Light reaction Questions in Gujarati

(A) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,ફોટોસિસ્ટમ-$II$ ને ઇલેક્ટ્રોન પૂરા પાડવા માટે પાણીનું ફોટોલિસિસ થાય છે.
પાણીના ફોટોલિસિસ માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ: $2H_{2}O \rightarrow 4H^{+} + 4e^{-} + O_{2}$ છે.
આ સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે પાણીના $2$ અણુઓ $4$ $H^{+}$ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,પાણીનો $1$ અણુ $2$ $H^{+}$ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે.
પાણીના $12$ અણુઓ માટે,ઉત્પન્ન થતા $H^{+}$ આયનોની સંખ્યા $12 \times 2 = 24 H^{+}$ આયનો થશે.

(A) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન $NADP^{+}$ ને આપવામાં આવતા નથી,પરંતુ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દ્વારા ફરીથી $PS-I$ માં પાછા ફરે છે.
ઇલેક્ટ્રોનનો આ ચક્રીય પ્રવાહ માત્ર $ATP$ અણુઓના સંશ્લેષણમાં પરિણમે છે.
આ પ્રક્રિયામાં $NADPH + H^{+}$ નું ઉત્પાદન થતું નથી કારણ કે તેમાં $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક સામેલ હોતો નથી.
ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન સામાન્ય રીતે ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉત્તેજના માટે માત્ર $700 \; nm$ થી વધુ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ ઉપલબ્ધ હોય,અથવા જ્યારે કોષને વધારાના $ATP$ ની જરૂર હોય.

(D) કેમિયોસ્મોસિસ એ અર્ધ-પ્રવેશશીલ પટલ દ્વારા આયનોનું તેમના વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળની દિશામાં થતું વહન છે.
તેના માટે નીચેના ઘટકો જરૂરી છે:
$1$. પટલ: બે ભાગોને અલગ કરવા માટે (દા.ત.,થાઇલેકોઇડ પટલ).
$2$. પ્રોટોન પંપ: પટલની આરપાર પ્રોટોનને પંપ કરીને સાંદ્રતા ઢાળ બનાવવા માટે.
$3$. પ્રોટોન ઢાળ: પટલની બંને બાજુ પ્રોટોનની સાંદ્રતામાં તફાવત,જે $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે જરૂરી સ્થિતિમાન ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
તેથી,કેમિયોસ્મોસિસ માટે ત્રણેય ઘટકો ($I, II$ અને $III$) જરૂરી છે.

(C) ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ સંશ્લેષણ કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં થાય છે.
જ્યારે બે પ્રકાશતંત્રો,$PS-II$ અને $PS-I$,શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે,ત્યારે તેને અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા વહન પામે છે,જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવે છે. આ ગ્રેડિયન્ટ $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે અને સાથે સાથે $NADPH$ નું પણ ઉત્પાદન કરે છે.

(A) $ATP$ase ઉત્સેચક બે મુખ્ય ભાગો ધરાવે છે: $F_0$ અને $F_1$.
$F_0$ એ આંતરિક પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે પટલની આરપાર એક ચેનલ બનાવે છે.
આ ચેનલ થાઈલેકોઈડ લ્યુમેનથી સ્ટ્રોમા તરફ પ્રોટોન્સ $(H^+)$ ના સાનુકૂલિત પ્રસરણને મંજૂરી આપે છે.
પ્રોટોન્સની આ ગતિ $F_1$ હેડપીસને $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરવા માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડે છે.

(B) હરિતકણમાં થતું ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન એ કણાભસૂત્રમાં થતા ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન જેવું જ છે.
બંને પ્રક્રિયાઓમાં પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
હરિતકણમાં પ્રોટોન ઢાળ થાઇલેકોઇડની લ્યુમેનમાં વિકસે છે,જ્યારે કણાભસૂત્રમાં પ્રોટોન ઢાળ આંતર-પટલીય અવકાશ (intermembrane space) માં વિકસે છે.
બંને અંગિકાઓમાં $ATP$ સંશ્લેષણની કેમિયોસ્મોસિસની ક્રિયાવિધિ સમાન રહે છે.

(D) $PS-I$ માં,રિએક્શન સેન્ટર ક્લોરોફિલ-a નો એક વિશિષ્ટ અણુ છે જેને $P_{700}$ કહેવાય છે,જે $700 \; nm$ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે. $PS-II$ માં,રિએક્શન સેન્ટર ક્લોરોફિલ-a નું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે જેને $P_{680}$ કહેવાય છે,જે $680 \; nm$ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે. વિકલ્પ $D$ માં દર્શાવેલ સંજ્ઞાઓમાં ભૂલ હતી,તેથી તે ખોટું ગણાય છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,પ્રકાશ ઉર્જા એન્ટેના કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા શોષાય છે અને પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર,$P680$ (ફોટોસિસ્ટમ $II$) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
જ્યારે $P680$ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ $(P680^+)$ બને છે.
આ ઓક્સિડાઇઝ્ડ ક્લોરોફિલ $(P680^+)$ એક ખૂબ જ શક્તિશાળી ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે અને તેની ઇલેક્ટ્રોન પ્રત્યે ઉચ્ચ આકર્ષણ શક્તિ હોય છે.
તે પાણીના અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ખેંચે છે,જેના કારણે પાણીનું વિભાજન (ફોટોલિસિસ) પ્રોટોન $(H^+)$,ઇલેક્ટ્રોન અને ઓક્સિજન $(O_2)$ માં થાય છે.
તેથી,પાણીના ફોટોલિસિસ માટે જરૂરી ઉર્જા ઓક્સિડાઇઝ્ડ ક્લોરોફિલમાંથી મેળવવામાં આવે છે.

(C) પીટર મિશેલના રસાયણ-આસૃતિ (Chemiosmotic) કપલિંગ સિદ્ધાંત મુજબ,હરિતકણ અથવા કણાભસૂત્રની અંદરની પટલની આરપાર પ્રોટોનનું બહારની તરફ પમ્પિંગ થવાથી બાહ્ય અને આંતરિક પટલની વચ્ચે પ્રોટોનનો સંગ્રહ થાય છે.
આનાથી પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) સર્જાય છે.
જ્યારે પ્રોટોન આ વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળને અનુસરીને $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા પાછા વહે છે,ત્યારે પ્રોટોન પ્રેરક બળનો ઉપયોગ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે.

(C) ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PSII)$ માં, રિએક્શન સેન્ટર $P680$ છે, જેનો અર્થ છે કે તે $680 \; nm$ તરંગલંબાઈનો લાલ પ્રકાશ શોષે છે.
જ્યારે આ પ્રકાશ શોષાય છે, ત્યારે ક્લોરોફિલ-a અણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થાય છે અને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે જાય છે.
આ ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન તરત જ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર (ખાસ કરીને ફિઓફાઇટિન) દ્વારા પકડવામાં આવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર પાસેથી, ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં જાય છે જેમાં સાયટોક્રોમ્સ (જેમ કે સાયટોક્રોમ $b_6$ અને $f$) સહિતના વિવિધ વાહકોનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી, $A = 680 \; nm$, $B = \text{electron acceptor}$, અને $C = \text{cytochromes}$ છે.

(D) પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે આ ગ્રેડિયન્ટનું વિઘટન ઉર્જા મુક્ત કરવા માટે જવાબદાર છે.
આ ગ્રેડિયન્ટનું વિઘટન $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકના $F_{0}$ સબયુનિટની ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ દ્વારા પ્રોટોન્સના પટલની આરપાર સ્ટ્રોમામાં વહન થવાને કારણે થાય છે.
પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટના વિઘટન દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે.

(A) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,માત્ર $PS-I$ કાર્યરત હોય છે. ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન રિએક્શન સેન્ટરથી ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમમાં જાય છે અને અંતે $PS-I$ માં પાછા ફરે છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઇલેક્ટ્રોન રિડોક્સ પોટેન્શિયલની દ્રષ્ટિએ નીચેની તરફ (downhill) ગતિ કરે છે,જે ઉર્જા મુક્ત કરે છે જેનો ઉપયોગ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે. આમ,$A$ એ $ATP$ છે અને $B$ એ ડાઉનહિલ રિડોક્સ પોટેન્શિયલ છે.

(C) પાણીના પ્રકાશવિઘટનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,પાણીના અણુઓનું વિભાજન થઈને ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન અને ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે. તેની પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-$
આમ,ત્રણેય ઘટકો ($I, II$ અને $III$) મુક્ત થાય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં બે ફોટોસિસ્ટમ્સ,$PS-I$ અને $PS-II$ સામેલ છે.
$PS-II$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ-$\alpha$ $680 \; nm$ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને તેને $P_{680}$ કહેવામાં આવે છે.
$PS-I$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ-$\alpha$ $700 \; nm$ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને તેને $P_{700}$ કહેવામાં આવે છે.
પાણીનું વિભાજન (ફોટોલિસિસ) ફક્ત $PS-II$ સાથે સંકળાયેલું છે.
જ્યારે બંને ફોટોસિસ્ટમ્સ શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે,ત્યારે ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ $Z$-સ્કીમને અનુસરે છે,જેને અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે. તેથી,વિધાન $D$ સાચું છે.

(B) $PS-II$ એ $680 \; nm$ ની મહત્તમ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ શોષે છે અને તેનું રિએક્શન સેન્ટર $P_{680}$ છે.
$PS-II$ પાણીના અણુઓમાંથી ફોટોલિસિસ (પાણીનું વિભાજન) પ્રક્રિયા દ્વારા ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.
પાણીમાંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોન $PS-II$ ના રિએક્શન સેન્ટર દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ કરે છે.

(D) ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર $P700$ છે. જ્યારે $P700$ પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને એક ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે. આ ઇલેક્ટ્રોન સૌપ્રથમ પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર દ્વારા પકડવામાં આવે છે,જે એક આયર્ન-સલ્ફર $(Fe-S)$ પ્રોટીન છે. $Fe-S$ પ્રોટીનમાંથી,ઇલેક્ટ્રોન ફેરેડોક્સિન $(Fd)$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં સાયટોક્રોમ $PS-II$ અને $PS-I$ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
જો સાયટોક્રોમ સિસ્ટમમાં કોઈ વિકૃતિ આવે,તો $PS-II$ થી $PS-I$ સુધીના ઇલેક્ટ્રોનનું વહન અટકી જાય છે અથવા અવરોધાય છે.
આ વિક્ષેપ પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓના અનુગામી તબક્કાઓ માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહને અટકાવે છે.

(D) સ્ટ્રોમા લેમેલાના પટલમાં $PS-II$ અને $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક બંનેનો અભાવ હોય છે.
આ ઘટકોની ગેરહાજરીને કારણે, સ્ટ્રોમા લેમેલામાં અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા થઈ શકતી નથી.
તેના બદલે, સ્ટ્રોમા લેમેલા માત્ર ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કરે છે.
તેથી, ઉલ્લેખિત ત્રણેય પ્રક્રિયાઓ/ઘટકો ($I, II$ અને $III$) સ્ટ્રોમા લેમેલા પટલમાં ગેરહાજર હોય છે.

(A) હરિતકણમાં $ATP$ નું સંશ્લેષણ રસાયણ-પરાસરણ (chemiosmosis) દ્વારા થાય છે,જે થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) જાળવી રાખવા પર આધારિત છે.
જ્યારે થાઈલેકોઈડ પટલમાં કાણું પડે છે,ત્યારે થાઈલેકોઈડનો અંદરનો ભાગ (લ્યુમેન) સ્ટ્રોમાથી અલગ રહેતો નથી.
આના કારણે પ્રોટોન ઢાળ નાશ પામે છે,કારણ કે પ્રોટોન લ્યુમેન અને સ્ટ્રોમા વચ્ચે મુક્તપણે અવરજવર કરી શકે છે.
$ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકને $ADP$ ના $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન માટે સ્ટ્રોમાની સરખામણીમાં થાઈલેકોઈડ લ્યુમેનની અંદર પ્રોટોનની ઊંચી સાંદ્રતાની જરૂર હોય છે,તેથી આ ઢાળના નાશને કારણે $ATP$ નું નિર્માણ સીધી રીતે અટકી જાય છે.

(A) પ્રકાશ પ્રક્રિયાની $Z$-સ્કીમમાં:
$1$. પ્રક્રિયા $PS-II$ ($C$ તરીકે દર્શાવેલ) થી શરૂ થાય છે,જે પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
$2$. આ ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર $(A)$ દ્વારા પકડવામાં આવે છે.
$3$. ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ ($B$ અથવા $ETS$) માંથી પસાર થાય છે,જે $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(iP)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણને સરળ બનાવે છે.
$4$. અંતે,ઇલેક્ટ્રોન $PS-I$ ($D$ તરીકે દર્શાવેલ) સુધી પહોંચે છે,જે ફરીથી પ્રકાશનું શોષણ કરે છે અને $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન કરવા માટે અન્ય ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારને ઇલેક્ટ્રોન સ્થાનાંતરિત કરે છે.
તેથી,$A$ એ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર છે,$B$ એ $ETS$ છે,$C$ એ $PS-II$ છે,અને $D$ એ $PS-I$ છે.

(C) પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન રસાયણ-આસૃતિ (chemiosmotic) $ATP$ સંશ્લેષણની પ્રક્રિયા નીચેના સોપાનોને અનુસરે છે:
$1$. પ્રકાશ ઊર્જા $PS-II$ દ્વારા શોષાય છે,જે ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે $(V)$.
$2$. આ ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલામાં આગળ વધે છે $(IV)$.
$3$. જેમ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલામાંથી પસાર થાય છે,વાહકો મુક્ત થયેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને $H^+$ આયનોને થાઇલેકોઇડ પટલની આરપાર લ્યુમેનમાં પંપ કરે છે $(III)$.
$4$. આ પટલની આરપાર $H^+$ સાંદ્રતાનો ઢાળ સ્થાપિત કરે છે $(I)$.
$5$. ત્યારબાદ $H^+$ આયનો $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા સ્ટ્રોમામાં પાછા પ્રસરણ પામે છે $(II)$.
$6$. આ $H^+$ પ્રવાહ દ્વારા મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ADP$ ના ફોસ્ફોરાયલેશનથી $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે $(VI)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $V, IV, III, I, II, VI$ છે.

(D) હરિતકણના સ્ટ્રોમા લેમેલામાં $PS$ $II$ અને $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક બંનેનો અભાવ હોય છે.
$PS$ $II$ મુખ્યત્વે ગ્રાના થાઇલેકોઇડ્સના જોડાયેલા ભાગોમાં જોવા મળે છે,જ્યારે $PS$ $I$ અને $NADP$ રિડક્ટેઝ ગ્રાના થાઇલેકોઇડ્સના મુક્ત ભાગો અને સ્ટ્રોમા લેમેલામાં જોવા મળે છે.
તેથી,$PS$ $II$ અને $NADP$ રિડક્ટેઝની ગેરહાજરી એ સ્ટ્રોમા લેમેલાની લાક્ષણિકતા છે.

(D) પ્રકાશ પ્રક્રિયાની $Z$-સ્કીમમાં,ઇલેક્ટ્રોન પ્રકાશ ઉર્જા દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે,જે રિડોક્સ પોટેન્શિયલની દ્રષ્ટિએ ઉપરની તરફ (Uphill) ગતિ દર્શાવે છે (વધુ ધનથી વધુ ઋણ પોટેન્શિયલ તરફ). ત્યારબાદ,આ ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાંથી પસાર થાય છે,જે રિડોક્સ પોટેન્શિયલની દ્રષ્ટિએ નીચેની તરફ (Downhill) ગતિ છે (વધુ ઋણથી વધુ ધન પોટેન્શિયલ તરફ). તેથી,આ વહનમાં રિડોક્સ પોટેન્શિયલ સ્કેલ પર ઉપરની તરફ અને નીચેની તરફ એમ બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,સૌર ઉર્જાનું રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતર થાય છે.
આ રાસાયણિક ઉર્જા $ATP$ (એડેનોસિન ટ્રાયફોસ્ફેટ) અને $NADPH + H^+$ (નિકોટિનામાઇડ એડેનાઇન ડાયન્યુક્લિયોટાઇડ ફોસ્ફેટ) ના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે.
આ બંને અણુઓને સામૂહિક રીતે 'એસિમિલેટરી પાવર' (સ્વાંગીકરણ શક્તિ) કહેવામાં આવે છે,કારણ કે તે જૈવસંશ્લેષણ તબક્કા (કેલ્વિન ચક્ર) માં $CO_2$ નું શર્કરામાં રિડક્શન કરવા માટે આવશ્યક છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,પાણીનું વિભાજન કરતું સંકુલ (ઓક્સિજન-ઉત્પાદક સંકુલ) $PS$ $II$ સાથે જોડાયેલું હોય છે,જે થાયલેકોઇડ પટલની અંદરની બાજુએ આવેલું હોય છે.
જ્યારે પાણીના અણુઓનું વિભાજન થાય છે $(2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-)$,ત્યારે પ્રોટોન $(H^+)$ સીધા થાયલેકોઇડ્સના લ્યુમેનમાં મુક્ત થાય છે.
લ્યુમેનમાં પ્રોટોનનો આ સંગ્રહ પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) બનાવે છે,જે $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન મુક્ત થતો ઓક્સિજન પાણીના પ્રકાશવિઘટન (photolysis) માંથી મળે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-$.
જ્યારે પ્રકાશનો ફોટોન $PS$ $II$ ના રિએક્શન સેન્ટર પર અથડાય છે,ત્યારે તે ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે. આ ઇલેક્ટ્રોનને બદલવા માટે,$PS$ $II$ સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજન-ઇવોલ્વિંગ કોમ્પ્લેક્સ $(OEC)$ દ્વારા પાણીના અણુઓનું વિભાજન થાય છે. આ પ્રક્રિયાને પ્રકાશવિઘટન કહેવામાં આવે છે,જે થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં $H^+$ આયનો,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ઇલેક્ટ્રોન અને આડપેદાશ તરીકે $O_2$ મુક્ત કરે છે.

(C) $ATP$ સંશ્લેષણ માટેની રસાયણ-આસૃતિ (Chemiosmotic) ઉત્કલ્પના સૌપ્રથમ $1961$ માં $Peter Mitchell$ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી. આ ઉત્કલ્પના સમજાવે છે કે કેવી રીતે થાઇલેકોઇડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.

(A) પાણી $(H_2O)$ નું પ્રકાશવિભાજન (photolysis) $PS$ $II$ સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજન-ઉત્પાદક સંકુલ (oxygen-evolving complex) પર થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત થાય છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$NADPH$ અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન ($Z$-સ્કીમ) દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઇલેક્ટ્રોન $PS$ $II$ થી $PS$ $I$ તરફ અને અંતે $NADP^+$ તરફ વહન પામે છે.
થાયલેકોઇડ પટલની બહારની બાજુએ આવેલ $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક,$PS$ $I$ માંથી પ્રાપ્ત ઇલેક્ટ્રોન અને સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોનનો ઉપયોગ કરીને $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન કરે છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણના કેમિયોસ્મોટિક સિદ્ધાંતના આધારે દરેક વિધાનનું વિશ્લેષણ કરીએ:
$(a)$ $ATP$ase નો $F_{0}$ ભાગ એ પટલમાં રહેલું પ્રોટીન છે જે પ્રોટોનને પટલની આરપાર જવા માટે માર્ગ પૂરો પાડે છે,જેનાથી પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટનું ભંગાણ થાય છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(b)$ જેમ ઇલેક્ટ્રોન $ETS$ માંથી પસાર થાય છે,તેમ પ્રોટોન સ્ટ્રોમામાંથી લ્યુમેનમાં પમ્પ થાય છે. એક $H^+$ વાહક (જેમ કે $Cytochrome$ $b_6f$ સંકુલ) આ પ્રક્રિયામાં સામેલ છે,જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટના નિર્માણમાં ફાળો આપે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(c)$ $ETS$ માં ઇલેક્ટ્રોનનું વહન ખરેખર સ્ટ્રોમામાંથી થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં પ્રોટોનના પમ્પિંગ સાથે જોડાયેલું છે,જે પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ સ્થાપિત કરે છે. આ વિધાન સાચું છે.
$(d)$ $NADPH + H^+$ નું નિર્માણ થાઇલેકોઇડ પટલની સ્ટ્રોમા બાજુએ થાય છે. આ પ્રક્રિયા સ્ટ્રોમામાંથી $H^+$ આયનોનો વપરાશ કરે છે,જે પટલની આરપાર પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ જાળવવામાં ફાળો આપે છે. આ વિધાન સાચું છે.
આમ,ચારેય વિધાનો $(a, b, c, d)$ સાચા હોવાથી,સાચા વિધાનોની કુલ સંખ્યા ચાર છે.

(B) ચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર $(ETS)$ માં માત્ર $PSI$ $(P_{700})$ અને ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાના ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે,જેમાં હાઇડ્રોજન વાહક (જેમ કે સાયટોક્રોમ $b_6f$ સંકુલ અને પ્લાસ્ટોક્વિનોન) નો સમાવેશ થાય છે.
$1$. $P_{700}$ ($PSI$ નું પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર)
$2$. $PSI$ (ફોટોસિસ્ટમ $I$)
$3$. હાઇડ્રોજન વાહક (દા.ત.,સાયટોક્રોમ $b_6f$ સંકુલ)
તેથી,આપેલી યાદીમાંથી $3$ ઘટકો ચક્રીય $ETS$ નો ભાગ છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓથી શરૂ થાય છે.
જ્યારે પ્રકાશ ઉર્જા (ફોટોન) ફોટોસિસ્ટમમાં રહેલા ક્લોરોફિલના અણુઓ પર પડે છે,ત્યારે ક્લોરોફિલમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થાય છે અને ઉચ્ચ ઉર્જા અવસ્થામાં જાય છે.
ક્લોરોફિલનું આ ઉત્તેજન એ પ્રાથમિક અને પ્રારંભિક પગલું છે જે ત્યારબાદની ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનને સક્રિય કરે છે,જેના પરિણામે પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) થાય છે અને $ATP$ તથા $NADPH$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.

(C) ક્વોન્ટમ રૂપાંતરણની પ્રક્રિયા પ્રકાશતંત્રના રિએક્શન સેન્ટર (પ્રક્રિયા કેન્દ્ર) પર થાય છે. રિએક્શન સેન્ટરમાં,પ્રકાશની ઉર્જા (ફોટોન) શોષાય છે અને તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા અવસ્થામાં ઉત્તેજિત કરવા માટે થાય છે,જેનાથી વિદ્યુતભારનું અલગીકરણ થાય છે. આ રૂપાંતરિત ઉર્જા ત્યારબાદ ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોનમાં રાસાયણિક ઉર્જાના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે,જે પછીથી ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહકોને સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે.

(A) પાણીનું ફોટોઓક્સિડેશન,જેને પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) પણ કહેવામાં આવે છે,તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા ઓક્સિજન ઉત્સર્જન કરતા સંકુલ $(OEC)$ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે,જે ફોટોસિસ્ટમ $II$ સાથે સંકળાયેલ છે.
$OEC$ ના યોગ્ય કાર્ય અને પાણીના અણુઓના વિભાજન માટે જરૂરી આવશ્યક ખનિજ તત્વો મેંગેનીઝ $(Mn^{2+})$,કેલ્શિયમ $(Ca^{2+})$ અને ક્લોરાઇડ $(Cl^-)$ આયનો છે.
તેથી,ખનિજોનો સાચો સમૂહ $Mn, Cl, Ca$ છે.

(C) $Z$-સ્કીમ એ અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન દરમિયાન થતા ઈલેક્ટ્રોનના વહન માર્ગ સાથે સંબંધિત છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઈલેક્ટ્રોન પાણીમાંથી $NADP^+$ તરફ વિવિધ ઈલેક્ટ્રોન વાહકો જેવા કે $PSII$,પ્લાસ્ટોક્વિનોન,સાયટોક્રોમ $b_6f$ કોમ્પ્લેક્સ,પ્લાસ્ટોસાયનિન અને $PSI$ દ્વારા વહન પામે છે.
તેથી,$Z$-સ્કીમનું મુખ્ય કાર્ય ઈલેક્ટ્રોનનું વહન કરવાનું છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,લાઈટ હાર્વેસ્ટિંગ કોમ્પ્લેક્સ $(LHC)$ માં રહેલા ક્લોરોફિલ $a$ ના અણુઓ વિકિરણ ઉર્જા (ફોટોન) નું શોષણ કરે છે. આ ઉર્જાના શોષણને કારણે ક્લોરોફિલ $a$ ના અણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજિત થાય છે,જેના પરિણામે તે ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે અને તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે. આ ઓક્સિડાઇઝ્ડ ક્લોરોફિલ $a$ ત્યારબાદ એક શક્તિશાળી ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે,જે પ્રકાશવિભાજન (photolysis) દરમિયાન પાણીના અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે.

(C) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં માત્ર $Photosystem-I$ $(PSI)$ સંકળાયેલ છે. પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રમાંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ દ્વારા ફરીથી પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રમાં પાછા ફરે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન $ETS$ માંથી પસાર થાય છે,ત્યારે ઉર્જા મુક્ત થાય છે,જેનો ઉપયોગ પ્રોટોનને પટલની આરપાર પમ્પ કરવા માટે થાય છે. આનાથી પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ સર્જાય છે જે $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે. અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનથી વિપરીત,ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં પાણીનું પ્રકાશ-વિઘટન થતું નથી (તેથી ઓક્સિજન મુક્ત થતો નથી) અને તેમાં $NADP^+$ નું $NADPH_2$ માં રિડક્શન થતું નથી.

(C) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,$PS-II$ અને $PS-I$ બંને સંકળાયેલા હોય છે. $PS-I$ માંથી મુક્ત થયેલા ઇલેક્ટ્રોન $NADP^+$ દ્વારા સ્વીકારવામાં આવે છે જેથી $NADPH$ બને છે. $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક થાઇલેકોઇડ પટલની બહારની બાજુએ આવેલો હોય છે. તે $NADP^+$ ને $NADPH + H^+$ માં રિડક્શન કરવા માટે સ્ટ્રોમામાંથી $H^+$ આયનોનો ઉપયોગ કરે છે. આમ,પ્રક્રિયા $NADP^+ + 2H^+ + 2e^- \longrightarrow NADPH + H^+$ છે.

(A) હરિતકણમાં $ATP$ સંશ્લેષણની રસાયણ-આસૃતિ (chemiosmotic) ઉત્કલ્પનાના આધારે:
$(a)$ ફોટોસિસ્ટમ-$I$ ($PS$-$I$) દર્શાવે છે,જ્યાં $NADP^{+}$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થાય છે.
$(b)$ થાઈલેકોઈડ પટલ દર્શાવે છે,જે લ્યુમેનને સ્ટ્રોમાથી અલગ કરે છે.
$(c)$ ફોટોસિસ્ટમ-$II$ ($PS$-$II$) દર્શાવે છે,જે પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) માં સામેલ છે.
$(d)$ $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકનો $F_{1}$ હેડપીસ દર્શાવે છે,જે સ્ટ્રોમામાં બહાર નીકળે છે અને $ADP$ તથા અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
તેથી,સાચી ઓળખ છે: $(a)$ - ફોટોસિસ્ટમ-$I$,$(b)$ - થાઈલેકોઈડ પટલ,$(c)$ - ફોટોસિસ્ટમ-$II$,$(d)$ - $F_{1}$.

(D) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,માત્ર $PS$ $I$ સંકળાયેલ હોય છે.
ઈલેક્ટ્રોન ફોટોસિસ્ટમની અંદર જ પરિભ્રમણ કરે છે,અને કોઈ બાહ્ય ઈલેક્ટ્રોન દાતા (જેમ કે પાણી) ની જરૂર પડતી નથી.
તે ત્યારે કાર્ય કરે છે જ્યારે પ્રકાશની તીવ્રતા ઓછી હોય અથવા જ્યારે $NADPH$ અને $NADP^+$ નો ગુણોત્તર ઊંચો હોય.
તે મુખ્યત્વે $ATP$ નું સંશ્લેષણ કરવા માટે કાર્ય કરે છે જ્યારે કોષને $NADPH$ કરતા વધુ ઉર્જાની જરૂર હોય.
તેથી,બાહ્ય ઈલેક્ટ્રોન દાતાની જરૂર પડે છે તે વિધાન ખોટું છે.

(D) હરિતકણમાં,પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાને કારણે પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન અને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા પ્રોટોન પમ્પિંગને લીધે થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં પ્રોટોન $(H^+)$ જમા થાય છે.
વિધાન $(a)$ સાચું છે: પ્રોટોન થાઇલેકોઇડના લ્યુમેનમાં જમા થાય છે,જે ઉચ્ચ સાંદ્રતા બનાવે છે.
વિધાન $(b)$ સાચું છે: પાણીનું વિભાજન (પ્રકાશ-વિઘટન) થાઇલેકોઇડ પટલની અંદરની બાજુએ થાય છે,જે લ્યુમેનમાં પ્રોટોન મુક્ત કરે છે.
વિધાન $(c)$ ખોટું છે: સ્ટ્રોમામાં પ્રોટોનનો વપરાશ $NADP$ રિડક્ટેઝ દ્વારા થાય છે,તેથી ત્યાં પ્રોટોનની સાંદ્રતા ઘટે છે.
વિધાન $(d)$ સાચું છે: $NADP$ રિડક્ટેઝ થાઇલેકોઇડ પટલની સ્ટ્રોમા બાજુએ આવેલો હોય છે,જ્યાં તે સ્ટ્રોમામાંથી ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનનો ઉપયોગ કરીને $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન કરે છે.
તેથી,વિધાનો $(a), (b)$ અને $(d)$ સાચા છે.

(A) એસિમિલેટરી પાવરમાં $ATP$ અને $NADPH+H^+$ નો સમાવેશ થાય છે.
આ ક્લોરોપ્લાસ્ટના થાઈલેકોઈડ પટલમાં થતી પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ $(ETS)$ દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે.
ઉત્પન્ન થયેલ $ATP$ અને $NADPH$ કેલ્વિન ચક્ર માટે આવશ્યક છે,જે સ્ટ્રોમામાં થાય છે.
ખાસ કરીને,તેઓ $CO_2$ ના રિડક્શન દ્વારા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ બનાવવા અને ચક્રને ચાલુ રાખવા માટે $RuBP$ ના પુનઃસર્જન માટે જરૂરી છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(N/A) $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક થાઈલેકોઈડ પટલની બહારની બાજુએ,સ્ટ્રોમા તરફ આવેલો હોય છે.
પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,$PS I$ માંથી ઈલેક્ટ્રોન $NADP^+$ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે,જેનાથી $NADPH + H^+$ બને છે.
આ પ્રક્રિયા સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોન $(H^+)$ નો ઉપયોગ કરે છે.
સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોનને દૂર કરીને,આ ઉત્સેચક થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ જાળવવામાં મદદ કરે છે,જે $ATP$ સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.

(N/A) $F_{1}$ હેડપીસ એ પરિઘીય પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે થાઇલેકોઇડ પટલની બહારની સપાટી પર,સ્ટ્રોમાની તરફ આવેલું હોય છે. તેમાં $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ સંશ્લેષણ માટેના ઉદ્દીપકીય સ્થાન હોય છે.
$(b)$ $F_{0}$ ભાગ એ આંતરપટલીય પ્રોટીન સંકુલ છે જે થાઇલેકોઇડ પટલમાં ખૂંપેલું હોય છે. તે એક પટલમય માર્ગ બનાવે છે જે પટલની આરપાર પ્રોટોન $(H^+)$ ના નિષ્ક્રિય વહન માટે મદદરૂપ થાય છે.
- ગોઠવણી: $F_{0}$ ઉપએકમ થાઇલેકોઇડ પટલની અંદર ગોઠવાયેલ હોય છે,જ્યારે $F_{1}$ ઉપએકમ સ્ટ્રોમા તરફ બહાર નીકળેલો હોય છે.
- સંરચનાત્મક ફેરફાર: $ATPase$ ઉત્સેચકના $F_{1}$ ઉપએકમમાં સંરચનાત્મક ફેરફારો થાય છે,જે $ATP$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન,સૌર ઉર્જાનું રૂપાંતર $ATP$ અને $NADPH$ સ્વરૂપે રાસાયણિક ઉર્જામાં થાય છે.
આ બંને અણુઓ પ્રકાશ પ્રક્રિયાની આવશ્યક નીપજો છે.
ત્યારબાદ તેનો ઉપયોગ જૈવસંશ્લેષણ તબક્કા (અંધકાર પ્રક્રિયા અથવા કેલ્વિન ચક્ર) માં $CO_{2}$ ના રિડક્શન દ્વારા કાર્બોદિતો (ગ્લુકોઝ) બનાવવા માટે થાય છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષણમાં રસાયણ-આસૃતિ (chemiosmosis) થાઇલેકોઇડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ અને ત્યારબાદ તેના વિઘટન સાથે સંકળાયેલ છે.
$1$. થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં પ્રોટોન્સ $(H^+)$ નો સંગ્રહ પ્રોટોન ઢાળ બનાવે છે.
$2$. આ પ્રોટોન્સનું $CF_0-CF_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલ દ્વારા સ્ટ્રોમામાં પાછા વહન થવાથી ઉર્જા મુક્ત થાય છે,જેનો ઉપયોગ $ATP$ બનાવવા માટે થાય છે.
$3$. સ્ટ્રોમાની બાજુએ $NADP^+$ નું $NADPH$ માં રિડક્શન થાય છે,જે સ્ટ્રોમામાંથી $H^+$ દૂર કરીને પ્રોટોન ઢાળમાં ફાળો આપે છે.
$4$. $ATP$ સંશ્લેષણ માટે પ્રોટોન ઢાળનું વિઘટન આવશ્યક છે,પરંતુ આ પ્રક્રિયામાં 'ઇલેક્ટ્રોન ઢાળનું વિઘટન' જેવી કોઈ ઘટના થતી નથી. ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા વહન પામે છે,તેનું વિઘટન થતું નથી.

(D) પ્રકાશ પ્રેરિત પાણીનું વિભાજન (પાણીના અણુઓનું વિભાજન) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટે ઓક્સિજન-ઉત્પન્ન કરતા સંકુલ (oxygen-evolving complex) માટે ચોક્કસ ખનિજ તત્વો સહકારક (cofactors) તરીકે જરૂરી છે.
$Mn^{2+}$ (મેંગેનીઝ) પાણીના વિભાજનની પ્રતિક્રિયા માટે આવશ્યક છે.
$Ca^{2+}$ (કેલ્શિયમ) અને $Cl^{-}$ (ક્લોરાઈડ) આયનો પણ ફોટોસિસ્ટમ-$II$ માં ઓક્સિજન-ઉત્પન્ન કરતા સંકુલની રચનાત્મક અને કાર્યાત્મક અખંડિતતા જાળવવા માટે આવશ્યક સહકારક તરીકે જરૂરી છે.
તેથી,પાણીના વિભાજન માટે આ ત્રણેય તત્વો જરૂરી છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયા (પ્રકાશ પ્રક્રિયા) હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલમાં થાય છે.
$1$. પ્રકાશશક્તિનું શોષણ: ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો પ્રકાશશક્તિનું શોષણ કરીને ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરે છે.
$2$. પાણીનું વિભાજન (ફોટોલિસિસ): પાણીના અણુઓનું $H^+$,ઇલેક્ટ્રોન અને $O_2$ માં વિભાજન થાય છે.
$3$. $O_2$નું મુક્ત થવું: પાણીના વિભાજનની આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે.
$4$. $ATP$ અને $NADPH$નું નિર્માણ: ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા અને કેમિયોસ્મોસિસ દ્વારા $ATP$ અને $NADPH$ સંશ્લેષિત થાય છે,જે પછીની અંધકાર પ્રક્રિયા (કેલ્વિન ચક્ર) માટે આવશ્યક છે.
આમ,પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉપરના તમામ કાર્યો થાય છે.

(A) પ્રકાશગ્રાહી સંકુલ (ફોટોસિસ્ટમ) માં,પ્રક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ-$a$ ના એક અણુનું બનેલું હોય છે.
જ્યારે પ્રકાશ ઉર્જા (ફોટોન) સહાયક રંજકદ્રવ્યો દ્વારા શોષાય છે,ત્યારે તે પ્રક્રિયા કેન્દ્ર $(P)$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આ પ્રક્રિયા કેન્દ્ર $(P)$ ત્યારબાદ ઉત્તેજિત થાય છે અને પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહકને ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
તેથી,$P$ એ પ્રક્રિયા કેન્દ્ર દર્શાવે છે,જે ક્લોરોફિલ-$a$ છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણમાં,પ્રકાશ-ગ્રહણ કરતા સંકુલ બે અલગ રંજકદ્રવ્યતંત્રોમાં વહેંચાયેલા હોય છે,જેને રંજકદ્રવ્યતંત્ર-$I$ $(PS-I)$ અને રંજકદ્રવ્યતંત્ર-$II$ $(PS-II)$ કહેવાય છે.
દરેક રંજકદ્રવ્યતંત્રમાં એક પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર હોય છે જે સહાયક રંજકદ્રવ્યોથી ઘેરાયેલું હોય છે.
$PS-I$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રના ક્લોરોફિલ-$a$ નું શોષણ શિખર $700\,nm$ પર હોય છે,તેથી તેને $P700$ કહેવામાં આવે છે.
$PS-II$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રના ક્લોરોફિલ-$a$ નું શોષણ શિખર $680\,nm$ પર હોય છે,તેથી તેને $P680$ કહેવામાં આવે છે.
આમ,સાચો ક્રમ $PS-I$ માટે $700\,nm$ અને $PS-II$ માટે $680\,nm$ છે.