ का कोई शुद्ध लाभ या हानि नहीं होती है।

(B) सीमाकारी कारकों का नियम $1905$ में एफ. एफ. ब्लैकमैन ($F$.$F$. Blackman) द्वारा दिया गया था।
इस नियम के अनुसार,यदि कोई रासायनिक प्रक्रिया एक से अधिक कारकों द्वारा प्रभावित होती है,तो उसकी दर उस कारक द्वारा निर्धारित की जाएगी जो अपने न्यूनतम मान के सबसे निकट है,क्योंकि यदि इस कारक की मात्रा में परिवर्तन किया जाता है तो यह सीधे प्रक्रिया को प्रभावित करता है।

(A) ब्लैकमेन के सीमित कारकों के नियम के अनुसार,किसी शारीरिक प्रक्रिया की दर उस कारक द्वारा सीमित होती है जो उसकी इष्टतम आवश्यकता के सापेक्ष सबसे कम मात्रा में मौजूद होता है।
$CO_2$ प्रकृति में आमतौर पर एक सीमित कारक है क्योंकि वायुमंडल में इसकी सांद्रता बहुत कम $(0.03-0.04\%)$ होती है।
कम तीव्रता पर प्रकाश एक सीमित कारक होता है।
तापमान प्रक्रिया की एंजाइमी गतिविधि को प्रभावित करता है।
क्लोरोफिल पत्तियों में प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने के लिए पर्याप्त मात्रा में मौजूद होता है और सामान्य शारीरिक स्थितियों में यह शायद ही कभी एक सीमित कारक होता है।

(B) कम प्रकाश तीव्रता पर प्रकाश संश्लेषण की दर आपतित प्रकाश की तीव्रता के सीधे समानुपाती होती है।
जैसे-जैसे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,$CO_2$ स्थिरीकरण की दर रैखिक रूप से बढ़ती है।
उच्च प्रकाश तीव्रता पर,प्रकाश संश्लेषण की दर एक संतृप्ति बिंदु तक पहुँच जाती है जहाँ अन्य कारक सीमित हो जाते हैं,और संबंध रैखिक नहीं रहता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की दर पर प्रकाश की तीव्रता के प्रभाव को दर्शाने वाले दिए गए ग्राफ में:
$D$ प्रकाश संतृप्ति बिंदु को दर्शाता है,जो वह तीव्रता है जिस पर प्रकाश संश्लेषण की दर अधिकतम हो जाती है और प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि के साथ इसमें और वृद्धि नहीं होती है।
$E$ संतृप्ति बिंदु पर प्राप्त प्रकाश संश्लेषण की अधिकतम दर को दर्शाता है।
इसलिए,$D$-संतृप्ति बिंदु और $E$-अधिकतम प्रकाश संश्लेषण सही नामांकन है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की अंधकार अभिक्रियाओं (जिन्हें केल्विन चक्र के रूप में भी जाना जाता है) में जैव-रासायनिक अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला शामिल होती है जो विशिष्ट एंजाइमों,जैसे कि $RuBisCO$ द्वारा उत्प्रेरित होती हैं।
चूंकि ये अभिक्रियाएँ एंजाइमी प्रकृति की होती हैं,इसलिए ये तापमान में परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं।
अतः,अंधकार अभिक्रियाओं की दर तापमान से काफी प्रभावित होती है,जो उन्हें तापमान-नियंत्रित प्रक्रियाएँ बनाती है।
इस प्रकार,अभिकथन और कारण दोनों सही हैं,और कारण,अभिकथन की सही व्याख्या प्रदान करता है।

(C) सायोफाइट्स (Sciophytes),जिन्हें छायाप्रिय पौधे भी कहा जाता है,वे पौधे हैं जो मध्यम या कम प्रकाश तीव्रता वाले क्षेत्रों में पनपते हैं।
ये पौधे पूर्ण सूर्य के प्रकाश की $10-30 \%$ तीव्रता पर अपनी इष्टतम प्रकाश संश्लेषण दर और विकास प्राप्त करते हैं।

(D) अजैविक कारक पर्यावरण के निर्जीव घटक होते हैं।
$1$. बीजों के अंकुरण और पौधों की प्रारंभिक वृद्धि के लिए जल,पोषक तत्व और ऑक्सीजन आवश्यक हैं।
$2$. कई पौधों के प्रारंभिक अंकुरण या वृद्धि के लिए प्रकाश की सख्त आवश्यकता नहीं होती है,क्योंकि वे बीज में संचित भोजन का उपयोग कर सकते हैं।
$3$. हालाँकि,एक बार जब पौधा अपना संचित भोजन समाप्त कर लेता है,तो उसे वृद्धि जारी रखने के लिए प्रकाश संश्लेषण करना पड़ता है,जिसके लिए प्रकाश की आवश्यकता होती है। इसलिए,निरंतर वृद्धि प्रकाश की उपस्थिति पर निर्भर करती है।

(A) प्रकाशसंश्लेषण की उपज सीधे सूर्य के प्रकाश की उपलब्धता और अनुकूल जलवायु परिस्थितियों पर निर्भर करती है।
भूमध्य रेखा के निकट उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में,अन्य क्षेत्रों की तुलना में पूरे वर्ष सूर्य के प्रकाश की तीव्रता और अवधि काफी अधिक होती है।
सौर ऊर्जा की यह प्रचुरता,इष्टतम तापमान और नमी के साथ मिलकर,इन क्षेत्रों में अधिकतम प्रकाशसंश्लेषण उत्पादकता का कारण बनती है।

(N/A) पौधों में होने वाली तीन शारीरिक प्रक्रियाएं जो प्रकाश से प्रभावित होती हैं,वे इस प्रकार हैं:
$1$. प्रकाश संश्लेषण: कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए प्रकाश ऊर्जा का प्राथमिक स्रोत है।
$2$. वाष्पोत्सर्जन: प्रकाश रंध्रों (stomata) के खुलने और बंद होने को प्रभावित करता है,जो जल हानि की दर को नियंत्रित करता है।
$3$. पुष्पन (प्रकाशकालिता): कई पौधों की प्रजातियों में पुष्पन की शुरुआत के लिए प्रकाश के संपर्क की अवधि (प्रकाशकाल) अत्यंत महत्वपूर्ण है।

(C) प्रकाश संश्लेषण मुख्य रूप से क्लोरोफिल वर्णकों द्वारा प्रकाश के अवशोषण के कारण होता है।
क्लोरोफिल $a$ और $b$ दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में अधिकतम अवशोषण दिखाते हैं।
इसलिए, प्रकाश संश्लेषण की दर नीले और लाल प्रकाश के क्षेत्रों में सबसे अधिक होती है $(P = \text{नीला और लाल})$।
हरा प्रकाश पत्तियों द्वारा अधिकतर परावर्तित या संचरित हो जाता है, यही कारण है कि पौधे हरे दिखाई देते हैं।
परिणामस्वरूप, प्रकाश संश्लेषण की दर हरे प्रकाश के क्षेत्र में सबसे कम होती है $(Q = \text{हरा})$।

(A) "सीमाकारी कारकों का नियम" $F.F. Blackman$ द्वारा $1905$ में प्रतिपादित किया गया था।
यह नियम बताता है कि यदि कोई रासायनिक प्रक्रिया एक से अधिक कारकों द्वारा प्रभावित होती है, तो उसकी दर उस कारक द्वारा निर्धारित होती है जो अपने न्यूनतम मान के सबसे निकट होता है, क्योंकि यही वह कारक है जो प्रक्रिया को सबसे अधिक प्रभावित करता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण विभिन्न कारकों से प्रभावित होता है,जिन्हें मुख्य रूप से आंतरिक (पादप) कारकों और बाहरी (पर्यावरणीय) कारकों में वर्गीकृत किया जाता है।
$1.$ आंतरिक कारक: ये स्वयं पौधे से संबंधित हैं,जैसे पत्तियों की संख्या,आकार,आयु और विन्यास,पर्णमध्योतक कोशिकाएं और हरितलवक,$CO_2$ की आंतरिक सांद्रता और क्लोरोफिल की मात्रा। ये $III, IV, V, VIII,$ और $IX$ के अनुरूप हैं।
$2.$ बाहरी कारक: ये पर्यावरणीय स्थितियां हैं जैसे सूर्य का प्रकाश,तापमान,वातावरण में $CO_2$ की सांद्रता और जल की उपलब्धता। ये $I, II, VI,$ और $VII$ के अनुरूप हैं।
अतः,आंतरिक कारकों और बाहरी कारकों के लिए सही अनुक्रम $III, IV, V, VIII, IX$ और $I, II, VI, VII$ है।

(D) ब्लैकमेन के सीमित कारकों के नियम (Blackman's Law of Limiting Factors) के अनुसार,यदि कोई शारीरिक प्रक्रिया कई कारकों द्वारा नियंत्रित होती है,तो प्रक्रिया की दर उस कारक द्वारा सीमित होती है जो उसकी इष्टतम आवश्यकता के सापेक्ष सबसे कम सांद्रता में मौजूद होता है।
इस परिदृश्य में,तापमान,प्रकाश और $CO_2$ इष्टतम स्तर पर प्रदान किए जाते हैं,जिसका अर्थ है कि वे प्रक्रिया को सीमित नहीं कर रहे हैं।
चूंकि पानी सीमित मात्रा में आपूर्ति किया जाता है,इसलिए यह सीमित कारक (limiting factor) बन जाता है।
इसलिए,प्रकाश संश्लेषण की दर पानी की उपलब्धता द्वारा निर्धारित की जाएगी।

(B) प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश एक महत्वपूर्ण कारक है।
जैसे-जैसे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,प्रकाश संश्लेषण की दर भी एक निश्चित बिंदु तक बढ़ती है।
इस बिंदु के बाद,यदि प्रकाश की तीव्रता बढ़ाई भी जाए,तो प्रकाश संश्लेषण की दर नहीं बढ़ती है,क्योंकि अन्य कारक सीमित हो जाते हैं।
इस बिंदु को प्रकाश संतृप्ति बिंदु कहा जाता है।
अधिकांश पौधों के लिए,प्रकाश संतृप्ति पूर्ण सूर्य के प्रकाश की तीव्रता के लगभग $10\%$ पर होती है।
इसलिए,छाया में या घने जंगलों में रहने वाले पौधों को छोड़कर,प्रकृति में प्रकाश शायद ही कभी एक सीमित कारक होता है।

(D) वायुमंडल में $CO_2$ की सांद्रता बहुत कम है,जो $0.03 \%$ से $0.04 \%$ के बीच होती है।
$CO_2$ प्रकाश संश्लेषण के लिए एक प्रमुख सीमित कारक है।
यदि $CO_2$ की सांद्रता को $0.05 \%$ तक बढ़ाया जाता है,तो यह कई पौधों में $CO_2$ के स्थिरीकरण की दर में वृद्धि कर सकता है।
इस स्तर से अधिक सांद्रता लंबे समय में हानिकारक हो सकती है।

(A) $CO_2$ की सांद्रता प्रकाश संश्लेषण की दर को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है।
$C_3$ पादप लगभग $450 \mu L L^{-1}$ की $CO_2$ सांद्रता पर संतृप्ति दर्शाते हैं।
$C_4$ पादप लगभग $360 \mu L L^{-1}$ की $CO_2$ सांद्रता पर संतृप्ति दर्शाते हैं।
अतः,$P = 360 \mu L L^{-1}$ और $Q = 450 \mu L L^{-1}$ है।
इसलिए,सही विकल्प $A$ है।

(B) $CO_2$ की सांद्रता प्रकाश संश्लेषण की दर को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है।
$C_3$ पौधे उच्च $CO_2$ सांद्रता पर प्रकाश संश्लेषण की दर में वृद्धि दर्शाते हैं क्योंकि उनका एंजाइम $RuBisCO$,$CO_2$ के प्रति कम आकर्षण रखता है और ऑक्सीजनेज के रूप में भी कार्य करता है।
इसके विपरीत,$C_4$ पौधे लगभग $360 \mu L L^{-1}$ पर संतृप्ति दर्शाते हैं,जिसका अर्थ है कि वे कम $CO_2$ सांद्रता पर भी कुशल होते हैं।
इसलिए,वातावरण में $CO_2$ का वर्तमान स्तर $C_3$ पौधों के लिए सीमाकारी होता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की अंधकार अभिक्रियाएं एंजाइमी प्रक्रियाएं (केल्विन चक्र) हैं,जो तापमान के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं। इसके विपरीत,प्रकाश अभिक्रियाएं मुख्य रूप से प्रकाश-रासायनिक होती हैं और उन पर तापमान का प्रभाव कम पड़ता है। इसलिए,यह कथन कि प्रकाश अभिक्रियाएं अंधकार अभिक्रियाओं की तुलना में तापमान के प्रति अधिक संवेदनशील हैं,गलत है। $C_4$ पौधे गर्म जलवायु के अनुकूल होते हैं और $C_3$ पौधों की तुलना में उनका इष्टतम तापमान अधिक होता है। उष्णकटिबंधीय पौधे,जो गर्म क्षेत्रों में रहते हैं,उनका इष्टतम तापमान स्वाभाविक रूप से शीतोष्ण क्षेत्रों के पौधों की तुलना में अधिक होता है। तापमान चयापचय मार्गों में शामिल एंजाइमों की सक्रियता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

(D) प्रकाश संश्लेषण पर पानी का प्रभाव निम्नलिखित तरीकों से पड़ता है:
$1$. पानी प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं (पानी का प्रकाश-अपघटन) में एक अभिकारक के रूप में कार्य करता है,इसलिए इसकी कमी सीधे तौर पर प्रकाश संश्लेषण की दर को सीमित करती है।
$2$. जल तनाव के कारण रंध्र बंद हो जाते हैं,जो पत्तियों में $CO_2$ के प्रवेश को रोकता है,जिससे प्रकाश संश्लेषण की दर कम हो जाती है।
$3$. जल तनाव के कारण पत्तियां मुरझा जाती हैं,जिससे पत्तियों का प्रभावी सतही क्षेत्रफल और उनकी चयापचय गतिविधि कम हो जाती है,जो प्रकाश संश्लेषण की दर को और कम कर देती है।
अतः,दिए गए सभी कथन सही हैं।

(B) कम प्रकाश तीव्रता पर प्रकाश की तीव्रता बढ़ने के साथ प्रकाश संश्लेषण की दर बढ़ती है।
जैसे-जैसे प्रकाश की तीव्रता बढ़ती है,प्रकाश संश्लेषण की दर तब तक बढ़ती रहती है जब तक कि यह संतृप्ति बिंदु तक नहीं पहुँच जाती,जहाँ अन्य कारक सीमित हो जाते हैं।
इस संतृप्ति बिंदु के बाद,प्रकाश की तीव्रता में और वृद्धि करने से प्रकाश संश्लेषण की दर में वृद्धि नहीं होती है।
आलेख $B$ इस संबंध को सही ढंग से दर्शाता है,जो प्रकाश की तीव्रता बढ़ने के साथ निरंतर वृद्धि और उसके बाद स्थिरता (संतृप्ति) को प्रदर्शित करता है।

(B) $C_3$ पौधों में $CO_2$ की सांद्रता बढ़ने के साथ प्रकाश संश्लेषण की दर और उत्पादकता बढ़ती है क्योंकि $C_3$ पौधे वर्तमान वायुमंडलीय सांद्रता से काफी कम स्तर पर $CO_2$ संतृप्ति दिखाते हैं।
$C_4$ पौधे,जैसे गन्ना,ज्वार और मक्का,उच्च $CO_2$ सांद्रता पर प्रकाश संश्लेषण की दर में वृद्धि नहीं दिखाते हैं क्योंकि उनके पास $RuBisCO$ एंजाइम के चारों ओर $CO_2$ को केंद्रित करने की एक क्रियाविधि होती है।
शिमला मिर्च और टमाटर $C_3$ पौधे हैं,जो बढ़े हुए $CO_2$ स्तर के प्रति सकारात्मक प्रतिक्रिया देते हैं (अक्सर ग्रीनहाउस फसलों में उपज बढ़ाने के लिए इसका उपयोग किया जाता है)।
इसलिए,सही उत्तर शिमला मिर्च और टमाटर है।

(B) कथन सत्य है क्योंकि प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र में,अधिकांश पौधों के लिए प्रकाश प्रचुर मात्रा में उपलब्ध होता है,सिवाय उन पौधों के जो गहरी छाया या घने जंगलों की छतरी के नीचे उगते हैं जहाँ प्रकाश एक सीमित कारक बन जाता है।
कारण भी सत्य है क्योंकि $C_4$ पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए उच्च प्रकाश तीव्रता का कुशलतापूर्वक उपयोग करने के लिए विकसित हुए हैं और $C_3$ पौधों की तुलना में निम्न स्तर पर प्रकाश संतृप्ति नहीं दिखाते हैं।
हालाँकि,कारण यह स्पष्ट नहीं करता है कि प्रकृति में अधिकांश पौधों के लिए प्रकाश शायद ही कभी एक सीमित कारक क्यों होता है। पर्यावरण में प्रकाश की उपलब्धता एक पारिस्थितिक स्थिति है,जबकि उच्च प्रकाश के प्रति $C_4$ पौधों की प्रतिक्रिया एक शारीरिक अनुकूलन है। इसलिए,कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।

(A) सही उत्तर $A$ है।
मरुस्थलीय पौधे,जैसे कि रसीले पौधे (succulents),'क्रेसुलेसियन एसिड मेटाबॉलिज्म' $(CAM)$ पथ का उपयोग करते हैं।
यह विशेष प्रकाश संश्लेषी पथ इन पौधों को रात में अपने रंध्रों (stomata) को खोलने और $CO_2$ को ग्रहण करके उसे कार्बनिक अम्लों के रूप में संग्रहीत करने की अनुमति देता है,जिससे गर्म और शुष्क दिन के दौरान वाष्पोत्सर्जन के माध्यम से होने वाली पानी की हानि को कम करने में मदद मिलती है।

(D) सही उत्तर है।
$Hydrilla$ के साथ प्रयोग में,सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ मिलाने से पानी में कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ की उपलब्धता बढ़ जाती है।
$CO_2$ प्रकाश संश्लेषण के लिए एक प्रमुख अभिकारक है।
कार्बन डाइऑक्साइड की यह बढ़ी हुई उपलब्धता प्रकाश संश्लेषण की दर में सुधार करती है,जो बदले में उप-उत्पाद के रूप में उत्सर्जित ऑक्सीजन $(O_2)$ की मात्रा को बढ़ा देती है।

(A) सही उत्तर है।
टमाटर और शिमला मिर्च जैसी ग्रीनहाउस फसलें अधिक उपज देती हैं क्योंकि उन्हें $CO_2$ समृद्ध वातावरण में उगाया जाता है।
ये पौधे $C_3$ पौधे हैं,जो $CO_2$ की उच्च सांद्रता के प्रति प्रकाश संश्लेषण की दर को बढ़ाकर प्रतिक्रिया करते हैं,क्योंकि सामान्य वायुमंडलीय स्थितियों में $CO_2$ अक्सर उनके लिए एक सीमित कारक होता है।

(C) ब्लैकमेन।
सीमाकारी कारकों का नियम $F.F. Blackmann$ द्वारा $1905$ में प्रकाश संश्लेषण की दर के विशेष संदर्भ में प्रस्तावित किया गया था।
इस नियम के अनुसार,यदि कोई रासायनिक प्रक्रिया एक से अधिक कारकों द्वारा प्रभावित होती है,तो उसकी दर उस कारक द्वारा निर्धारित की जाएगी जो अपने न्यूनतम मान के सबसे निकट होता है,जिसे सीमाकारी कारक कहा जाता है।