Pigments involved in photo synthesis Questions in Gujarati

(A) ક્લોરોફિલ '$a$' એ વનસ્પતિઓ અને લીલમાં મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે,જે પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે.
સહાયક રંજકદ્રવ્યોમાં ક્લોરોફિલ '$b$',ક્લોરોફિલ '$c$',ક્લોરોફિલ '$d$',ક્લોરોફિલ '$e$',કેરોટીનોઈડ્સ (જેમ કે ઝેન્થોફિલ્સ) અને ફાયકોબિલિન્સ (જેમ કે ફાયકોસાયનિન) નો સમાવેશ થાય છે.
આ રંજકદ્રવ્યો પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરે છે અને તેને ક્લોરોફિલ '$a$' માં સ્થાનાંતરિત કરે છે.
તેથી,ક્લોરોફિલ '$a$' એ પ્રાથમિક રંજકદ્રવ્ય છે,સહાયક રંજકદ્રવ્ય નથી.

(B) હરિતકણની અંદર,પટલમય,ચપટી અને તકતી જેવી કોથળીઓ આવેલી હોય છે જેને થાયલેકોઇડ કહેવામાં આવે છે.
આ થાયલેકોઇડ્સ સિક્કાના થપ્પાની જેમ ગોઠવાઈને જે રચના બનાવે છે તેને ગ્રાના કહે છે.
થાયલેકોઇડના પટલમાં ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો આવેલા હોય છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-પ્રક્રિયા માટે આવશ્યક છે.

(D) ક્વોન્ટાસોમ્સ એ હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલના બંધારણીય એકમો છે, જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ છે. તેમની શોધ સૌપ્રથમ $1964$ માં ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને $R.B. \text{Park}$ અને $J. \text{Biggins}$ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. આ રચનાઓમાં ક્લોરોફિલ અને પ્રકાશ ઉર્જા મેળવવા માટે જરૂરી અન્ય રંજકદ્રવ્યો હોય છે.

(C) ક્લોરોફિલ $a$ અને $b$ પ્રકાશસંશ્લેષણમાં સામેલ પ્રાથમિક રંજકદ્રવ્યો છે.
બંને અણુઓ પોર્ફિરિન વલય ધરાવે છે જેમાં કેન્દ્રમાં $Mg^{2+}$ આયન હોય છે.
તેમની વચ્ચેનો મૂળભૂત રાસાયણિક તફાવત બીજા પાયરોલ વલયના ત્રીજા કાર્બન સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપિત સમૂહમાં રહેલો છે.
ક્લોરોફિલ $a$ માં,આ સ્થાન પર મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ હોય છે,જ્યારે ક્લોરોફિલ $b$ માં,તેના સ્થાને આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ હોય છે.

(D) ક્વોન્ટાસોમ્સ એ હરિતકણ (chloroplast) માં આવેલા થાઈલેકોઈડ પટલના રચનાત્મક એકમો છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.
દરેક ક્વોન્ટાસોમમાં અંદાજે $230$ ક્લોરોફિલ અણુઓ,અન્ય રંજકદ્રવ્યો અને પ્રોટીન સાથે મળીને એક પ્રકાશસંશ્લેષી એકમ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) ફ્રેટ ચેનલ્સ,જેને સ્ટ્રોમા લેમેલી અથવા ફ્રેટ પટલ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે પટલમય ચેનલો છે જે હરિતકણની અંદર અલગ-અલગ ગ્રાનાના થાઇલેકોઇડ્સને જોડે છે.
આ ચેનલો બે ગ્રાના વચ્ચે જોડાણની સુવિધા આપે છે,જે દ્રવ્યોના વહન માટે અને થાઇલેકોઇડ તંત્રની રચનાત્મક અખંડિતતા જાળવવા માટે મદદરૂપ થાય છે.
તેથી,તે હરિતકણના બે ગ્રાનાને જોડવા સાથે સંકળાયેલી છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે.
એન્થોસાયનિન એ પાણીમાં દ્રાવ્ય રંજકદ્રવ્ય છે જે રસધાનીના કોષરસમાં જોવા મળે છે,હરિતકણમાં નહીં.
હરિતકણમાં પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્યો જેવા કે ક્લોરોફિલ $a$,ક્લોરોફિલ $b$,કેરોટીન અને ઝેન્થોફિલ જોવા મળે છે.

(A) હરિતકણમાં થાઈલેકોઈડ્સની એક પ્રણાલી હોય છે,જે સપાટ,કોથળી જેવી રચનાઓ છે અને તે સમાંતર થપ્પીઓમાં ગોઠવાયેલી હોય છે જેને ગ્રાના કહેવામાં આવે છે.
પટલનું આ સમાંતર સ્તરીકરણ સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
આ વધેલું સપાટીનું ક્ષેત્રફળ થાઈલેકોઈડ પટલમાં રહેલા ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો દ્વારા પ્રકાશ ઉર્જાના મહત્તમ શોષણ માટે પરવાનગી આપે છે.
વધુમાં,તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ વિવિધ ઉત્સેચકો અને ઈલેક્ટ્રોન વાહકોના જોડાણ માટે વિશાળ સપાટી પૂરી પાડે છે,જે મહત્તમ ઉત્સેચકીય કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરે છે.

(A) હરિતકણ (chloroplast) ની અંદર,થાયલેકોઈડ્સ એ ચપટી,કોથળી જેવી રચનાઓ છે જે સિક્કાના ઢગલાની જેમ એકબીજા પર ગોઠવાયેલી હોય છે.
થાયલેકોઈડ્સના આ સમૂહને $Granum$ (બહુવચન: $Grana$) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$Stroma$ એ થાયલેકોઈડ્સની આસપાસ આવેલો પ્રવાહીથી ભરેલો વિસ્તાર છે.
$ER$ એટલે એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ,જે પ્રોટીન અને લિપિડના સંશ્લેષણમાં સામેલ અંગિકા છે.
$F_1$ કણો કણાભસૂત્રના અંદરના પટલ સાથે જોડાયેલા હોય છે અને તે $ATP$ ના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે.

(A) ક્લોરોફિલ $a$ એ વનસ્પતિઓમાં જોવા મળતું મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે. તેનું આણ્વીય સૂત્ર $C_{55}H_{72}O_5N_4Mg$ છે.
તે મધ્યમાં મેગ્નેશિયમ પરમાણુ ધરાવતી પોર્ફિરિન રિંગ અને લાંબી ફાયટોલ પૂંછડીનું બનેલું છે.

(A) હરિતકણ એ વનસ્પતિ કોષોમાં જોવા મળતી બેવડા પટલ ધરાવતી અંગિકા છે.
હરિતકણની અંદર,થાયલેકોઇડ્સ તરીકે ઓળખાતી ચપટી,કોથળી જેવી રચનાઓનું તંત્ર હોય છે.
આ થાયલેકોઇડ્સ થપ્પીઓમાં ગોઠવાયેલા હોય છે જેને ગ્રાના કહેવામાં આવે છે.
થાયલેકોઇડ્સના પટલમાં ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો આવેલા હોય છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રકાશ ઉર્જા મેળવવા માટે આવશ્યક છે.
તેથી,ક્લોરોફિલ થાયલેકોઇડ્સમાં જોવા મળે છે.

(C) ક્લોરોફિલ એ મેગ્નેશિયમ-પોર્ફિરિન સંકુલ છે. ક્લોરોફિલના અણુમાં પોર્ફિરિન વલયનું મધ્યસ્થ પરમાણુ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ છે. જ્યારે ક્લોરોફિલને બાળવામાં આવે છે,ત્યારે કાર્બનિક ઘટકો (કાર્બન,હાઇડ્રોજન,ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન) ઓક્સિડેશન પામીને વાયુ સ્વરૂપે દૂર થાય છે,અને પાછળ અબાષ્પશીલ ખનિજ તત્વ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ બાકી રહે છે.

(D) 'થાયલેકોઇડ' શબ્દ $1961$ માં $Menke$ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો.
થાયલેકોઇડ એ વનસ્પતિઓ અને સાયનોબેક્ટેરિયાના હરિતકણમાં જોવા મળતી ચપટી,કોથળી જેવી પટલીય રચનાઓ છે.
તે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓનું સ્થાન છે,જેમાં ક્લોરોફિલ અને અન્ય રંજકદ્રવ્યો આવેલા હોય છે.

(B) પેપર ક્રોમેટોગ્રાફી એ દ્રાવકમાં તેમની અલગ-અલગ દ્રાવ્યતાના આધારે રંજકદ્રવ્યોને અલગ કરવા માટે વપરાતી તકનીક છે. જેમ જેમ દ્રાવક ફિલ્ટર પેપર પર ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,તેમ રંજકદ્રવ્યો તેમની દ્રાવ્યતા અને કાગળ પ્રત્યેના આકર્ષણને આધારે અલગ-અલગ દરે ગતિ કરે છે,જે ક્લોરોફિલ અને કેરોટીનોઇડ્સના અસરકારક અલગીકરણની મંજૂરી આપે છે.

(C) થાઇલેકોઇડ એ હરિતકણ (chloroplast) ની અંદર જોવા મળતી ચપટી,તકતી જેવી કોથળીઓ છે.
આ થાઇલેકોઇડ્સ સિક્કાના ઢગલાની જેમ એકબીજાની ઉપર ગોઠવાયેલા હોય છે.
થાઇલેકોઇડના આવા એક ઢગલાને ગ્રેનમ (granum) કહેવામાં આવે છે.

(B) દ્રશ્યમાન પ્રકાશનો વર્ણપટ આશરે $380 \ nm$ થી $750 \ nm$ $(380 - 750 \ m\mu)$ ની વચ્ચે હોય છે.
લીલો પ્રકાશ સામાન્ય રીતે $500 \ m\mu$ થી $570 \ m\mu$ ની રેન્જમાં આવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $500 - 550 \ m\mu$ એ લીલા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ દર્શાવે છે.

(A) ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓના હરિતકણમાં,થાઇલેકોઇડ્સ સિક્કાઓની થપ્પીની જેમ ગોઠવાયેલા હોય છે. આ દરેક થપ્પીને ગ્રેનમ (બહુવચન: ગ્રાના) કહેવામાં આવે છે. આ રચનાઓ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓનું સ્થાન છે.

(D) લીલા પાંદડામાંથી અખંડ હરિતકણને અલગ કરવા માટે,અંગિકાની રચનાત્મક અખંડિતતા જાળવી રાખવા માટે આઇસોટોનિક અથવા હાઇપરટોનિક દ્રાવણની જરૂર પડે છે.
એસીટોન,ઇથેનોલ અને આલ્કોહોલ એ કાર્બનિક દ્રાવકો છે જે હરિતકણની પટલના લિપિડ સ્તરને ઓગાળી નાખે છે,જેના કારણે અંગિકા તૂટી જાય છે.
ખાંડનું દ્રાવણ (જેમ કે સુક્રોઝ) એક આસૃતિવાળું વાતાવરણ પૂરું પાડે છે જે હરિતકણને ફૂટતા અટકાવે છે,જેનાથી અખંડ અંગિકાઓને અલગ કરી શકાય છે.

(A) પર્ણો લીલા દેખાય છે કારણ કે ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો લીલા પ્રકાશનું અસરકારક રીતે શોષણ કરતા નથી.
તેના બદલે,લીલો પ્રકાશ પર્ણો દ્વારા પરાવર્તિત અને પ્રસારિત થાય છે,જે આપણી આંખો દ્વારા અનુભવાય છે.

(B) પાર્ક અને બિગિન્સે $(1964)$ પ્રકાશસંશ્લેષણના એકમો માટે 'ક્વોન્ટાસોમ' શબ્દ આપ્યો હતો,જે અંદાજે $230$ ક્લોરોફિલ અણુઓ ધરાવે છે. ક્વોન્ટાસોમ એ થાઇલેકોઇડ પટલનો એક માળખાકીય એકમ છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં ભાગ લે છે.

(D) . પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે હરિતદ્રવ્ય (Chlorophyll) અનિવાર્ય છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણ મુખ્યત્વે વનસ્પતિના લીલા ભાગોમાં,ખાસ કરીને હરિતદ્રવ્ય ધરાવતા કોષોના હરિતકણોમાં થાય છે.
હરિતદ્રવ્ય $a$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ માટે પ્રાથમિક રંજકદ્રવ્ય અને પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર તરીકે કાર્ય કરે છે.
તેથી,માત્ર હરિતદ્રવ્ય ધરાવતા કોષો જ પ્રકાશસંશ્લેષણ કરી શકે છે.

(C) પ્રકાશસંશ્લેષણનો દર ક્લોરોફિલ $a$ અને $b$ જેવા પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્યો દ્વારા શોષાયેલા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે.
ક્લોરોફિલ રંજકદ્રવ્યો દ્રશ્યમાન વર્ણપટના વાદળી અને લાલ વિભાગમાં પ્રકાશનું સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ શોષણ કરે છે.
લીલો પ્રકાશ મોટાભાગે પાંદડાઓ દ્વારા પરાવર્તિત અથવા પ્રસારિત થાય છે,જેના કારણે વનસ્પતિ આપણને લીલી દેખાય છે.
તેથી,મોટાભાગની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે લીલો પ્રકાશ સૌથી ઓછો કાર્યક્ષમ છે.
નોંધ: લાલ લીલ તેના સહાયક રંજકદ્રવ્યોને કારણે લીલા પ્રકાશનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે,પરંતુ સામાન્ય વનસ્પતિ દેહધર્મવિદ્યાના સંદર્ભમાં,લીલો પ્રકાશ સૌથી ઓછો કાર્યક્ષમ ગણાય છે.

(D) ક્લોરોફિલનો અણુ પોર્ફિરિન હેડ અને ફાયટોલ ટેલ (પૂંછડી) ધરાવે છે.
પોર્ફિરિન હેડ એ ચક્રીય ટેટ્રાપાયરોલ બંધારણ છે,જેનો અર્થ છે કે તે મધ્યસ્થ મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$ આયનની આસપાસ ચોરસ સમતલીય ગોઠવણીમાં ગોઠવાયેલા ચાર પાયરોલ વલયોનું બનેલું છે.
તેથી,સાચો જવાબ $(d)$ ટેટ્રાપાયરોલ છે.

(A) પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્યો (જેમ કે ક્લોરોફિલ $a$,ક્લોરોફિલ $b$,ઝેન્થોફિલ અને કેરોટીનોઇડ્સ) ચરબીમાં દ્રાવ્ય અણુઓ છે.
આ રંજકદ્રવ્યો હરિતકણમાં રહેલી થાયલેકોઇડ પટલના લિપિડ સ્તરમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
થાયલેકોઇડ પટલ એ જગ્યા છે જ્યાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ થાય છે.

(D) . ઝેન્થોફિલ એ પીળા રંગના કેરોટીનોઇડ રંજકદ્રવ્યો છે,જેને ઝેન્થોલ્સ અથવા કેરોટીનોલ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. કેરોટીન સામાન્ય રીતે પીળાથી નારંગી રંગના હોય છે,જ્યારે ઝેન્થોફિલ તેમના આણ્વિક બંધારણમાં ઓક્સિજન પરમાણુઓની હાજરીને કારણે ખાસ કરીને પીળા રંગના હોય છે.

(A) ક્લોરોફિલ મુખ્યત્વે બે ભાગોનું બનેલું છે: શીર્ષ અને પૂંછડી.
$1$. શીર્ષ એ પોર્ફિરિન રિંગ છે,જે ધ્રુવીય (polar) અને જલઅનુરાગી (hydrophilic) છે.
$2$. પૂંછડી એ લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા છે જેને ફાયટોલ પૂંછડી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે અધ્રુવીય (non-polar) અને જલવિરાગી (hydrophobic) છે.
તેથી,ફાયટોલ પૂંછડી એ ક્લોરોફિલ અણુનો અધ્રુવીય ભાગ છે.

(C) દ્રશ્યમાન વર્ણપટ આશરે $390 \, nm$ થી $760 \, nm$ ની વચ્ચે હોય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,દ્રશ્યમાન વર્ણપટનો લાલ ભાગ $650 \, nm$ થી $760 \, nm$ ની વચ્ચેની તરંગલંબાઈ ધરાવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$680 \, nm$ આ શ્રેણીમાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
$\beta$-કેરોટીન એ ગાજરના મૂળના નારંગી-પીળા રંગ માટે જવાબદાર મુખ્ય રંજકદ્રવ્ય છે.
જળવિભાજન (hydrolysis) દ્વારા,$\beta$-કેરોટીન વિટામિન $A$ આપે છે,તેથી જ કેરોટીનને પ્રોવિટામિન $A$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(C) ક્વોન્ટાસોમ્સ એ હરિતકણના થાઇલેકોઇડ પટલના બંધારણીય એકમો છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ પ્રક્રિયાઓ માટે જવાબદાર છે.
આ એકમોમાં રંજકદ્રવ્ય તંત્ર-$I$ $(PS-I)$ અને રંજકદ્રવ્ય તંત્ર-$II$ $(PS-II)$ બંને તેમના સંકળાયેલા ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન ઘટકો સાથે આવેલા હોય છે.
તેથી,ક્વોન્ટાસોમ્સ બંને રંજકદ્રવ્ય તંત્રોમાં હાજર હોય છે.

(D) પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં,પાણીનું ફોટોલિસિસ (પાણીના અણુઓનું વિભાજન) ફોટોસિસ્ટમ-$II$ $(PS-II)$ સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજન-ઉત્પાદક સંકુલમાં થાય છે.
સાયનોબેક્ટેરિયા (વાદળી-લીલી લીલ) માં,પ્રકાશ મેળવવા માટે જવાબદાર અને $PS-II$ સંકુલ સાથે સંકળાયેલ રંજકદ્રવ્ય ફાયકોસાયનિન છે.
ફાયકોસાયનિન એ એક ફાયકોબિલિપ્રોટીન છે જે પ્રકાશ ઉર્જાને ગ્રહણ કરે છે અને તેને પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે,જે આ સજીવોમાં પ્રકાશ-આધારિત પ્રતિક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

(D) ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ માં,પ્રક્રિયા કેન્દ્ર ક્લોરોફિલ-$a$ નું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે જેને $P-700$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે આ પ્રક્રિયા કેન્દ્ર પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત થાય છે અને એક ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે,જે ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર દ્વારા સ્વીકારવામાં આવે છે.

(A) ક્લોરોફિલનો અણુ ટેડપોલ જેવી રચના ધરાવે છે જેમાં પોર્ફિરિન હેડ અને ફાયટોલ ટેલ હોય છે.
પોર્ફિરિન હેડ એ ચક્રીય ટેટ્રાપાયરોલ રચના છે,જે મિથાઈન $(-CH=)$ સમૂહો દ્વારા જોડાયેલા ચાર પાયરોલ વલયોની બનેલી હોય છે.
આ પોર્ફિરિન વલય પ્રણાલી ક્લોરોફિલના પ્રકાશ-શોષણના ગુણધર્મો માટે કેન્દ્રસ્થ છે.

(C) અમુક વનસ્પતિઓમાં એન્થોસાયનિન નામના જાંબલી રંગના રંજકદ્રવ્યની હાજરીને કારણે પાંદડાઓના રંગમાં ફેરફાર જોવા મળે છે.
એન્થોસાયનિન પાણીમાં દ્રાવ્ય રંજકદ્રવ્યો છે,જેનો અર્થ છે કે તે કોષરસમાં (વનસ્પતિ કોષોની રસધાનીઓમાં રહેલા જલીય દ્રાવણમાં) ઓગળેલા જોવા મળે છે.

(C) ક્લોરોફિલ એ મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે જે પ્રકાશ ઉર્જાને ગ્રહણ કરે છે.
આ શોષાયેલી પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરવા માટે થાય છે,જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા શરૂ કરે છે.
આ ઉર્જાનો ઉપયોગ પાણીના અણુઓના ફોટોલિસિસ (પ્રકાશ-રાસાયણિક વિઘટન) માટે થાય છે,જેના દ્વારા પ્રોટોન,ઇલેક્ટ્રોન અને ઓક્સિજન મુક્ત થાય છે $(2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2)$.
તેથી,ક્લોરોફિલ પ્રકાશના શોષણ અને પાણીના વિઘટન એમ બંનેમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

(C) ક્લોરોફિલ એ પ્રકાશ ઉર્જાને પકડવા માટે જવાબદાર મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે.
હરિતકણમાં,ક્લોરોફિલના અણુઓ થાઈલેકોઈડ પટલમાં ગોઠવાયેલા હોય છે.
થાઈલેકોઈડ એકબીજા પર ગોઠવાઈને ગ્રેના નામની રચના બનાવે છે.
તેથી,ક્લોરોફિલ હરિતકણના ગ્રેનામાં આવેલું હોય છે,જ્યાં પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રકાશ-આધારિત પ્રક્રિયાઓ થાય છે.

(B) ક્લોરોફિલની મધ્યસ્થ ધાતુ $Mg$ (મેગ્નેશિયમ) છે.
ક્લોરોફિલ એ પોર્ફિરિનનું વ્યુત્પન્ન છે જેમાં પોર્ફિરિન વલયના ચાર નાઈટ્રોજન પરમાણુઓ સાથે એક મધ્યસ્થ મેગ્નેશિયમ પરમાણુ જોડાયેલ હોય છે.
આ મધ્યસ્થ $Mg^{2+}$ આયન પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ક્લોરોફિલ અણુઓના પ્રકાશ-ગ્રહણ કાર્ય માટે આવશ્યક છે.
જો મધ્યસ્થ $Mg$ પરમાણુને $Fe$ (આયર્ન) દ્વારા બદલવામાં આવે,તો તે અણુ એક અલગ રંજકદ્રવ્યમાં ફેરવાય છે,જેમ કે સાયટોક્રોમમાં જોવા મળે છે,જે પ્રકાશના શોષણને બદલે ઇલેક્ટ્રોન પરિવહનમાં ભાગ લે છે.

(D) ક્લોરોફિલના અણુમાં એક પોર્ફિરિન હેડ અને એક ફાયટોલ ટેલ હોય છે.
પોર્ફિરિન હેડ એ ટેટ્રાપાયરોલ બંધારણ છે,જેના કેન્દ્રમાં મેગ્નેશિયમ પરમાણુ આવેલો હોય છે.
આ પોર્ફિરિન હેડનું આશરે પરિમાણ $15 \times 15 \, \mathring{A}$ છે.
ફાયટોલ ટેલ એ લાંબી હાઇડ્રોકાર્બન શૃંખલા છે જેની લંબાઈ આશરે $20 \, \mathring{A}$ છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) જ્યારે ક્લોરોફિલનો અણુ ફોટોનનું શોષણ કરે છે,ત્યારે તે ઉત્તેજિત અવસ્થામાં આવે છે. આ ઉત્તેજિત અવસ્થા અત્યંત અસ્થિર અને ખૂબ જ ટૂંકા ગાળાની હોય છે. ઉત્તેજિત ક્લોરોફિલ અણુનું આયુષ્ય સામાન્ય રીતે $10^{-9}$ થી $10^{-7}$ સેકન્ડની રેન્જમાં હોય છે,જે $0.01$ સેકન્ડ કરતાં ઘણું ઓછું છે. તેથી,પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા શરૂ કરવા માટે આ ઉર્જાનું ઝડપથી પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર (reaction center) તરફ સ્થળાંતર થવું જરૂરી છે.

(A) ક્લોરોફિલ એ લિપિડમાં દ્રાવ્ય રંજકદ્રવ્ય છે.
તે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે પરંતુ આલ્કોહોલ,એસિટોન અને ઈથર જેવા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) ફાયકોબિલિન્સ એ પાણીમાં દ્રાવ્ય સહાયક રંજકદ્રવ્યો છે જે સાયનોબેક્ટેરિયા અને લાલ લીલમાં જોવા મળે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણમાં તેમની મુખ્ય ભૂમિકા એવી તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરવાની છે જે ક્લોરોફિલ $a$ અસરકારક રીતે મેળવી શકતું નથી અને ત્યારબાદ આ ઉર્જાને રિએક્શન સેન્ટરમાં રહેલા ક્લોરોફિલ $a$ ના અણુઓમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની છે. આ પ્રક્રિયા પ્રકાશની તે તરંગલંબાઇઓની શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે જેનો ઉપયોગ પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે થઈ શકે છે.

(B) ક્લોરોફિલ $a$ અને ક્લોરોફિલ $b$ એ પ્રકાશસંશ્લેષણમાં સામેલ બે પ્રાથમિક રંજકદ્રવ્યો છે.
બંને અણુઓ મધ્યવર્તી મેગ્નેશિયમ પરમાણુ સાથે સમાન પોર્ફિરિન રિંગ બંધારણ ધરાવે છે.
મુખ્ય રાસાયણિક તફાવત પોર્ફિરિન રિંગના $3^{rd}$ કાર્બન સાથે જોડાયેલા વિસ્થાપિત સમૂહમાં રહેલો છે.
ક્લોરોફિલ $a$ માં,આ સ્થાન પર મિથાઈલ સમૂહ $(-CH_3)$ હોય છે.
ક્લોરોફિલ $b$ માં,આ સ્થાન પર આલ્ડિહાઈડ સમૂહ $(-CHO)$ હોય છે.

(C) ક્લોરોફિલ એ એક જટિલ કાર્બનિક અણુ છે જેમાં પોર્ફિરિન રિંગની મધ્યમાં મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$ પરમાણુ આવેલો હોય છે.
જ્યારે ક્લોરોફિલને બાળવામાં આવે છે,ત્યારે તેના કાર્બનિક ઘટકો (કાર્બન,હાઇડ્રોજન,ઓક્સિજન,નાઇટ્રોજન) ઓક્સિડેશન પામીને $CO_2$,$H_2O$ અને $NO_x$ જેવા વાયુઓ તરીકે દૂર થાય છે.
મેગ્નેશિયમ એક ધાતુ હોવાથી તે બાષ્પીભવન પામતું નથી અને રાખમાં મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ $(MgO)$ અથવા અન્ય મેગ્નેશિયમ ક્ષારો તરીકે બાકી રહે છે.
તેથી,મેગ્નેશિયમ એ તત્વ છે જે બાકી રહે છે.

(C) હરિતકણોમાં ક્લોરોફિલ $a$,ક્લોરોફિલ $b$ અને કેરોટીનોઈડ્સ જેવા રંજકદ્રવ્યો હોય છે જે પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરવા માટે જવાબદાર છે.
આ રંજકદ્રવ્યો મુખ્યત્વે દ્રશ્યમાન વર્ણપટમાં પ્રકાશનું શોષણ કરે છે,જે આશરે $400 \, nm$ થી $700 \, nm$ ની વચ્ચે હોય છે.
આ વિસ્તારને પ્રકાશસંશ્લેષી સક્રિય વિકિરણ $(PAR)$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
$400 \, nm$ થી ઓછી (અલ્ટ્રાવાયોલેટ) અથવા $700 \, nm$ થી વધુ (ઇન્ફ્રારેડ) તરંગલંબાઈનો પ્રકાશ સામાન્ય રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા માટે અસરકારક હોતો નથી.

(C) ફોટોસિસ્ટમ-$I$ $(PS-I)$ નું રિએક્શન સેન્ટર $P_{700}$ છે,જે ક્લોરોફિલ $a$ નું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે જે $700 \ nm$ તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.
ફોટોસિસ્ટમ-$I$ માં ક્લોરોફિલ $a$,ક્લોરોફિલ $b$ અને કેરોટીનોઇડ્સ જેવા સહાયક રંજકદ્રવ્યો પણ હોય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,વિકલ્પ $(C)$ $PS-I$ સાથે સંકળાયેલા મુખ્ય ઘટકોને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,જ્યાં $P_{700}$ એ રિએક્શન સેન્ટર છે અને ક્લોરોફિલ $a$ તથા $b$ એ મુખ્ય પ્રકાશ-સંગ્રાહક રંજકદ્રવ્યો છે.

(C) ક્વોન્ટાસોમ એ થાઇલેકોઇડ પટલનો એક રચનાત્મક એકમ છે જે પ્રકાશસંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે. તે પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્યો અને ઇલેક્ટ્રોન વાહકોની ચોક્કસ ગોઠવણી ધરાવે છે. ક્વોન્ટાસોમમાં રંજકદ્રવ્યોનું પ્રમાણ આ ક્રમમાં હોય છે: ક્લોરોફિલ $a$ > ક્લોરોફિલ $b$ > કેરોટીનોઇડ્સ > ક્વિનોન્સ. તેથી,વિકલ્પ $C$ આ બંધારણનું સાચું નિરૂપણ છે.

(A) ક્લોરોફિલ એ વનસ્પતિના હરિતકણમાં જોવા મળતું મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ક્લોરોફિલના અણુઓ પ્રકાશ ઉર્જા (ફોટોન્સ) નું શોષણ કરે છે.
આ શોષાયેલી પ્રકાશ ઉર્જાનો ઉપયોગ $ATP$ અને $NADPH$ જેવા ઉર્જાસભર અણુઓના સંશ્લેષણ માટે કરવામાં આવે છે.
આમ,ક્લોરોફિલ પ્રકાશ ઉર્જાનું રાસાયણિક ઉર્જામાં રૂપાંતર કરે છે,જે કાર્બનિક સંયોજનોના બંધમાં સંગ્રહિત થાય છે.

(C) ઉચ્ચ કક્ષાની વનસ્પતિઓમાં પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્યો મુખ્યત્વે ક્લોરોફિલ અને કેરોટીનોઈડ્સ છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,ક્લોરોફિલ $a$ એ મુખ્ય રંજકદ્રવ્ય છે,જ્યારે ક્લોરોફિલ $b$ અને કેરોટીનોઈડ્સ (જેમાં કેરોટીન અને ઝેન્થોફિલનો સમાવેશ થાય છે) સહાયક રંજકદ્રવ્યો તરીકે કાર્ય કરે છે.
આ રંજકદ્રવ્યો પ્રકાશ ઉર્જાનું શોષણ કરવા અને તેને પ્રતિક્રિયા કેન્દ્ર સુધી પહોંચાડવા માટે સાથે મળીને કામ કરે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ Chl $a$ + Chl $b$ + કેરોટીનોઈડ છે.

(C) ક્લોરોફિલ $a$ અને ક્લોરોફિલ $b$ ના શોષણ વર્ણપટ (absorption spectrum) પરથી જણાય છે કે આ રંજકદ્રવ્યો મુખ્યત્વે દ્રશ્ય પ્રકાશના વાદળી અને લાલ તરંગલંબાઈના પ્રકાશનું શોષણ કરે છે.
પરિણામે,પ્રકાશસંશ્લેષણનો ક્રિયાશીલ વર્ણપટ (action spectrum) દર્શાવે છે કે પ્રકાશસંશ્લેષણનો મહત્તમ દર પ્રકાશ વર્ણપટના વાદળી અને લાલ વિસ્તારમાં જોવા મળે છે.

(C) ક્લોરોફિલ $a$ એ મુખ્ય પ્રકાશસંશ્લેષી રંજકદ્રવ્ય છે.
ક્લોરોફિલ $a$ ના શોષણ વર્ણપટ મુજબ,તે દ્રશ્ય પ્રકાશના વાદળી અને લાલ રંગના વિસ્તારમાં મહત્તમ શોષણ દર્શાવે છે.
વાદળી વિસ્તારમાં શિખર આશરે $430 \ nm$ પર અને લાલ વિસ્તારમાં શિખર આશરે $660 \ nm$ પર જોવા મળે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.