Light reaction Questions in Hindi

(D) $ATP$ संश्लेषण के लिए रसोपरासरणी (Chemiosmotic) परिकल्पना पीटर मिचेल द्वारा $1961$ में प्रस्तावित की गई थी।
यह क्रियाविधि बताती है कि कैसे झिल्ली (माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली या थाइलाकोइड झिल्ली) के आर-पार प्रोटॉन प्रवणता $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम के माध्यम से $ATP$ के संश्लेषण को प्रेरित करती है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(A) पीटर मिशेल द्वारा प्रस्तावित रसोपरासरणी सिद्धांत यह समझाता है कि हरितलवक और माइटोकॉन्ड्रिया में $ATP$ का संश्लेषण कैसे होता है।
यह बताता है कि $ATP$ संश्लेषण के लिए ऊर्जा झिल्ली (हरितलवक में थाइलाकोइड झिल्ली और माइटोकॉन्ड्रिया में आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली) के आर-पार प्रोटॉन प्रवणता ($H^+$ प्रवणता) से प्राप्त होती है।
जैसे ही प्रोटॉन $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम के माध्यम से अपनी विद्युत-रासायनिक प्रवणता के साथ गति करते हैं,मुक्त हुई ऊर्जा का उपयोग $ADP$ को $ATP$ में फॉस्फोराइलेट करने के लिए किया जाता है।

(A) फेरेडॉक्सिन एक आयरन-सल्फर प्रोटीन है जो चयापचय की एक विस्तृत श्रृंखला में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण का कार्य करता है।
यह प्रकाश संश्लेषण और अन्य जैविक प्रक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करके महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
इसलिए,इसे प्रोटीन के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

(B) अधिकांश शाकनाशी प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं को बाधित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। विशेष रूप से,कई सामान्य शाकनाशी (जैसे कि डायुरोन या एट्राज़िन) फोटोसिस्टम $II$ के रिएक्शन सेंटर में $D1$ प्रोटीन को लक्षित करते हैं। इस साइट से जुड़कर,वे प्राथमिक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता से प्लास्टोक्विनोन पूल तक इलेक्ट्रॉन प्रवाह को अवरुद्ध कर देते हैं,जिससे पानी का प्रकाश-अपघटन (photolysis) और ऑक्सीजन का विकास रुक जाता है,जो अंततः पौधे की मृत्यु का कारण बनता है।

(B) कई शाकनाशी,जैसे कि $DCMU$ $(3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea)$,प्रकाश संश्लेषण में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को अवरुद्ध करके कार्य करते हैं। विशेष रूप से,वे $PS-II$ कॉम्प्लेक्स में हस्तक्षेप करके जल के प्रकाश-अपघटन (photolysis) की प्रक्रिया को रोकते हैं। यह जल के अणुओं के विभाजन को रोकता है,जिससे ऑक्सीजन का उत्पादन और प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह बंद हो जाता है।

(D) हिल अभिक्रिया,जिसे रॉबर्ट हिल द्वारा $1937$ में खोजा गया था,एक कृत्रिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की उपस्थिति में पृथक हरितलवकों (chloroplasts) द्वारा प्रकाश-प्रेरित जल के विभाजन (प्रकाश-अपघटन) को संदर्भित करती है।
$CO_2$ की अनुपस्थिति में,हिल अभिक्रिया तब होती है जब हरितलवक निलंबन में फेरीसायनाइड $(Fe(CN)_6^{3-})$ जैसे कृत्रिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता को जोड़ा जाता है।
यह स्वीकर्ता $NADP^+$ का स्थान ले लेता है और अपचयित होकर फेरोसायनाइड $(Fe(CN)_6^{4-})$ में बदल जाता है,जबकि उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन मुक्त होती है।
अतः,हिल अभिक्रिया के आगे बढ़ने के लिए फेरीसायनाइड जैसे कृत्रिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की उपस्थिति आवश्यक है।

(C) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में,प्रक्रिया $PS-II$ (फोटोसिस्टम $II$) से शुरू होती है।
जब अभिक्रिया केंद्र का क्लोरोफिल $a$ $(P_{680})$ प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन मुक्त करता है।
यह उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन तुरंत प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही द्वारा ग्रहण कर लिया जाता है,जो कि फियोफाइटिन (एक क्लोरोफिल अणु जिसमें केंद्रीय $Mg^{2+}$ आयन का अभाव होता है) है।
इसके बाद,इलेक्ट्रॉन को प्लास्टोक्विनोन $(PQ)$ में स्थानांतरित किया जाता है,जो एक क्विनोन-आधारित इलेक्ट्रॉन वाहक है।
दिए गए विकल्पों में से,क्विनोन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में शामिल प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही प्रणाली का सही प्रकार है।

(C) रेड ड्रॉप घटना का तात्पर्य प्रकाश संश्लेषण की दर में उस तीव्र गिरावट से है जो तब होती है जब पौधों को $680 \ nm$ से अधिक तरंग दैर्ध्य वाले मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के संपर्क में लाया जाता है।
यह इसलिए होता है क्योंकि $PS-II$ (फोटोसिस्टम $II$) मुख्य रूप से $680 \ nm$ तक की तरंग दैर्ध्य के प्रकाश द्वारा उत्तेजित होता है।
जब तरंग दैर्ध्य $680 \ nm$ से अधिक हो जाती है,तो $PS-II$ अक्रियाशील हो जाता है,जिससे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला बाधित हो जाती है और प्रकाश संश्लेषण की दर में गिरावट आती है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान जल का प्रकाश-अपघटन (जल के अणुओं का टूटना) होता है। इस प्रक्रिया के लिए $Mn^{2+}$ (मैंगनीज) और $Cl^-$ (क्लोराइड) आयनों की उपस्थिति आवश्यक है। मैंगनीज फोटोसिस्टम $II$ में ऑक्सीजन-उत्पन्न करने वाले कॉम्प्लेक्स के लिए एक को-फैक्टर (cofactor) के रूप में कार्य करता है,जो जल के ऑक्सीजन,प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों में ऑक्सीकरण को सुगम बनाता है। इसलिए,इस प्रक्रिया के लिए मैंगनीज आवश्यक है।

(B) हरितलवक (क्लोरोप्लास्ट) में,प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाएँ थाइलाकोइड झिल्लियों में होती हैं।
$PS-II$ (फोटोसिस्टम-$II$) मुख्य रूप से ग्राना थाइलाकोइड्स के जुड़े हुए क्षेत्रों में स्थित होता है।
$PS-I$ ग्राना थाइलाकोइड्स और स्ट्रोमा लैमेली दोनों में पाया जाता है।
हालाँकि,$PS-II$ स्ट्रोमा लैमेली में अनुपस्थित होता है क्योंकि स्ट्रोमा लैमेली में जल के विभाजन और $PS-II$ से जुड़े ऑक्सीजन-उत्सर्जन कॉम्प्लेक्स के लिए आवश्यक घटकों का अभाव होता है।
इसलिए,$PS-II$ केवल ग्राना थाइलाकोइड्स में पाया जाता है।

(C) प्लास्टोसायनिन एक कॉपर (तांबा) युक्त प्रोटीन है जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान इलेक्ट्रॉन परिवहन में शामिल होता है।
यह साइटोक्रोम $b_6f$ कॉम्प्लेक्स और फोटोसिस्टम $I$ $(PSI)$ के बीच एक इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करता है।
प्लास्टोसायनिन में मौजूद कॉपर आयन इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए ऑक्सीकृत $(Cu^{2+})$ और अपचयित $(Cu^+)$ अवस्थाओं के बीच चक्रित होता है।

(D) $DCMU$ $(3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea)$ प्रकाश संश्लेषण का एक विशिष्ट अवरोधक है।
यह $PS-II$ में $D1$ प्रोटीन की $Q_B$ बाइंडिंग साइट से जुड़कर कार्य करता है।
यह बंधन प्राथमिक क्विनोन स्वीकर्ता $(Q_A)$ से द्वितीयक क्विनोन स्वीकर्ता $(Q_B)$ तक इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को रोकता है।
परिणामस्वरूप,$PS-II$ से $PQ$ (प्लास्टोक्विनोन) तक इलेक्ट्रॉन प्रवाह अवरुद्ध हो जाता है,जिससे अचक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन बाधित होता है।

(A) बैक्टीरियल प्रकाश संश्लेषण अनॉक्सीजेनिक (anoxygenic) होता है,जिसका अर्थ है कि इसमें उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन उत्पन्न नहीं होती है। हरे पौधों और साइनोबैक्टीरिया के विपरीत,जो अचक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन के लिए $PS-I$ और $PS-II$ दोनों का उपयोग करते हैं,प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया (जैसे बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया) में केवल एक प्रकार का फोटोसिस्टम होता है,जो $PS-I$ के समान होता है। यह प्रणाली पानी के प्रकाश-अपघटन (photolysis) के बिना $ATP$ उत्पन्न करने के लिए चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन की अनुमति देती है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,सौर ऊर्जा को ग्रहण करके उसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के अंत में बनने वाले प्राथमिक उत्पाद $ATP$ (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) और $NADPH$ (निकोटिनामाइड एडेनाइन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) हैं।
ये उत्पाद बाद की अंधकार अभिक्रिया (केल्विन चक्र) में शर्करा के संश्लेषण के लिए आवश्यक होते हैं।
अतः,सही उत्तर $ATP$ और $NADPH_2$ है।

(D) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्लियों में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान बनने वाले प्राथमिक उत्पाद $ATP$ (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट),$NADPH$ (निकोटिनामाइड एडेनाइन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) हैं और उप-उत्पाद के रूप में $O_2$ (ऑक्सीजन) मुक्त होती है।
इसके बाद $ATP$ और $NADPH$ का उपयोग अंधकार अभिक्रिया (केल्विन चक्र) में कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण के लिए किया जाता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,जल के अणुओं $(H_2O)$ का ऑक्सीजन $(O_2)$,प्रोटॉन $(H^+)$ और इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ में विभाजन होता है। इस प्रक्रिया को जल का प्रकाश-अपघटन (Photolysis) या हिल अभिक्रिया कहा जाता है। यह थाइलाकोइड झिल्ली के ल्यूमेन में होती है और फोटोसिस्टम $II$ $(PSII)$ को इलेक्ट्रॉन प्रदान करने के लिए आवश्यक है।

(C) इलेक्ट्रॉन परिवहन की $Z$-स्कीम,जो प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं का वर्णन करती है,$1960$ में हिल $(Hill)$ और बेंडल $(Bendall)$ द्वारा प्रस्तावित की गई थी।
यह योजना दो प्रकाशतंत्रों,$PSII$ और $PSI$ के माध्यम से जल से $NADP^+$ तक इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को एक श्रृंखला में दर्शाती है।

(A) रॉबर्ट इमर्सन द्वारा खोजा गया इमर्सन प्रभाव यह दर्शाता है कि जब पौधों को दो अलग-अलग तरंग दैर्ध्य (सुदूर-लाल और लाल प्रकाश) के प्रकाश में एक साथ रखा जाता है,तो प्रकाश संश्लेषण की दर उन दरों के योग से अधिक होती है जो उन्हें अलग-अलग रखने पर प्राप्त होती हैं। इस घटना ने प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं को संचालित करने के लिए एक साथ काम करने वाले दो अलग-अलग फोटोसिस्टम,$PS-I$ और $PS-II$ के अस्तित्व के लिए पहला प्रयोगात्मक प्रमाण प्रदान किया।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में,जब प्रकाशतंत्र-$II$ $(P_{680})$ का अभिक्रिया केंद्र प्रकाश को अवशोषित करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन मुक्त करता है।
यह उच्च-ऊर्जा वाला इलेक्ट्रॉन तुरंत प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही द्वारा ग्रहण किया जाता है,जो कि फियोफाइटिन है।
हालाँकि,दिए गए विकल्पों में,इलेक्ट्रॉन को बाद में प्लास्टोक्विनोन $(PQ)$ में स्थानांतरित किया जाता है,जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में प्राथमिक स्थिर इलेक्ट्रॉन ग्राही के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,दिए गए पाठ्यपुस्तक के विकल्पों के संदर्भ में,क्विनोन (विशेष रूप से प्लास्टोक्विनोन) सही उत्तर है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में,$PS-II$ (फोटोसिस्टम-$II$) जल के प्रकाश-अपघटन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
जब $PS-II$ प्रकाश को अवशोषित करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और इलेक्ट्रॉन खो देता है।
इन खोए हुए इलेक्ट्रॉनों की भरपाई करने के लिए,$PS-II$ से जुड़ा ऑक्सीजन-उत्पादक कॉम्प्लेक्स जल के अणुओं $(H_2O)$ को प्रोटॉन $(H^+)$,इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ और ऑक्सीजन $(O_2)$ में विभाजित करता है।
इस प्रक्रिया को जल का प्रकाश-अपघटन कहा जाता है,जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला को बनाए रखने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है।

(C) रॉबर्ट इमर्सन और उनके सहयोगियों ने देखा कि जब प्रकाश की तरंग दैर्ध्य $680 \ nm$ (सुदूर-लाल क्षेत्र में) से अधिक बढ़ाई जाती है,तो प्रकाश संश्लेषण की क्वांटम उपज में काफी गिरावट आती है। इस घटना को $Red \ Drop$ (रेड ड्रॉप) प्रभाव के रूप में जाना जाता है। इस कमी का कारण यह है कि $680 \ nm$ से अधिक तरंग दैर्ध्य पर केवल $Photosystem \ I$ $(PSI)$ ही कार्यशील रहता है,जबकि $Photosystem \ II$ $(PSII)$ निष्क्रिय हो जाता है,जिससे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के लिए इलेक्ट्रॉनों की कमी हो जाती है और $NADPH$ तथा $ATP$ का उत्पादन कम हो जाता है।

(B) फोटोफॉस्फोराइलेशन क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश ऊर्जा की उपस्थिति में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(P_i)$ से $ATP$ के संश्लेषण की प्रक्रिया है।
इस अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जाता है: $ADP + P_i \xrightarrow{\text{Light energy}} ATP$।
अतः,विकल्प $B$ फोटोफॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया को सही ढंग से दर्शाता है।

(C) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,जल का प्रकाश-अपघटन (photolysis) या फोटो-ऑक्सीकरण थाइलाकोइड झिल्ली के ल्यूमेन की ओर स्थित ऑक्सीजन-उत्पादक कॉम्प्लेक्स $(OEC)$ पर होता है।
यह प्रक्रिया विशेष रूप से प्रकाशतंत्र-$II$ $(PS-II)$ से जुड़ी होती है।
जब $PS-II$ प्रकाश को अवशोषित करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और इलेक्ट्रॉन खो देता है,जिससे एक मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता उत्पन्न होती है जो जल के अणुओं को प्रोटॉन $(H^+)$,इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ और ऑक्सीजन $(O_2)$ में विभाजित कर देती है।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में,प्रकाश-संग्रहण करने वाले संकुल दो प्रकाश तंत्रों में व्यवस्थित होते हैं: प्रकाश तंत्र-$I$ $(PS-I)$ और प्रकाश तंत्र-$II$ $(PS-II)$।
प्रत्येक प्रकाश तंत्र में क्लोरोफिल-$a$ अणुओं से बना एक अभिक्रिया केंद्र होता है।
प्रकाश तंत्र-$II$ $(PS-II)$ में,अभिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल-$a$ का एक विशेष अणु होता है जो $680 \ nm$ की तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करता है,इसलिए इसे $P-680$ कहा जाता है।
इसके विपरीत,प्रकाश तंत्र-$I$ $(PS-I)$ का अभिक्रिया केंद्र $700 \ nm$ पर प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे $P-700$ के रूप में जाना जाता है।
अतः,सही उत्तर $P-680$ है।

(C) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश रासायनिक अभिक्रिया (प्रकाश अभिक्रिया) हरितलवक (chloroplast) की थाइलाकोइड झिल्लियों में होती है।
इस चरण के दौरान,क्लोरोफिल वर्णकों द्वारा प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित किया जाता है।
इस ऊर्जा का उपयोग जल के प्रकाश-अपघटन (photolysis) के लिए किया जाता है,जिसके परिणामस्वरूप उप-उत्पाद के रूप में $O_2$ मुक्त होता है।
इसके अतिरिक्त,इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $ATP$ के संश्लेषण (प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण) और $NADP^+$ के $NADPH_2$ में अपचयन (reduction) में सहायता करती है।
अतः,इस चरण के दौरान $O_2$ मुक्त होता है और $ATP$ तथा $NADPH_2$ का निर्माण होता है।

(C) फोटोफॉस्फोराइलेशन वह प्रक्रिया है जिसमें प्रकाश ऊर्जा का उपयोग $ADP$ को $ATP$ में फॉस्फोराइलेट करने के लिए किया जाता है।
यह प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान पौधों के क्लोरोप्लास्ट में होती है।
इस अभिक्रिया में, प्रकाश और $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम की उपस्थिति में $ADP$ में एक अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ समूह जोड़ा जाता है, जिससे $ATP$ का निर्माण होता है $(ADP + Pi \xrightarrow{\text{light}} ATP)$।
अतः, यह $ADP$ से $ATP$ का संश्लेषण है।

(D) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,जल के अणुओं का प्रकाश-अपघटन (photolysis) होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन ($H^+$ आयन) मुक्त होते हैं।
इन प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को सह-एंजाइम $NADP^+$ (निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) द्वारा स्वीकार किया जाता है और $NADPH$ का निर्माण होता है।
$NADPH$ एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और हाइड्रोजन (प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) को प्रकाश अभिक्रिया से अंधकार अभिक्रिया (केल्विन चक्र) में ले जाता है,जहाँ इसका उपयोग $CO_2$ को ग्लूकोज में अपचयित करने के लिए किया जाता है।
अतः,$NADP$ वह वाहक है जो हाइड्रोजन के स्थानांतरण के लिए उत्तरदायी है।

(C) प्रकाश अभिक्रिया की $Z$-स्कीम में,$P_{700}$ (प्रकाशतंत्र $I$) प्रकाश को अवशोषित करता है और उत्तेजित होकर इलेक्ट्रॉन मुक्त करता है।
ये इलेक्ट्रॉन सबसे पहले एक $FeS$ (आयरन-सल्फर) प्रोटीन कॉम्प्लेक्स द्वारा स्वीकार किए जाते हैं,जो प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही के रूप में कार्य करता है।
$FeS$ कॉम्प्लेक्स से,इलेक्ट्रॉन फेरेडॉक्सिन $(Fd)$ में स्थानांतरित होते हैं और बाद में $NADP^+$ रिडक्टेस एंजाइम द्वारा $NADP^+$ का $NADPH + H^+$ में अपचयन (रिडक्शन) होता है।
इसलिए,$P_{700}$ के बाद इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में पहला इलेक्ट्रॉन ग्राही अणु $FeS$ प्रोटीन/फेरेडॉक्सिन कॉम्प्लेक्स है।

(A) फोटोसिस्टम-$II$ $(PS-II)$ प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं में शामिल एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है।
यह क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में स्थित होता है।
थाइलाकोइड झिल्ली एक-दूसरे के ऊपर व्यवस्थित होकर ग्रेना नामक संरचना बनाती हैं।
इसलिए,$PS-II$ क्लोरोप्लास्ट के ग्रेना में पाया जाता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के दौरान,इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला $(ETC)$ विभिन्न परिसरों के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की गति को सुगम बनाती है।
जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन इन परिसरों से गुजरते हैं,वे ऊर्जा छोड़ते हैं,जिसका उपयोग प्रोटॉन $(H^+)$ को थाइलाकोइड झिल्ली के पार ल्यूमेन में पंप करने के लिए किया जाता है,जिससे एक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) बनती है।
$ATP$ सिंथेज़ एंजाइम के माध्यम से इस प्रोटॉन प्रवणता का विसर्जन $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(P_i)$ को फॉस्फोराइलेट करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है,जिससे $ATP$ का संश्लेषण होता है।
इस प्रक्रिया को फोटोफॉस्फोराइलेशन के रूप में जाना जाता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में,जब प्रकाशतंत्र-$II$ $(P_{680})$ का अभिक्रिया केंद्र प्रकाश को अवशोषित करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन खो देता है।
यह उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन तुरंत प्राथमिक इलेक्ट्रॉन ग्राही द्वारा पकड़ लिया जाता है,जो कि फियोफाइटिन है।
दिए गए विकल्पों में,इलेक्ट्रॉन बाद में प्लास्टोक्विनोन $(PQ)$ को स्थानांतरित किया जाता है,जो एक क्विनोन अणु है।
चूंकि फियोफाइटिन विकल्पों में नहीं है,इसलिए दिए गए विकल्पों में से क्विनोन $(PQ)$ सही उत्तर है जो इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में भाग लेता है।

(D) प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया से शुरू होती है।
जब प्रकाश का फोटॉन फोटोसिस्टम में मौजूद क्लोरोफिल अणु पर पड़ता है,तो यह इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा स्थानांतरित करता है।
इसके कारण क्लोरोफिल का एक इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होकर उच्च ऊर्जा अवस्था में चला जाता है,जो कि प्राथमिक प्रकाश-रासायनिक घटना है और यही प्रकाश संश्लेषण की पूरी प्रक्रिया को शुरू करती है।

(C) प्रकाश संश्लेषण एक ऐसी प्रक्रिया है जो क्लोरोफिल $a$ और $b$ जैसे वर्णकों द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा द्वारा संचालित होती है।
प्रकाश संश्लेषण के क्रिया स्पेक्ट्रम (action spectrum) के अनुसार,दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के लाल और नीले क्षेत्रों में प्रकाश संश्लेषण की दर सबसे अधिक होती है।
दिए गए विकल्पों में से,लाल प्रकाश प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे प्रभावी है,जबकि हरा प्रकाश सबसे कम प्रभावी है क्योंकि यह पत्तियों द्वारा अधिकतर परावर्तित कर दिया जाता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,थाइलाकोइड के ल्यूमेन में जल के अणुओं का प्रकाश-अपघटन (photolysis) होता है।
इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉन,प्रोटॉन $(H^+)$ और ऑक्सीजन $(O_2)$ मुक्त होते हैं।
इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ते हैं,जबकि प्रोटॉन थाइलाकोइड ल्यूमेन में जमा हो जाते हैं।
अंत में,इन $H^+$ आयनों का उपयोग $NADP$ रिडक्टेस एंजाइम की सहायता से $NADP^+$ को $NADPH$ में अपचयित (reduce) करने के लिए किया जाता है,जो थाइलाकोइड झिल्ली के बाहरी तरफ स्थित होता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण के लिए समग्र समीकरण इस प्रकार है: $6CO_2 + 12H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 6H_2O$.
इस प्रक्रिया में,हेक्सोज शर्करा $(C_6H_{12}O_6)$ बनाने के लिए $CO_2$ के अपचयन हेतु आवश्यक हाइड्रोजन परमाणु प्रदान करने के लिए पानी के $12$ अणुओं का उपयोग किया जाता है।
यद्यपि उप-उत्पाद के रूप में पानी के $6$ अणु उत्पन्न होते हैं,लेकिन $CO_2$ के $6$ अणुओं के अपचयन के लिए प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान पानी के $12$ अणुओं का विभाजन आवश्यक होता है।

(B) प्रकाशतंत्र-$I$ $(PS-I)$ में अभिक्रिया केंद्र $P_{700}$ होता है।
जब $P_{700}$ प्रकाश का अवशोषण करता है,तो यह उत्तेजित हो जाता है और एक इलेक्ट्रॉन मुक्त करता है।
यह उत्तेजित इलेक्ट्रॉन सबसे पहले एक आयरन-सल्फर प्रोटीन (जिसे $Fe-S$ केंद्र या $Fd$ कॉम्प्लेक्स के रूप में भी जाना जाता है) द्वारा ग्रहण किया जाता है।
अतः,$PS-I$ में प्रथम इलेक्ट्रॉन ग्राही आयरन-सल्फर प्रोटीन है।

(D) हिल अभिक्रिया,जिसे प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया के रूप में भी जाना जाता है,हरितलवक (क्लोरोप्लास्ट) की थाइलाकोइड झिल्लियों में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,पानी के अणुओं को तोड़ने (प्रकाश-अपघटन) के लिए प्रकाश ऊर्जा का उपयोग किया जाता है,जिससे उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन $(O_2)$ मुक्त होती है।
पानी से निकले इलेक्ट्रॉनों का उपयोग $NADP^+$ को $NADPH$ (या $NADPH_2$) में अपचयित करने और प्रकाश-फॉस्फोरिलीकरण (photophosphorylation) के माध्यम से $ATP$ उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
अतः,हिल अभिक्रिया के उत्पाद $ATP$,$NADPH$ और $O_2$ हैं।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया (प्रकाश अभिक्रिया) हरितलवक (chloroplast) के थाइलाकोइड्स में होती है,जो एक साथ मिलकर $Grana$ (ग्रैना) बनाते हैं।
रॉबर्ट हिल ने प्रदर्शित किया कि अलग किए गए हरितलवक प्रकाश और एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की उपस्थिति में ऑक्सीजन उत्पन्न कर सकते हैं,इस प्रक्रिया को $Hill$ अभिक्रिया के रूप में जाना जाता है।
डैनियल अर्नोन ने हरितलवक के $Grana$ में फोटोफॉस्फोराइलेशन की क्रियाविधि को और स्पष्ट किया था।
इसलिए,अर्नोन और हिल वे वैज्ञानिक हैं जो प्रकाश अभिक्रिया और उसके स्थान,$Grana$ से संबंधित हैं।

(A) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया के दौरान,जल के प्रकाश-अपघटन (photolysis) की प्रक्रिया होती है।
प्रकाश की उपस्थिति में और फोटोसिस्टम-$II$ से जुड़े ऑक्सीजन-उत्पन्न करने वाले कॉम्प्लेक्स द्वारा जल के अणु $(H_2O)$ प्रोटॉन $(H^+)$,इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ और ऑक्सीजन $(O_2)$ में विभाजित हो जाते हैं।
यह ऑक्सीजन उप-उत्पाद के रूप में वायुमंडल में मुक्त होती है।
अतः,प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त होने वाली ऑक्सीजन जल से प्राप्त होती है,न कि $CO_2$ से।

(B) हिल अभिक्रिया,जिसे प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रिया के रूप में भी जाना जाता है,में प्रकाश की उपस्थिति में जल का प्रकाश-अपघटन (photolysis) और इलेक्ट्रॉन ग्राही का अपचयन शामिल है। चूंकि इस प्रक्रिया को जल के अणुओं $(H_2O)$ को ऑक्सीजन $(O_2)$,प्रोटॉन $(H^+)$ और इलेक्ट्रॉनों $(e^-)$ में विभाजित करने के लिए प्रकाश ऊर्जा की आवश्यकता होती है,इसलिए यह केवल तभी हो सकती है जब प्रकाश उपलब्ध हो। अतः,हिल अभिक्रिया केवल दिन के समय ही देखी जाती है।

(A) फोटोफॉस्फोराइलेशन प्रकाश की उपस्थिति में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण की प्रक्रिया है। यह प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान हरितलवक (क्लोरोप्लास्ट) की थाइलाकोइड झिल्लियों में होती है। अतः,फोटोफॉस्फोराइलेशन के लिए सही स्थान हरितलवक है।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अभिक्रिया क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,प्रकाश ऊर्जा को क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित किया जाता है और इसका उपयोग पानी के अणुओं को तोड़ने के लिए किया जाता है,जिसे प्रकाश-अपघटन (Photolysis) कहा जाता है।
इस अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जाता है: $2H_2O \rightarrow 4H^+ + O_2 + 4e^-$.
परिणामस्वरूप,ऑक्सीजन $(O_2)$ उप-उत्पाद के रूप में मुक्त होती है,और प्रोटॉन $(H^+)$ तथा इलेक्ट्रॉनों $(e^-)$ का उपयोग $ATP$ और $NADPH$ उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

(B) क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश की उपस्थिति में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण की प्रक्रिया को फोटोफॉस्फोराइलेशन कहा जाता है।
यह प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान होती है।
फॉस्फोराइलेशन $ATP$ संश्लेषण के लिए एक सामान्य शब्द है,जबकि ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन कोशिकीय श्वसन के दौरान माइटोकॉन्ड्रिया में होता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें हरे पौधे सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके $CO_2$ और पानी से पोषक तत्वों का संश्लेषण करते हैं।
इस प्रक्रिया के दौरान,पानी के अणुओं का विभाजन (प्रकाश-अपघटन) होता है,जिससे इलेक्ट्रॉन,प्रोटॉन और ऑक्सीजन मुक्त होते हैं।
ऑक्सीजन एक उप-उत्पाद के रूप में वातावरण में मुक्त होती है।
इसलिए,सही उत्तर ऑक्सीजन है।

(D) जल का प्रकाश-अपघटन (जल का टूटना) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान होता है।
यह प्रक्रिया थाइलाकोइड की अवकाशिका (lumen) में होती है।
जल-विभाजन सम्मिश्र,जो प्रकाशतंत्र-$II$ $(PSII)$ से जुड़ा होता है,थाइलाकोइड झिल्ली के आंतरिक भाग पर स्थित होता है,जो अवकाशिका की ओर होता है।
जैसे ही जल के अणु प्रोटॉन $(H^+)$,इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ और ऑक्सीजन $(O_2)$ में टूटते हैं,प्रोटॉन थाइलाकोइड अवकाशिका में जमा हो जाते हैं,जो $ATP$ संश्लेषण के लिए आवश्यक प्रोटॉन प्रवणता (proton gradient) में योगदान करते हैं।

(A) पीटर मिशेल द्वारा प्रस्तावित रसायन परासरण (Chemiosmosis) सिद्धांत यह बताता है कि हरितलवक और सूत्रकणिका में $ATP$ का संश्लेषण कैसे होता है।
यह सिद्धांत बताता है कि $ATP$ संश्लेषण के लिए ऊर्जा झिल्ली (हरितलवक में थाइलाकोइड झिल्ली और सूत्रकणिका में आंतरिक झिल्ली) के आर-पार प्रोटॉन प्रवणता ($H^+$ प्रवणता) से प्राप्त होती है।
जब प्रोटॉन ल्यूमेन (हरितलवक में) या अंतर-झिल्ली स्थान (सूत्रकणिका में) में जमा होते हैं,तो एक सांद्रता प्रवणता उत्पन्न होती है।
इन प्रोटॉन का $ATP$ सिंथेज़ एंजाइम कॉम्प्लेक्स के माध्यम से झिल्ली के आर-पार वापस जाने से $ADP$ को $ATP$ में फॉस्फोराइलेट करने के लिए आवश्यक ऊर्जा मिलती है।

(B) प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान,इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र $(ETS)$ थाइलाकोइड झिल्ली में स्थित होता है।
जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ते हैं,वे प्लास्टोक्विनोन,साइटोक्रोम $b_6f$ कॉम्प्लेक्स और प्लास्टोसायनिन सहित विभिन्न वाहकों से होकर गुजरते हैं।
इलेक्ट्रॉनों की यह गति ऊर्जा मुक्त करती है,जिसका उपयोग प्रोटॉन $(H^+)$ को थाइलाकोइड ल्यूमेन में पंप करने के लिए किया जाता है,जिससे एक प्रोटॉन प्रवणता (gradient) बनती है।
$ATP$ सिंथेज़ के माध्यम से इस प्रवणता का विसर्जन $ATP$ के संश्लेषण को प्रेरित करता है।
इसलिए,$ATP$ संश्लेषण के दौरान साइटोक्रोम इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के आवश्यक घटक हैं।

(B) प्रकाश संश्लेषण की क्वांटम आवश्यकता के अनुसार,प्रयोगात्मक रूप से यह निर्धारित किया गया है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान $O_2$ के एक अणु को मुक्त करने के लिए $8$ क्वांटा प्रकाश की आवश्यकता होती है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि $H_2O$ के $2$ अणुओं के प्रकाश-अपघटन (photolysis) के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से $4$ इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है,जिसके परिणामस्वरूप $O_2$ का $1$ अणु मुक्त होता है और $8$ फोटॉन (क्वांटा) प्रकाश का अवशोषण होता है।

(B) प्रकाशसंश्लेषी बैक्टीरिया,जैसे कि बैंगनी और हरे सल्फर बैक्टीरिया,अनॉक्सीजनिक प्रकाश संश्लेषण करते हैं।
इनमें केवल एक प्रकाशतंत्र,$PS-I$ होता है,जिसका उपयोग $ATP$ उत्पन्न करने के लिए चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन में किया जाता है।
इनमें $PS-II$ का अभाव होता है,जो जल के प्रकाश-अपघटन और ऑक्सीजन के उत्सर्जन के लिए आवश्यक है।
इसलिए,वे अचक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन नहीं कर सकते हैं और उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन उत्पन्न नहीं करते हैं।

(D) फोटोफॉस्फोराइलेशन प्रकाश की उपस्थिति में $ADP$ और अकार्बनिक फॉस्फेट $(Pi)$ से $ATP$ के संश्लेषण की प्रक्रिया है।
यह प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान क्लोरोप्लास्ट की थाइलाकोइड झिल्ली में होती है।
इस प्रक्रिया के दौरान,प्रकाश ऊर्जा को क्लोरोफिल वर्णकों द्वारा अवशोषित किया जाता है और इसे $ATP$ अणुओं के रूप में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
अतः,सही विवरण यह है कि प्रकाश ऊर्जा का रासायनिक ऊर्जा में रूपांतरण होता है और $ATP$ उत्पन्न होता है।