Light reaction Questions in Gujarati

(A) પિગમેન્ટ સિસ્ટમ-$II$ ($PS$-$II$) એ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-પ્રક્રિયામાં સામેલ એક પ્રોટીન સંકુલ છે.
તેમાં ઓક્સિજન-ઉત્પન્ન કરતું સંકુલ $(OEC)$ હોય છે,જે પાણીના પ્રકાશ-વિભાજન $(2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2)$ માટે જવાબદાર છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે જે રિએક્શન સેન્ટર ક્લોરોફિલ $P_{680}$ દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ કરે છે અને આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા ક્લોરોફિલ દ્વારા પ્રકાશ ઉર્જા મેળવવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ ને $ATP$ માં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં થાય છે.
તેથી,પ્રકાશ ઉર્જાનું $ATP$ ના ઉચ્ચ-ઉર્જા ફોસ્ફેટ બંધમાં સંગ્રહિત રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.

(B) . આ પ્રકાશસંશ્લેષણનો પ્રથમ તબક્કો છે જેમાં પ્રકાશ દ્વારા પાણીનું વિભાજન અથવા પ્રકાશવિભાજન (Photolysis) થાય છે. પ્રકાશવિભાજન માટે પ્રકાશ ઉર્જાની જરૂર હોય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ માંથી ઇલેક્ટ્રોનનું વહન થાય છે.
જ્યારે $PS-I$ પ્રકાશ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોનને પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહકને આપે છે,જે ત્યારબાદ તેને ફેરેડોક્સિન $(Fd)$ નામના આયર્ન-સલ્ફર પ્રોટીનને આપે છે.
અંતે,$FNR$ (ફેરેડોક્સિન-$NADP^+$ રિડક્ટેઝ) ઉત્સેચક આ ઇલેક્ટ્રોનને રિડ્યુસ્ડ ફેરેડોક્સિનમાંથી $NADP^+$ માં સ્થાનાંતરિત કરે છે,જે તેનું રિડક્શન કરીને $NADPH + H^+$ બનાવે છે.
આમ,ફેરેડોક્સિન એ પદાર્થ છે જે $PS-I$ અને $NADP^+$ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણનો પ્રકાશ-રાસાયણિક તબક્કો (પ્રકાશ પ્રક્રિયા) હરિતકણના થાઈલેકોઈડ પટલમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) માટે પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ થાય છે,જેના પરિણામે આડપેદાશ તરીકે $O_2$ મુક્ત થાય છે.
સાથે સાથે,ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ (ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન) અને $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થાય છે.
આમ,પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે અને $ATP$ તથા $NADPH$ સ્વરૂપે શક્તિનું નિર્માણ થાય છે.

(B) હિલની પ્રતિક્રિયા એ પ્રકાશસંશ્લેષણના પ્રકાશ-આધારિત તબક્કાને દર્શાવે છે,જેમાં પ્રકાશ અને ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારની હાજરીમાં પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) થઈને ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં ક્લોરોફિલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરવા માટે પ્રકાશ ઉર્જાની જરૂર હોવાથી,તે ફક્ત પ્રકાશની હાજરીમાં જ થાય છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં,જ્યારે ક્લોરોફિલ $a$ અણુ પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન ઋણ વીજભાર ધરાવતો હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાને કારણે અણુ ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ અનુભવે છે.
પરિણામે,ક્લોરોફિલ $a$ અણુ ધન વીજભાર પ્રાપ્ત કરે છે અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્વરૂપ $(Chl^+)$ માં ફેરવાય છે.

(A) $PS-I$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ $a$ એ $700 \ nm$ પર શોષણ ટોચ (absorption peak) ધરાવે છે,જેને $P_{700}$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$PS-II$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ $a$ એ $680 \ nm$ પર શોષણ ટોચ ધરાવે છે,જેને $P_{680}$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,$PS-I$ અને $PS-II$ માટેના પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રો અનુક્રમે $P_{700}$ અને $P_{680}$ છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા હરિતકણના થાઈલેકોઈડ પટલમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,સૂર્યપ્રકાશની ઉર્જા ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો દ્વારા શોષાય છે અને રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓની મુખ્ય નીપજો $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) અને $NADPH$ (નિકોટિનામાઈડ એડેનાઈન ડાયન્યુક્લિયોટાઈડ ફોસ્ફેટ) છે,જેનો ઉપયોગ ત્યારબાદ જૈવસંશ્લેષણ તબક્કામાં (કેલ્વિન ચક્ર) કાર્બન ડાયોક્સાઈડના સ્થાપન માટે કરવામાં આવે છે.

(B) પાણીના અણુઓનું હાઇડ્રોજન આયનો,ઇલેક્ટ્રોન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજન થવાની પ્રક્રિયાને પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા થાઇલેકોઇડના લ્યુમેનમાં થાય છે અને તે ફોટોસિસ્ટમ-$II$ ને ઇલેક્ટ્રોન પૂરા પાડવા માટે આવશ્યક છે.
પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન ઓક્સિજન-ઉત્પન્ન કરતા સંકુલ દ્વારા ઉદ્દીપિત થાય છે,જેમાં $Mn^{2+}$ (મેંગેનીઝ) અને $Cl^-$ (ક્લોરાઇડ) આયનો આવશ્યક કો-ફેક્ટર તરીકે જરૂરી છે.
તેથી,$Mn$ અને ક્લોરાઇડ આયનો પાણીના વિભાજનમાં મદદ કરે છે.

(B) ક્લોરોફિલ '$a$' પ્રકાશતંત્રમાં વિવિધ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. $PS-II$ નું રિએક્શન સેન્ટર $P_{680}$ છે,જે $680 \ nm$ કરતા ટૂંકી અથવા તેના જેટલી તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ શોષે છે. ક્લોરોફિલ '$a$' નું આ વિશિષ્ટ સ્વરૂપ ફ્લોરોસન્ટ હોવાનું જાણીતું છે. તેથી,તે $PS-II$ સાથે સંકળાયેલું છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં,$PS-II$ (ફોટોસિસ્ટમ $II$) માં રહેલા ક્લોરોફિલ અણુઓ દ્વારા પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે.
આ ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનને ફરીથી મેળવવા માટે,$PS-II$ પાણીના અણુઓના વિભાજનની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે,જેને પ્રકાશવિભાજન (Photolysis) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન $(H^+)$ અને આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.
તેથી,$PS-II$ દ્વારા પ્રકાશનું શોષણ ખાસ કરીને $H_2O$ ના પ્રકાશવિભાજનનું કારણ બને છે.

(D) વર્ણવેલ પ્રક્રિયા હિલ પ્રતિક્રિયા છે,જ્યાં પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ પાણીના વિઘટન (ફોટોલિસિસ) માટે થાય છે જેથી $O_2$ ઉત્પન્ન થાય અને ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારનું રિડક્શન (ફેરિકમાંથી ફેરસ) થાય.
જ્યારે અલગ કરેલ હરિતકણને વહેતા પાણીમાં ધોવામાં આવે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનના દ્રાવ્ય ઘટકો,જેમ કે પ્લાસ્ટોસાયનિન $(PC)$,દૂર થઈ જાય છે અથવા ધોવાઈ જાય છે.
આ ઘટકો પાણીમાંથી ઇલેક્ટ્રોનના વહન માટે આવશ્યક હોવાથી,પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ સંપૂર્ણપણે ખોરવાઈ જાય છે.
તેથી,આ આવશ્યક ઘટકોની ગેરહાજરીમાં,ન તો પાણીનું ફોટોલિસિસ ($O_2$ નું ઉત્પાદન) થઈ શકે છે કે ન તો ફેરિકનું ફેરસમાં રિડક્શન થઈ શકે છે.

(D) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન ($Z$-સ્કીમ) ની પ્રક્રિયામાં,પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PSII)$ અને ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PSI)$ બંને દ્વારા થાય છે.
જ્યારે $PSII$ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જે પછી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$PSII$ પર પાણીનું ઓક્સિડેશન (ફોટોલિસિસ) થાય છે,જે એક પ્રબળ ઓક્સિડન્ટ $(P680^+)$ ઉત્પન્ન કરે છે જે પાણીના અણુઓને તોડવા માટે સક્ષમ છે.
તે જ સમયે,ઇલેક્ટ્રોન $NADP^+$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેનું રિડક્શન થઈને $NADPH$ બને છે. $NADPH$ કેલ્વિન ચક્રમાં નિર્બળ રિડક્ટન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ પ્રક્રિયા છે જે પ્રબળ ઓક્સિડન્ટ અને નિર્બળ રિડક્ટન્ટ બંને ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓમાં,બે પ્રકાશતંત્રો ($PSII$ અને $PSI$) ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને ચલાવવા માટે સાથે મળીને કામ કરે છે.
જ્યારે $PSII$ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે,જે પછી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા પસાર થાય છે.
$PSII$ ના પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારનો રેડોક્સ પોટેન્શિયલ આશરે $-0.8 \ V$ થી $-1.1 \ V$ હોય છે,જ્યારે અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન દાતા,પાણી,નો રેડોક્સ પોટેન્શિયલ આશરે $+0.8 \ V$ હોય છે.
તેથી,પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનને વિદ્યુત રાસાયણિક ઢાળની વિરુદ્ધ આશરે $-1.1 \ V$ થી $+0.8 \ V$ ના પોટેન્શિયલ સુધી લઈ જવા માટે થાય છે.

(B) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,માત્ર $PS-I$ સામેલ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન $PS-I$ સિસ્ટમની અંદર પરિભ્રમણ કરે છે અને ચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહને કારણે ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં $PS-II$ સામેલ નથી,અને પરિણામે,પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) થતું નથી અને $NADPH + H^+$ નું ઉત્પાદન પણ થતું નથી. તેથી,$PS-II$ ઇલેક્ટ્રોનના ચક્રીય પ્રવાહમાં ભાગ લેતું નથી.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં,ખાસ કરીને ફોટોસિસ્ટમ $I$ $(PSI)$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર $P_{700}$ છે.
જ્યારે $P_{700}$ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
આ ઉચ્ચ-ઊર્જા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન સૌપ્રથમ આયર્ન-સલ્ફર $(FeS)$ પ્રોટીન દ્વારા સ્વીકારવામાં આવે છે,જેને ફેરેડોક્સિન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ફેરેડોક્સિનમાંથી,ઇલેક્ટ્રોન $NADP^+$ ને $NADPH$ માં રિડ્યુસ કરવા માટે $NADP^+$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ થાય છે અને તેનું રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
આ રાસાયણિક ઉર્જા $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) અને $NADPH$ (નિકોટિનામાઇડ એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ ફોસ્ફેટ) ના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે.
જોકે,$ATP$ એ કોષનું મુખ્ય ઉર્જા ચલણ છે જેનો ઉપયોગ કેલ્વિન ચક્ર સહિતની વિવિધ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે ઉર્જા સ્થાનાંતરિત કરવા માટે થાય છે.
તેથી,ઉત્પન્ન થતી ઉર્જા મુખ્યત્વે $ATP$ ના સ્વરૂપમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(C) પાણીનું પ્રકાશવિભાજન,જેને વોટર-સ્પ્લિટિંગ કોમ્પ્લેક્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન થાય છે.
તે હરિતકણના થાઈલેકોઈડ લ્યુમેનમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પાણીના અણુઓ $(H_2O)$ નું ઓક્સિજન $(O_2)$,પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઈલેક્ટ્રોન $(e^-)$ માં વિભાજન થાય છે,જે ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PSII)$ સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજન-ઉત્પાદક સંકુલ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈનને ઈલેક્ટ્રોન પૂરા પાડવા અને આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન મુક્ત કરવા માટે આવશ્યક છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં પ્રકાશ સીધી રીતે જરૂરી છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,ફોટોસિસ્ટમમાં રહેલા રંજકદ્રવ્યો દ્વારા પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ થાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્તેજન તરફ દોરી જાય છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજનની પ્રક્રિયા એ પ્રાથમિક ઘટના છે જે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનને શરૂ કરે છે,જેના પરિણામે $ATP$ અને $NADPH$ નું નિર્માણ થાય છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની '$Z$' સ્કીમ પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓમાં અચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાનો સંદર્ભ આપે છે.
તેને '$Z$' સ્કીમ કહેવામાં આવે છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહનો રેડોક્સ પોટેન્શિયલ પ્રોફાઇલ '$Z$' અક્ષર જેવો દેખાય છે.
આ ખ્યાલ હિલ અને બેન્ડલ દ્વારા $1960$ માં ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PSII)$ અને ફોટોસિસ્ટમ $I$ $(PSI)$ વચ્ચેના સહકારને સમજાવવા માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન પાણીના અણુઓના વિભાજનને ફોટોલિસિસ (પ્રકાશવિભાજન) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા થાઇલેકોઇડના લ્યુમેનમાં થાય છે અને તે ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PS-II)$ સાથે સંકળાયેલી છે.
ફોટોલિસિસ દરમિયાન,પાણીનું વિભાજન પ્રોટોન $(H^+)$,ઇલેક્ટ્રોન $(e^-)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ માં થાય છે,જે આડપેદાશ તરીકે મુક્ત થાય છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે. મેંગેનીઝ $(Mn)$ પ્રકાશતંત્ર-$II$ ના પાણીના વિભાજન સંકુલ (જેને ઓક્સિજન-ઉત્સર્જન સંકુલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) માં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
પ્રકાશ ઉર્જા મેંગેનીઝ $(Mn^{2+}, Mn^{3+}, Mn^{4+})$ ની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં ફેરફાર લાવે છે,જે પાણીના અણુઓના $OH^-$ ઘટકમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
આ પ્રક્રિયા પાણીના પ્રકાશવિભાજન તરફ દોરી જાય છે,જેના પરિણામે આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,પ્રકાશ ઉર્જા ક્લોરોફિલ દ્વારા ગ્રહણ કરવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે કરવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ આ $ATP$ પ્રકાશ-સ્વતંત્ર પ્રક્રિયાઓ (કેલ્વિન ચક્ર) માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડે છે,જેમાં $CO_2$ નું કાર્બોદિતમાં સ્થાપન થાય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,મુખ્યત્વે $ATP$ અને $NADPH$ ઉત્પન્ન થાય છે,જેને એસિમિલેટરી પાવર (assimilatory powers) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત,પાણીના અણુઓનું ફોટોલિસિસ (પાણીનું વિભાજન) થાય છે,જેના પરિણામે આડપેદાશ તરીકે $O_2$ મુક્ત થાય છે. તેથી,પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન આ તમામ ઘટકો ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ પ્રકાશ ઉર્જાની હાજરીમાં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા વનસ્પતિના હરિતકણમાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $ADP + Pi \xrightarrow{\text{પ્રકાશ ઉર્જા}} ATP$.

(B) ફોટોસિસ્ટમ એ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ પ્રોટીન સંકુલ છે.
$PS-I$ અને $PS-II$ હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં આવેલા હોય છે.
ગ્રાના એ થાઇલેકોઇડના થપ્પા હોવાથી,આ ફોટોસિસ્ટમ હરિતકણના ગ્રાનામાં જોવા મળે છે.
સ્ટ્રોમા એ અંધકાર પ્રક્રિયા (કેલ્વિન ચક્ર) નું સ્થાન છે,જ્યારે કણાભસૂત્ર કોષીય શ્વસનમાં સામેલ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PS-II)$,જેનું રિએક્શન સેન્ટર $P-680$ છે,તે પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) માટે જવાબદાર છે.
પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,$PS-II$ પાણીના અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે જેથી ઉત્તેજિત અવસ્થામાં રિએક્શન સેન્ટર દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ કરી શકાય.
આ પ્રક્રિયા,જેને વોટર-સ્પ્લિટિંગ કોમ્પ્લેક્સ અથવા ઓક્સિજન-ઇવોલ્વિંગ કોમ્પ્લેક્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેના પરિણામે આડપેદાશ તરીકે $O_2$ મુક્ત થાય છે,સાથે પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઇલેક્ટ્રોન $(e^-)$ ઉત્પન્ન થાય છે,જેનું સમીકરણ આ મુજબ છે: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2$.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન માત્ર રિડક્શન પામેલ $NADP$ $(NADPH)$ બનતું નથી અને $O_2$ મુક્ત થતું નથી,પરંતુ $ATP$ પણ સંશ્લેષિત થાય છે.
પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ઉર્જા ધરાવતા ફોસ્ફેટ અણુઓ $(ATP)$ બનાવવાની આ પ્રક્રિયાને ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.

(D) હિલ પ્રક્રિયા,જે $1937$ માં રોબર્ટ હિલ દ્વારા શોધવામાં આવી હતી,તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે જેમાં કૃત્રિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારકની હાજરીમાં પાણીનું ફોટોલિસિસ (પ્રકાશ વિઘટન) થઈને ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રકાશમાં થાય છે અને પાણીના ફોટોલિસિસમાંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોનને સ્વીકારવા માટે ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારક (જેમ કે ફેરિસાયનાઇડ અથવા $DCPIP$) ની હાજરી જરૂરી છે.
તેથી,તે પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયા છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પાણીમાંથી ઓક્સિજનના ઉત્ક્રાંતિને દર્શાવે છે.

(A) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન,જેને $Z$-સ્કીમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં $PS-II$ અને $PS-I$ બંને ફોટોસિસ્ટમ્સ શ્રેણીબદ્ધ રીતે કાર્ય કરે છે.
$1$. પ્રકાશ દ્વારા ઉત્તેજિત થવા પર $PS-II$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે.
$2$. આ ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા $PS-I$ સુધી પહોંચે છે.
$3$. $PS-I$ પણ પ્રકાશ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે અને $NADPH$ બનાવવા માટે $NADP^+$ ને ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત કરે છે.
$4$. $PS-II$ દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોન પાણીના પ્રકાશવિભાજન (photolysis) દ્વારા ફરીથી પ્રાપ્ત થતા હોવાથી,ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ અચક્રીય હોય છે.

(C) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં માત્ર ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ સામેલ છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા ફરીથી રિએક્શન સેન્ટર $(P700)$ પર પાછા ફરે છે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાંથી પસાર થાય છે,ત્યારે મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ પ્રોટોનને પટલની આરપાર પમ્પ કરવા માટે થાય છે,જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવે છે જે $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.
અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનથી વિપરીત,ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં પાણીનું પ્રકાશવિભાજન (ફોટોલિસિસ) થતું નથી (તેથી $O_2$ મુક્ત થતો નથી) અને તેમાં $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થતું નથી.
તેથી,ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનની એકમાત્ર નીપજ $ATP$ છે.

(A) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,$PS-II$ અને $PS-I$ બંને સંકળાયેલા છે.
$PS-II$ માં પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર તરીકે ક્લોરોફિલ-$a$ નો અણુ હોય છે જેને $P_{680}$ કહેવામાં આવે છે,જે $680 \ nm$ તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.
જ્યારે એન્ટેના રંજકદ્રવ્યો દ્વારા પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ થાય છે,ત્યારે તે પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$P_{680}$ અણુ સૌપ્રથમ ઉત્તેજિત થાય છે અને પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહકને ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
તેથી,અચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલામાં સૌપ્રથમ ઉત્તેજિત થતો રંજકદ્રવ્ય અણુ $P_{680}$ છે.

(A) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,પાણીનું પ્રકાશવિભાજન ફોટોસિસ્ટમ-$II$ સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજન-ઇવોલ્વિંગ કોમ્પ્લેક્સ $(OEC)$ પર થાય છે.
$2$ અણુ $H_2O$ ના પ્રકાશવિભાજન માટેની પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-$.
આ પ્રક્રિયા થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં સીધા $4$ પ્રોટોન $(H^+)$ મુક્ત કરે છે.
વધુમાં,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટમાં ફાળો આપે છે,પરંતુ $2$ પાણીના અણુઓના વિભાજનને કારણે મુક્ત થતા ચોક્કસ પ્રોટોનની સંખ્યા $4 H^+$ છે.

(B) પ્રકાશ ઉર્જા ઉર્જાના નાના અવિભાજ્ય પેકેટોના સ્વરૂપમાં વહન પામે છે જેને $Photons$ (ફોટોન્સ) કહેવામાં આવે છે. પ્રકાશના ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત મુજબ,આ $Photons$ એ પ્રકાશ ઉર્જાના મૂળભૂત એકમો છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ક્લોરોફિલના અણુઓ સાથે આંતરક્રિયા કરે છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયા ત્યારે શરૂ થાય છે જ્યારે ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PS-II)$ માં રહેલા ક્લોરોફિલના અણુઓ પ્રકાશ ઉર્જા (ફોટોન) નું શોષણ કરે છે.
આ પ્રકાશ ઉર્જાના શોષણને કારણે ક્લોરોફિલના અણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થાય છે,જેના પરિણામે તે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
ક્લોરોફિલનું આ ઓક્સિડેશન એ પ્રાથમિક ઘટના છે જે ત્યારબાદની ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા અને ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનને બદલવા માટે પાણીના પ્રકાશ વિઘટનની પ્રક્રિયાને ઉત્તેજિત કરે છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રકાશ ઉર્જા (વિકિરણ ઉર્જા) ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો દ્વારા ગ્રહણ કરવામાં આવે છે.
આ ઉર્જાનો ઉપયોગ પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓ (ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન) દ્વારા $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) અને $NADPH$ ના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
$ATP$ એ કોષના પ્રાથમિક ઉર્જા ચલણ તરીકે કાર્ય કરે છે,જે તેના ઉચ્ચ-ઉર્જા ફોસ્ફેટ બંધોમાં રાસાયણિક ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.
તેથી,પ્રકાશની વિકિરણ ઉર્જા રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે અને $ATP$ ના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ,જેને પ્રકાશ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે કાર્ય કરવા માટે સૌર ઉર્જાની જરૂર હોય છે.
આ પ્રક્રિયાઓ હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રકાશ ઉર્જા ક્લોરોફિલ અને અન્ય રંજકદ્રવ્યો દ્વારા ગ્રહણ કરવામાં આવે છે જેથી $ATP$ અને $NADPH$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે પછીની અંધકાર પ્રક્રિયાઓ (કેલ્વિન ચક્ર) માટે આવશ્યક છે.
તેથી,પ્રકાશ પ્રક્રિયા માત્ર પ્રકાશની હાજરીમાં જ થાય છે.

(C) બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણ,જેમ કે જાંબલી અને લીલા સલ્ફર બેક્ટેરિયામાં જોવા મળે છે,તે ઓક્સિજનવિહીન (anoxygenic) હોય છે.
વનસ્પતિઓ અને સાયનોબેક્ટેરિયામાં થતા ઓક્સિજનયુક્ત પ્રકાશસંશ્લેષણથી વિપરીત,જેમાં પાણીના વિભાજન માટે $PS-I$ અને $PS-II$ બંનેની જરૂર પડે છે,બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણ માત્ર એક જ પ્રકાશતંત્ર (photosystem) પર આધાર રાખે છે.
મોટાભાગના પ્રકાશસંશ્લેષી બેક્ટેરિયામાં એવું પ્રકાશતંત્ર હોય છે જે રચનાત્મક અને કાર્યાત્મક રીતે ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓના $PS-I$ જેવું જ હોય છે.
તેથી,બેક્ટેરિયલ પ્રકાશસંશ્લેષણમાં માત્ર $PS-I$ સામેલ હોય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્રશ્ય પ્રકાશ વર્ણપટના વાદળી અને લાલ વિસ્તારોમાં સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે. ક્લોરોફિલ $a$ અને $b$ આ વિસ્તારોમાં મહત્તમ શોષણ દર્શાવે છે. વાદળી પ્રકાશ વધુ ઊર્જા ધરાવે છે,જ્યારે લાલ પ્રકાશ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે અત્યંત અસરકારક છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,લાલ વિસ્તારને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા માટેના મુખ્ય શિખરોમાંના એક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) $Red \, Drop$ (રેડ ડ્રોપ) ની ઘટના $R. \, Emerson$ અને $C.M. \, Lewis$ દ્વારા $1943$ માં અવલોકન કરવામાં આવી હતી. તેમણે જોયું કે જ્યારે વનસ્પતિઓને $680 \, nm$ (વર્ણપટનો દૂરનો લાલ વિસ્તાર) થી વધુ તરંગલંબાઇ ધરાવતા એકરંગી પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્વોન્ટમ ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. આ ઘટાડો એટલા માટે થાય છે કારણ કે આ તરંગલંબાઇ પરનો પ્રકાશ ફોટોસિસ્ટમ $I$ અને ફોટોસિસ્ટમ $II$ બંનેને એકસાથે ઉત્તેજિત કરવા માટે અપૂરતો હોય છે,જે કાર્યક્ષમ પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે જરૂરી છે.

(A) વર્ણવેલ ઘટનાને એમર્સન એન્હાન્સમેન્ટ ઇફેક્ટ (Emerson Enhancement Effect) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે છોડને માત્ર લાલ પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ટૂંકી તરંગલંબાઇના પ્રકાશમાં જોવા મળતા દરોના સરવાળા કરતા ઓછો હોય છે.
જો કે,જ્યારે લાલ પ્રકાશની સાથે ફાર-રેડ પ્રકાશ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર નોંધપાત્ર રીતે વધે છે,જે બે અલગ-અલગ પ્રકાશના સંપર્કના દરોના સરવાળા કરતા પણ વધી જાય છે.
આ સહકારી અસર પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં બે ફોટોસિસ્ટમ્સ,$PS-I$ અને $PS-II$ વચ્ચેના સહકારને દર્શાવે છે.

(B) જ્યારે વનસ્પતિઓને લાલ અને દૂર-લાલ (far-red) પ્રકાશમાં એકસાથે રાખવામાં આવે છે (અથવા જ્યારે લાલ પ્રકાશને વાદળી પ્રકાશ જેવા ટૂંકી તરંગલંબાઇના પ્રકાશ સાથે પૂરક બનાવવામાં આવે છે),ત્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર વધે છે. આ ઘટનાને $Emerson$ વૃદ્ધિ અસર (Enhancement effect) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ શોધે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં બે અલગ-અલગ પ્રકાશતંત્રો,$PS-I$ અને $PS-II$ ના અસ્તિત્વનો પુરાવો પૂરો પાડ્યો હતો.

(D) 'રેડ ડ્રોપ' અસર એ પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્વોન્ટમ ઉપજમાં થતા તીવ્ર ઘટાડાને સૂચવે છે જ્યારે છોડને $680 \ nm$ (ફાર-રેડ પ્રકાશ) કરતા વધુ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશમાં રાખવામાં આવે છે.
આ એટલા માટે થાય છે કારણ કે આ તરંગલંબાઇ પરનો પ્રકાશ મુખ્યત્વે ફક્ત ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ દ્વારા જ શોષાય છે,અને તે ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PS-II)$ ને ઉત્તેજિત કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે,જે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન માટે જરૂરી છે.
રોબર્ટ એમરસને અવલોકન કર્યું હતું કે પ્રકાશના વર્ણપટના ફાર-રેડ વિસ્તારમાં પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે.

(C) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં માત્ર $Photosystem-I$ $(PSI)$ સામેલ હોય છે.
તે ત્યારે થાય છે જ્યારે $NADP^+$ ની સાંદ્રતા ઓછી હોય,જેનો અર્થ છે કે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાંથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારવા માટે $NADP^+$ ની અછત છે.
ઓછી પ્રકાશ તીવ્રતાની સ્થિતિમાં અથવા જ્યારે $NADPH$ ની સાપેક્ષમાં $ATP$ ની માંગ વધારે હોય,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન સાયટોક્રોમ કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા $PSI$ માં પાછા ફરે છે.
તેથી,જારક પરિસ્થિતિ (ઓક્સિજનની હાજરી) અને ઓછી પ્રકાશ તીવ્રતા સામાન્ય રીતે આ પ્રક્રિયા માટે અનુકૂળ માનવામાં આવે છે જેથી $ATP/NADPH$ ગુણોત્તર જાળવી શકાય.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) ના પરિણામે $O_2$ મુક્ત થાય છે.
$DCMU$ એ એક શક્તિશાળી પ્રકાશસંશ્લેષણ અવરોધક છે.
તે $PS-II$ ની $Q_B$ બાઈન્ડિંગ સાઈટ સાથે જોડાઈને કાર્ય કરે છે,જેનાથી $PS-II$ થી પ્લાસ્ટોક્વિનોન સુધીના ઈલેક્ટ્રોન વહનને અવરોધે છે.
$PS-II$ ની આ નિષ્ક્રિયતા હિલ પ્રતિક્રિયાને અસરકારક રીતે અટકાવે છે અને પાણીના પ્રકાશ-વિઘટનને રોકે છે,આમ $O_2$ મુક્તિને અવરોધે છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણમાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $(ETC)$ પ્રોટીન સંકુલ જેવા કે ફોટોસિસ્ટમ $I$ $(PS I)$,ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PS II)$,સાયટોક્રોમ $b_6f$ સંકુલ અને પ્લાસ્ટોક્વિનોન તથા પ્લાસ્ટોસાયનિન જેવા મોબાઈલ ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની બનેલી હોય છે.
આ ઘટકો હરિતકણના થાયલેકોઇડ પટલમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
આ ગોઠવણી થાયલેકોઇડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) ઉત્પન્ન કરવામાં મદદ કરે છે,જે રસાયણ-પરાસરણ (chemiosmosis) દ્વારા $ATP$ સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં,બે પ્રકાશતંત્રો,$PS-II$ અને $PS-I$,શ્રેણીબદ્ધ રીતે કાર્ય કરે છે.
$PS-II$ (ફોટોસિસ્ટમ $II$) $680 \ nm$ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાની શરૂઆત કરે છે.
$PS-II$ માં ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની શ્રેણી દ્વારા $PS-I$ (ફોટોસિસ્ટમ $I$) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
તેથી,અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન ($Z$-સ્કીમ) પ્રક્રિયામાં ઉર્જા અને ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ $PS-II$ થી $PS-I$ તરફ થાય છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં પાણીનું પ્રકાશવિભાજન (photolysis) થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.
પાણીમાંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોનનો ઉપયોગ ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PSII)$ દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ કરવા માટે થાય છે.
આ ઇલેક્ટ્રોન અંતે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા પસાર થઈને $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન કરે છે.

(C) હરિતકણ (ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન) અને કણાભસૂત્ર (ઓક્સિડેટિવ ફોસ્ફોરાયલેશન) બંનેમાં $ATP$ સંશ્લેષણની ક્રિયાવિધિ પીટર મિશેલ દ્વારા આપવામાં આવેલા રસાયણ-આસૃતિ (Chemiosmotic) સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.
આ સિદ્ધાંત મુજબ,$ATP$ નું સંશ્લેષણ પટલ (હરિતકણમાં થાઈલેકોઈડ પટલ અને કણાભસૂત્રમાં અંદરનું પટલ) ની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ સાથે જોડાયેલું છે.
જ્યારે પ્રોટોન $(H^+)$ આંતરપટલીય અવકાશ અથવા થાઈલેકોઈડ લ્યુમેનમાંથી $F_0-F_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલ દ્વારા મેટ્રિક્સ અથવા સ્ટ્રોમામાં પાછા ફરે છે,ત્યારે તે $ADP$ નું $ATP$ માં રૂપાંતર કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડે છે.