Light reaction Questions in Gujarati

(B) પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓની $Z$-સ્કીમમાં,પ્રક્રિયા પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (photolysis) થી શરૂ થાય છે,જે $PS-II$ ને ઇલેક્ટ્રોન પૂરા પાડે છે.
તેથી,$P$ એ $PS-II$ દર્શાવે છે.
ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્ર પછી,આ ઇલેક્ટ્રોન $PS-I$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે જેથી પ્રકાશ-ઉત્તેજના દરમિયાન ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ થઈ શકે.
તેથી,$Q$ એ $PS-I$ દર્શાવે છે.
આમ,સાચો ક્રમ $P = PS-II$ અને $Q = PS-I$ છે.

(A) $Z$-સ્કીમ એ પ્રકાશસંશ્લેષણમાં અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
$1$. $PS-II$ ખાતે પ્રકાશવિભાજન (photolysis) દ્વારા પાણી $(H_2O)$ નું વિભાજન થાય છે,જે ઈલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે.
$2$. આ ઈલેક્ટ્રોન પ્રકાશ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે અને ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ $(ETS)$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$3$. $ETS$ માંથી,ઈલેક્ટ્રોન $PS-I$ માં જાય છે.
$4$. અંતે,$PS-I$ માંથી ઈલેક્ટ્રોન $NADP^+$ માં સ્થાનાંતરિત થઈને $NADPH$ બનાવે છે.
આમ,સાચો ક્રમ $H_2O \rightarrow PS-II \rightarrow ETS \rightarrow PS-I \rightarrow NADP^+$ છે.

(B) $Z-$સ્કીમ એ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ $(Pi)$ માંથી $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ થાય છે.
આમ,$ATP$ નું સંશ્લેષણ પ્રકાશ ઉર્જા દ્વારા થતું હોવાથી,તેને ખાસ કરીને $Photophosphorylation$ (પ્રકાશ-ફોસ્ફોરાયલેશન) કહેવામાં આવે છે.
ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન કોષીય શ્વસન દરમિયાન કણાભસૂત્રમાં થાય છે,અને સબસ્ટ્રેટ-લેવલ ફોસ્ફોરાયલેશન ગ્લાયકોલિસિસ અને ક્રેબ્સ ચક્રમાં જોવા મળે છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,થાઈલેકોઈડ પટલની અંદરની બાજુએ પાણીનું વિભાજન (ફોટોલિસિસ) થાય છે.
આ પ્રક્રિયા ઈલેક્ટ્રોન્સ,પ્રોટોન્સ $(H^+)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત કરે છે.
પાણીના વિભાજનથી મુક્ત થયેલા ઈલેક્ટ્રોન્સનો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈન દરમિયાન $PS - II$ (P680) ના રિએક્શન સેન્ટર દ્વારા ગુમાવેલા ઈલેક્ટ્રોન્સને બદલવા માટે થાય છે.
તેથી,પાણીના વિભાજન દ્વારા ઉત્પન્ન થતા ઈલેક્ટ્રોન્સ $PS - II$ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-પ્રક્રિયા દરમિયાન થાઈલેકોઈડના લ્યુમેનમાં પાણીનું પ્રકાશ-વિભાજન (photolysis) થાય છે.
આ પ્રક્રિયાનું સમીકરણ નીચે મુજબ છે: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2$.
આ સમીકરણ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે પાણીના વિભાજનથી પ્રોટોન્સ $(H^+)$,ઈલેક્ટ્રોન્સ $(e^-)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન હાઈડ્રોજન વાયુ $(H_2)$ ઉત્પન્ન થતો નથી.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન પાણીનું પ્રકાશ-વિભાજન (photolysis) થાય છે.
આ પ્રક્રિયા થાઈલેકોઈડ પટલની અંદરની બાજુએ,ખાસ કરીને થાઈલેકોઈડ પોલાણ (lumen) માં થાય છે.
પાણીના અણુઓના વિભાજનના પરિણામે $(2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-)$,ઓક્સિજન થાઈલેકોઈડ પોલાણમાં મુક્ત થાય છે.

(A) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં માત્ર $PS-I$ સંકળાયેલ છે અને તે ત્યારે થાય છે જ્યારે $680 \ nm$ થી વધુ તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ ઉત્તેજના માટે ઉપલબ્ધ હોય છે.
તે હરિતકણના $Stroma \ lamellae$ (સ્ટોમા લેમિલી) માં થાય છે.
$Stroma \ lamellae$ ના પટલમાં $PS-II$ અને $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક બંનેનો અભાવ હોય છે.
પરિણામે,ઇલેક્ટ્રોનનો ચક્રીય પ્રવાહ માત્ર $ATP$ ના સંશ્લેષણમાં પરિણમે છે,$NADPH + H^+$ માં નહીં,અને કોઈ ઓક્સિજન મુક્ત થતો નથી.

(B) આકૃતિમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વહન $P_{700}$ (પ્રકાશતંત્ર-$I$) થી શરૂ થઈને ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્રમાંથી પસાર થઈને ફરીથી $P_{700}$ માં પાછું ફરે છે તે દર્શાવેલ છે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન ફરીથી તે જ રિએક્શન સેન્ટર (પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર) પર પાછા ફરે છે,ત્યારે આ પ્રક્રિયાને ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં માત્ર $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે અને $NADPH$ ઉત્પન્ન થતું નથી. તે સ્ટ્રોમા લેમેલામાં થાય છે.

(C) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં બંને રંજકદ્રવ્યતંત્રો,$PS-II$ અને $PS-I$,શ્રેણીબદ્ધ રીતે કાર્ય કરે છે.
$1$. પ્રકાશના શોષણ બાદ $PS-II$ માંથી ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દ્વારા $PS-I$ સુધી પહોંચે છે.
$2$. ત્યારબાદ $PS-I$ પ્રકાશનું શોષણ કરીને ઉત્તેજિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોનને $NADP^+$ તરફ સ્થાનાંતરિત કરીને $NADPH + H^+$ બનાવે છે.
$3$. $PS-II$ દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનની ભરપાઈ પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન (Photolysis) દ્વારા થાય છે,તેથી ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ અચક્રીય હોય છે.
આમ,આ પ્રક્રિયામાં બંને રંજકદ્રવ્યતંત્રોની જરૂર પડે છે.

(A) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉત્તેજન માટે માત્ર $680 \ nm$ થી વધુ તરંગલંબાઇનો પ્રકાશ ઉપલબ્ધ હોય,અથવા જ્યારે $PS-II$ ની પ્રવૃત્તિ અવરોધાયેલી હોય.
આ પ્રક્રિયામાં,ઇલેક્ટ્રોન $PS-I$ ફોટોસિસ્ટમની અંદર જ પરિભ્રમણ કરે છે.
$PS-I$ ના રિએક્શન સેન્ટર $P700$ માંથી ઉત્તેજિત થયેલો ઇલેક્ટ્રોન ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહી પાસે જાય છે અને ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ સિસ્ટમ દ્વારા પાછો $PS-I$ માં આવે છે.
આ વહન દરમિયાન,$ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે.
તેથી,ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં માત્ર $PS-I$ ભાગ લે છે.

(D) ચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશન હરિતકણના સ્ટ્રોમા લેમેલામાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં માત્ર ફોટોસિસ્ટમ $I$ $(PS I)$ સંકળાયેલ છે.
$1$. પાણીનું વિભાજન થતું ન હોવાથી,$O_2$ મુક્ત થતો નથી.
$2$. ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા દ્વારા $ATP$ નું સંશ્લેષણ થાય છે,પરંતુ $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક ગેરહાજર હોવાથી $NADPH + H^+$ નું નિર્માણ થતું નથી.
તેથી,આપેલા તમામ વિધાનો સાચા છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) થાઈલેકોઈડના પોલાણમાં એકઠા થાય છે.
આ સંગ્રહ પોલાણની અંદર પાણીના પ્રકાશવિઘટન $(H_2O \rightarrow 2H^+ + 1/2O_2 + 2e^-)$ ને કારણે અને સાયટોક્રોમ $b_6f$ સંકુલ દ્વારા સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોનને પોલાણમાં પંપ કરવાને કારણે થાય છે.
પરિણામે,સ્ટ્રોમાની તુલનામાં થાઈલેકોઈડના પોલાણની અંદર પ્રોટોનની સાંદ્રતા ઘણી વધારે થઈ જાય છે.
આ થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોનનો ઢોળાંશ બનાવે છે,જેમાં ઢોળાંશ સ્ટ્રોમાથી થાઈલેકોઈડ પોલાણ તરફ હોય છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,થાઈલેકોઈડ પટલની અંદરની બાજુએ પાણીનું પ્રકાશ-વિભાજન (photolysis) થાય છે.
આ પ્રક્રિયાને આ રીતે દર્શાવી શકાય: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-$.
આ વિભાજનના પરિણામે,પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) સીધા થાઈલેકોઈડ પોલાણમાં મુક્ત થાય છે.
પ્રોટોનનું આ એકત્રિકરણ થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) બનાવે છે,જે $ATP$ સિન્થેઝ દ્વારા $ATP$ ના સંશ્લેષણ માટે આવશ્યક છે.

(B) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન $(H^+)$ ઢાળ સર્જાય છે,જેમાં સ્ટ્રોમાની સાપેક્ષમાં લ્યુમેન (પોલાણ) માં $H^+$ ની સાંદ્રતા વધુ હોય છે.
જ્યારે પ્રોટોન $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકના ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ દ્વારા પટલની આરપાર સ્ટ્રોમામાં ગતિ કરે છે ત્યારે આ પ્રોટોન ઢાળ તૂટે છે.
$ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક બે ભાગોનો બનેલો છે: $F_0$ અને $F_1$.
$F_0$ ભાગ થાઈલેકોઈડ પટલમાં ખૂંપેલો હોય છે અને તે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન ચેનલ બનાવે છે જે પ્રોટોનને પટલની આરપાર સાનુકૂલિત પ્રસરણ દ્વારા પસાર થવા દે છે.
$F_1$ ભાગ થાઈલેકોઈડ પટલની બહારની સપાટી તરફ સ્ટ્રોમાની બાજુએ ઉપસેલો હોય છે અને તેમાં $ATP$ સંશ્લેષણ માટેનું સ્થાન આવેલું હોય છે.

(B) $ATP$ સિન્થેટેઝ ઉત્સેચક બે મુખ્ય ઘટકોનો બનેલો છે: $F_0$ અને $F_1$.
$F_0$ એ આંતરપટલીય પ્રોટીન સંકુલ છે જે પટલની આરપાર ચેનલ બનાવે છે,જે પ્રોટોનને પટલની આરપાર પ્રસરણ પામવા દે છે.
$F_1$ એ પરિઘવર્તી પ્રોટીન સંકુલ છે જે સ્ટ્રોમા (હરિતકણમાં) અથવા મેટ્રિક્સ (કણાભસૂત્રમાં) તરફ બહાર નીકળેલું હોય છે.
$ATP$ નું સંશ્લેષણ $F_1$ હેડપીસ પર થાય છે,જેમાં પ્રોટોન ઢાળમાંથી મેળવેલી ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ નું $ATP$ માં ફોસ્ફોરાયલેશન કરવા માટેના ઉદ્દીપકીય સ્થાનો આવેલા હોય છે.

(C) રસાયણાસૃતિ એ એક એવી પ્રક્રિયા છે કે જે અસરકારક રીતે કાર્ય કરવા માટે ચાર આવશ્યક ઘટકોની જરૂર ધરાવે છે:
$1$. $\text{પટલ}$ $(Membrane)$: તે બે ભાગોને અલગ કરવા અને ઢોળાંશ જાળવી રાખવા માટે અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે.
$2$. $\text{પ્રોટોન } \text{પમ્પ}$ $(Proton \text{ } pump)$: પ્રોટોનને તેમની સાંદ્રતા ઢોળાંશની વિરુદ્ધ પટલની આરપાર મોકલવા માટે તેની જરૂર પડે છે.
$3$. $\text{પ્રોટોન } \text{ઢોળાંશ}$ $(Proton \text{ } gradient)$: આ પટલની બંને બાજુ પ્રોટોનની સાંદ્રતામાં તફાવતને કારણે સંગ્રહિત સ્થિતિમાન ઉર્જા છે.
$4$. $ATP \text{ } \text{સિન્થેટેઝ}$ $(ATP \text{ } synthase)$: આ ઉત્સેચક પ્રોટોનને પટલની આરપાર પાછા વહન કરવા દે છે, અને મુક્ત થતી ઉર્જાનો ઉપયોગ $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ સંશ્લેષણ કરવા માટે કરે છે.
તેથી, રસાયણાસૃતિ માટે ચારેય ઘટકો $(I, II, III, IV)$ આવશ્યક છે.

(C) $F_0-F_1$ $ATP$ સિન્થેઝ સંકુલ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન $ATP$ ના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે.
તે બે ભાગોનું બનેલું છે: $F_0$ અને $F_1$.
$F_0$ ભાગ એક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પ્રોટીન છે જે થાઈલેકોઈડ પટલમાં ખૂંપેલું હોય છે અને પ્રોટોન ચેનલ બનાવે છે.
$F_1$ ભાગ એક પરિઘવર્તી પટલ પ્રોટીન સંકુલ છે જે થાઈલેકોઈડ પટલની બહારની સપાટી (સ્ટ્રોમા તરફ) ઉપસેલું હોય છે.
આ $F_1$ હેડપીસમાં $ATP$ સંશ્લેષણ માટેના ઉદ્દીપકીય સ્થાન આવેલા હોય છે.

(A) આપેલી આકૃતિ હરિતકણના થાઈલેકોઈડ પટલમાં થતી ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલા ($Z$-scheme) અને રસાયણ-પરાસરણી (chemiosmotic) ઉત્કલ્પના દર્શાવે છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓનો ભાગ છે,જેમાં પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ પાણીના વિભાજન માટે,થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ (proton gradient) ઉત્પન્ન કરવા માટે અને $ATP$ તથા $NADPH$ ના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
તેથી,આ આકૃતિ પ્રકાશ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(B) રસાયણ-આસૃતિ પરિકલ્પના મુજબ,$ATP$ નું સંશ્લેષણ થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ સાથે જોડાયેલું છે.
$(a)$ પાણીના અણુનું વિભાજન થાઈલેકોઈડ પટલની અંદરની બાજુએ થાય છે,જે લ્યુમેનમાં પ્રોટોન $(H^+)$ મુક્ત કરે છે.
$(b)$ પાણીના વિભાજન અને સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોનના પમ્પિંગને કારણે પ્રોટોન થાઈલેકોઈડના લ્યુમેનમાં એકઠા થાય છે.
$(c)$ ઈલેક્ટ્રોનનો પ્રાથમિક ગ્રાહક ઈલેક્ટ્રોનને ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન તંત્રમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે,જે પ્રોટોનની ગતિને સરળ બનાવે છે.
$(d)$ $NADP$ રિડક્ટેઝ ઉત્સેચક પટલની સ્ટ્રોમા બાજુએ આવેલો હોય છે. તે $Fd$ માંથી ઈલેક્ટ્રોન અને સ્ટ્રોમામાંથી પ્રોટોનનો ઉપયોગ કરીને $NADP^+$ નું $NADPH + H^+$ માં રિડક્શન કરે છે.
$(e)$ સ્ટ્રોમામાં પ્રોટોનની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ $NADP$ રિડક્ટેઝ દ્વારા થાય છે અને તેને લ્યુમેનમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે,તેથી આ વિધાન ખોટું છે.
આમ,વિધાનો $(a), (b)$ અને $(d)$ સાચા છે.

(B) $PS-I$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ $a$ એ $700\,nm$ પર શોષણ ટોચ (absorption peak) ધરાવે છે.
$PS-II$ માં,પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ $a$ એ $680\,nm$ પર મહત્તમ શોષણ ધરાવે છે.

(B) કેમિયોસ્મોસિસ એ અર્ધ-પ્રવેશશીલ પટલ દ્વારા તેમના વિદ્યુત-રાસાયણિક ઢાળની દિશામાં આયનોનું વહન છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણમાં,તે ખાસ કરીને નીચેની બાબતોની માંગ કરે છે:
$1$. એક પટલ (દા.ત.,થાઇલેકોઇડ પટલ).
$2$. એક પ્રોટોન પંપ (પ્રોટોન ઢાળ બનાવવા માટે).
$3$. એક પ્રોટોન ઢાળ (લ્યુમેનમાં $H^+$ આયનોનો સંગ્રહ).
$4$. $ATP$ સિન્થેઝ (એન્ઝાઇમ જે પ્રોટોન ઢાળની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને $ADP$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી $ATP$ નું સંશ્લેષણ કરે છે).

(B) હરિતકણમાં ચપટી પટલમય કોથળીઓ હોય છે જેને થાયલેકોઇડ્સ કહેવાય છે,જે સિક્કાના થપ્પાની જેમ ગોઠવાયેલા હોય છે જેને ગ્રાના કહેવામાં આવે છે.
થાયલેકોઇડ્સનું પટલ એક અવકાશને આવરે છે જેને લ્યુમેન કહેવામાં આવે છે.
આ લ્યુમેન પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન પ્રોટોન એકઠા કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન $PS-II$ થી વિવિધ વાહકો (પ્લાસ્ટોક્વિનોન,સાયટોક્રોમ કોમ્પ્લેક્સ,પ્લાસ્ટોસાયનિન) દ્વારા $PS-I$ અને અંતે $NADP^{+}$ સુધી ઇલેક્ટ્રોનની ગતિનો સમાવેશ કરે છે.
આ સમગ્ર પ્રક્રિયાને તેના લાક્ષણિક આકારને કારણે $Z-scheme$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન વાહકોને તેમના રેડોક્સ પોટેન્શિયલ (ઋણથી ધન મૂલ્યો) ના આધારે ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે,ત્યારે પરિણામી આકૃતિ $Z$ અક્ષરનો આકાર લે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ યોગ્ય રીતે સમજાવે છે કે તેને $Z-scheme$ શા માટે કહેવામાં આવે છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણમાં, પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયા (પ્રકાશ-રાસાયણિક તબક્કો) હરિતકણના થાઈલેકોઈડ પટલમાં થાય છે.
આ તબક્કા દરમિયાન, નીચેની ઘટનાઓ બને છે:
$1$. પાણીનું ફોટોલિસિસ: પાણીના અણુઓ પ્રોટોન $(H^+)$, ઈલેક્ટ્રોન $(e^-)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ માં વિભાજિત થાય છે.
$2$. ઓક્સિજનનું મુક્ત થવું: પાણીના વિભાજનની આડપેદાશ તરીકે ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે.
$3$. $NADPH$ નું નિર્માણ: ઈલેક્ટ્રોન ઈલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઈન દ્વારા $NADP^+$ માં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જે તેનું $NADPH$ માં રિડક્શન કરે છે.
આમ, ત્રણેય પ્રક્રિયાઓ ($I, II$ અને $III$) પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન થાય છે, તેથી વિકલ્પ $C$ સાચો છે.

(A) કેમિયોસ્મોટિક પૂર્વધારણા હરિતકણમાં $\text{ATP}$ સંશ્લેષણની ક્રિયાવિધિ સમજાવે છે.
$1$. પાણીના પ્રકાશવિભાજન,ઈલેક્ટ્રોન પરિવહન અને લ્યુમેનમાં પ્રોટોન્સના પમ્પિંગને કારણે થાઈલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળ ($H^+$ ઢાળ) સર્જાય છે.
$2$. આ ઢાળ આવશ્યક છે કારણ કે પ્રોટોન ઢાળમાં સંગ્રહિત સ્થિતિ ઉર્જા $\text{ATP}$ ના સંશ્લેષણને પ્રેરે છે.
$3$. જ્યારે પ્રોટોન્સ થાઈલેકોઈડ લ્યુમેનમાંથી સ્ટ્રોમામાં $\text{ATP}$ સિન્થેઝ ઉત્સેચકના $F_0$ ચેનલ દ્વારા ગતિ કરે છે ત્યારે આ ઢાળનું વિઘટન થાય છે.
$4$. આ ગતિ પૂરતી ઉર્જા મુક્ત કરે છે જે $\text{ATP}$ સિન્થેઝના $F_1$ કણમાં રચનાત્મક ફેરફાર લાવે છે,જે ઉત્સેચકને સક્રિય કરીને $\text{ADP}$ ના ફોસ્ફોરાઈલેશન દ્વારા $\text{ATP}$ બનાવવા માટે ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(C) પ્રકાશ પ્રક્રિયાના $Z$-સ્કીમમાં,ઇલેક્ટ્રોન ફોટોસિસ્ટમ $I$ $(PS \ I)$ માંથી ઉત્તેજિત થાય છે અને અંતે $NADP^+$ ને $NADPH+H^+$ માં રિડક્શન કરવા માટે વપરાય છે.
ઇલેક્ટ્રોનનો સતત પ્રવાહ જાળવી રાખવા માટે,$PS \ I$ દ્વારા ગુમાવેલા ઇલેક્ટ્રોનને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન દ્વારા ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PS \ II)$ માંથી આવતા ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બદલવામાં આવે છે.
ફોટોસિસ્ટમ $II$ $(PS \ II)$ પોતે તેના ઇલેક્ટ્રોનને પાણીના પ્રકાશ-વિઘટન $(H_2 O)$ દ્વારા મેળવે છે.

(A) ફોટોસિસ્ટમ એ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓના કાર્યાત્મક એકમો છે.
જોકે $PS II$ અચક્રીય ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન ($Z$-સ્કીમ) માં પાણીના વિભાજન અને ઇલેક્ટ્રોન પૂરા પાડવા માટે પ્રથમ કાર્ય કરે છે,પરંતુ તેની શોધ $PS I$ પછી થઈ હતી.
તેથી,$PS I$ અને $PS II$ નું નામકરણ તેમની શોધના સમયક્રમ પર આધારિત છે,ન કે પ્રકાશ પ્રક્રિયામાં તેઓ જે ક્રમમાં કાર્ય કરે છે તેના પર.

(D) પાણીનું વિભાજન કરતું સંકુલ,જેને ઓક્સિજન ઉત્સર્જિત સંકુલ $(OEC)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે પ્રકાશતંત્ર-$II$ $(PSII)$ સાથે સંકળાયેલું છે.
$PSII$ મુખ્યત્વે થાઇલેકોઇડ પટલના ગ્રેના તરીકે ઓળખાતા ભાગોમાં સ્થિત હોય છે.
પાણીના વિભાજનની પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન,પ્રોટોન $(H^+)$ અને ઓક્સિજન $(O_2)$ મુક્ત કરવા માટે પાણીનું પ્રકાશવિભાજન થાય છે.
પ્રોટોન ગ્રેડિયન્ટ બનાવવા માટે થાઇલેકોઇડ લ્યુમેનમાં પ્રોટોનને અસરકારક રીતે મુક્ત કરવા માટે,પાણીનું વિભાજન કરતું સંકુલ ભૌતિક રીતે ગ્રેનલ થાઇલેકોઇડ પટલની અંદરની બાજુએ (લ્યુમેનલ બાજુ) આવેલું હોય છે.

(A) અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વહન $PSII$ થી $PSI$ અને અંતે $NADP^+$ સુધી થાય છે.
જ્યારે આ ઇલેક્ટ્રોન વાહકોને તેમના રિડોક્સ પોટેન્શિયલ મૂલ્યોના આધારે ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવે છે,ત્યારે પરિણામી આકૃતિ '$Z$' અક્ષર જેવી દેખાય છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયાને સામાન્ય રીતે '$Z$-સ્કીમ' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ '$Z$-સ્કીમ' નામ શા માટે આપવામાં આવ્યું છે તેની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણમાં,$ATP$ નું સંશ્લેષણ થાયલેકોઈડ પટલની આરપાર પ્રોટોન ઢાળના નિર્માણ સાથે જોડાયેલું છે.
પ્રકાશ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પ્રોટોન ($H^+$ આયનો) સક્રિય રીતે થાયલેકોઈડના લ્યુમેનમાં પંપ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રોટોનનો સંગ્રહ સ્ટ્રોમાની તુલનામાં લ્યુમેનની અંદર $H^+$ ની ઊંચી સાંદ્રતા બનાવે છે,જેના પરિણામે પ્રોટોન ઢાળ રચાય છે.
આ પ્રોટોનનું $CF_0-CF_1$ $ATP$ સિન્થેઝ ઉત્સેચક દ્વારા ફરીથી સ્ટ્રોમામાં વહન થવાથી $ADP$ ના ફોસ્ફોરાયલેશન માટે જરૂરી ઊર્જા મળે છે,જેનાથી $ATP$ બને છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
ફોટોસિસ્ટમ $II$ ($PS$ $II$) ના ઉત્તેજિત ક્લોરોફિલ અણુઓમાંથી મુક્ત થતા ઇલેક્ટ્રોન સૌપ્રથમ ફિઓફાઇટિન દ્વારા સ્વીકારવામાં આવે છે.
ફિઓફાઇટિન પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાહક તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોન મેળવ્યા પછી,ફિઓફાઇટિન તેમને પ્લાસ્ટોક્વિનોન $(PQ)$ પૂલમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે,જે ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન શૃંખલાની શરૂઆત કરે છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
અચક્રીય ફોટોફોસ્ફોરાયલેશનમાં,બંને ફોટોસિસ્ટમ ($PS \ I$ અને $PS \ II$) ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇનમાં ભાગ લે છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન $ATP$ અને $NADPH$ બંને ઉત્પન્ન થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોન પૂરા પાડવા માટે $PS \ II$ પર પાણીનું ફોટોલિસિસ થાય છે અને આડપેદાશ તરીકે $O_2$ મુક્ત થાય છે.