Pigments involved in photo synthesis Questions in Hindi

(A) कैरोटीनॉयड उच्च पादपों में सहायक वर्णक (accessory pigments) होते हैं। वे मुख्य रूप से दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले और बैंगनी क्षेत्रों में प्रकाश को अवशोषित करते हैं। इन तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करके,वे क्लोरोफिल अणुओं को फोटो-ऑक्सीकरण से बचाते हैं और प्रकाश संश्लेषण के लिए अवशोषित ऊर्जा को क्लोरोफिल-$a$ में स्थानांतरित करते हैं।

(A) क्लोरोफिल प्रकाश ऊर्जा को ग्रहण करने के लिए जिम्मेदार प्राथमिक प्रकाश संश्लेषी वर्णक है।
हरितलवक में,क्लोरोफिल के अणु थायलाकोइड झिल्ली के भीतर स्थित होते हैं।
ये थायलाकोइड झिल्ली एक के ऊपर एक व्यवस्थित होकर $Grana$ (ग्रेना) नामक संरचनाएं बनाती हैं।
इसलिए,क्लोरोफिल विशेष रूप से हरितलवक के $Grana$ में पाया जाता है,जहाँ प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाएं होती हैं।

(C) कथन सही है क्योंकि $Rhoeo$ की पत्तियों की बाह्यत्वचीय कोशिकाओं में एंथोसायनिन वर्णक होते हैं,जो पत्तियों को बैंगनी या लाल रंग प्रदान करते हैं।
हालाँकि,कारण गलत है। एंथोसायनिन जल-घुलनशील रसधानी वर्णक हैं जो पौधों के भागों जैसे पंखुड़ियों,फलों और पत्तियों को लाल,बैंगनी या नीला रंग प्रदान करते हैं। वे प्रकाश संश्लेषण में शामिल नहीं होते हैं और सहायक प्रकाश संश्लेषी वर्णकों के रूप में कार्य नहीं करते हैं। सहायक प्रकाश संश्लेषी वर्णकों में क्लोरोफिल $b$,ज़ैंथोफिल और कैरोटीनॉयड शामिल हैं,जो प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे क्लोरोफिल $a$ में स्थानांतरित करते हैं।

(D) क्लोरोफिल-$a$ प्राथमिक प्रकाश संश्लेषी वर्णक है और फोटोसिस्टम-$I$ और फोटोसिस्टम-$II$ दोनों में प्रतिक्रिया केंद्र के रूप में कार्य करता है। यह प्रकाश अभिक्रिया के दौरान इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करके प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने में सक्षम एकमात्र वर्णक है।
क्लोरोफिल-$b$,कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल सहायक वर्णक हैं। वे विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे क्लोरोफिल-$a$ में स्थानांतरित करते हैं,जिससे प्रकाश संश्लेषण की दक्षता बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त,वे क्लोरोफिल-$a$ अणु को फोटो-ऑक्सीकरण से बचाते हैं।
यदि किसी पौधे में क्लोरोफिल-$a$ की कमी है,तो वह प्राथमिक प्रकाश-रासायनिक अभिक्रिया नहीं कर सकता है। इसलिए,ऐसा पौधा प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम नहीं होगा,भले ही उसमें क्लोरोफिल-$b$ की उच्च सांद्रता हो।

(N/A) प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया करने के लिए पत्तियों को प्रकाश की आवश्यकता होती है। जब किसी पत्ती को अंधेरे में रखा जाता है,तो क्लोरोफिल का उत्पादन रुक जाता है,जो प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक है। मौजूदा क्लोरोफिल अणु धीरे-धीरे टूट जाते हैं,जिससे पत्ती का रंग गहरे हरे से हल्के हरे रंग में बदल जाता है।
जैसे-जैसे क्लोरोफिल की मात्रा कम होती है,अन्य वर्णक जैसे कि ज़ैंथोफिल और कैरोटीनॉयड,जो पहले छिपे हुए थे,दिखाई देने लगते हैं। इसके कारण पत्ती पीली हो जाती है।
ये वर्णक (ज़ैंथोफिल और कैरोटीनॉयड) क्लोरोफिल की तुलना में अधिक स्थिर होते हैं क्योंकि इनका उत्पादन प्रकाश पर निर्भर नहीं होता है। ये पादप ऊतकों में हमेशा मौजूद रहते हैं।

(C) $\Rightarrow$ पादप पत्तियों के वर्णकों को पेपर क्रोमैटोग्राफी द्वारा अलग किया जा सकता है और इसका अध्ययन भी किया जा सकता है।
$\Rightarrow$ पत्ती के वर्णकों का क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण यह दर्शाता है कि पत्तियों में जो रंग हम देखते हैं,वह किसी एक वर्णक के कारण नहीं बल्कि चार वर्णकों के कारण होता है:
$(1)$ क्लोरोफिल $a$ (क्रोमैटोग्राम में चमकीला या नीला-हरा),
$(2)$ क्लोरोफिल $b$ (पीला-हरा),
$(3)$ जैंथोफिल (पीला रंग),
$(4)$ कैरोटीनॉयड (पीले से पीले-नारंगी)।
अतः,प्रकाश संश्लेषण में मुख्य रूप से चार वर्णक भाग लेते हैं।

(N/A) $ \Rightarrow $ वर्णक वे पदार्थ हैं जिनमें विशिष्ट तरंग दैर्ध्य (wavelengths) पर प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता होती है।
$ \Rightarrow $ दुनिया में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला पादप वर्णक क्लोरोफिल-$a$ है।
$ \Rightarrow $ हम प्रकाश के दृश्य स्पेक्ट्रम की तरंग दैर्ध्य के साथ-साथ $VIBGYOR$ से परिचित हैं: $V=$ बैंगनी,$I=$ जामुनी,$B=$ नीला,$G=$ हरा,$Y=$ पीला,$O=$ नारंगी,$R=$ लाल।
$ \Rightarrow $ चित्र $(a)$ को देखकर,हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि किस तरंग दैर्ध्य पर क्लोरोफिल-$a$ सबसे अधिक प्रकाश अवशोषित करता है।
$ \Rightarrow $ चित्र $(b)$ उन तरंग दैर्ध्य को दर्शाता है जिन पर एक पौधे में अधिकतम प्रकाश संश्लेषण होता है। हम देख सकते हैं कि जिन तरंग दैर्ध्य पर क्लोरोफिल-$a$ द्वारा अधिकतम अवशोषण होता है,वे नीले और लाल क्षेत्र में हैं।
$ \Rightarrow $ यह प्रकाश संश्लेषण की उच्च दर को दर्शाता है। अतः,हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि क्लोरोफिल-$a$ प्रकाश संश्लेषण से जुड़ा मुख्य वर्णक है।
$ \Rightarrow $ चित्र $(c)$ को देखकर हम कह सकते हैं कि क्लोरोफिल-$a$ के अवशोषण स्पेक्ट्रम और प्रकाश संश्लेषण के क्रिया स्पेक्ट्रम के बीच पूर्ण एक-से-एक ओवरलैप है।
$ \Rightarrow $ ये ग्राफ एक साथ दिखाते हैं कि अधिकांश प्रकाश संश्लेषण दृश्य स्पेक्ट्रम की इन्हीं तरंग दैर्ध्य पर होता है।
$ \Rightarrow $ हालाँकि क्लोरोफिल-$a$ प्रकाश को पकड़ने के लिए जिम्मेदार मुख्य वर्णक है,अन्य थाइलाकोइड वर्णक जैसे क्लोरोफिल-$b$,ज़ैंथोफिल और कैरोटीनॉयड,जिन्हें सहायक वर्णक कहा जाता है,वे भी प्रकाश को अवशोषित करते हैं और ऊर्जा को क्लोरोफिल-$a$ में स्थानांतरित करते हैं।
$ \Rightarrow $ वास्तव में,वे न केवल प्रकाश संश्लेषण के लिए आने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग करने में सक्षम बनाते हैं,बल्कि क्लोरोफिल-$a$ को फोटो-ऑक्सीकरण से भी बचाते हैं।

(N/A) प्रकाश-संग्राहक संकुल $(LHC)$ वर्णक अणुओं का एक समूह है जो प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने का कार्य करता है।
$1$. संरचना: प्रत्येक $LHC$ प्रोटीन से बंधे सैकड़ों वर्णक अणुओं से बना होता है।
$2$. वर्णक: इनमें क्लोरोफिल $a$,क्लोरोफिल $b$,कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल शामिल हैं।
$3$. कार्य: ये वर्णक विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को अवशोषित करते हैं,जिससे प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम को पकड़कर प्रकाश संश्लेषण अधिक कुशल हो जाता है।
$4$. ऊर्जा स्थानांतरण: अवशोषित ऊर्जा एक वर्णक अणु से दूसरे अणु में अनुनाद ऊर्जा स्थानांतरण (resonance energy transfer) के माध्यम से तब तक प्रवाहित होती है जब तक कि यह प्रतिक्रिया केंद्र (क्लोरोफिल $a$ अणु) तक नहीं पहुँच जाती।
$5$. भूमिका: $LHC$ यह सुनिश्चित करते हैं कि प्रतिक्रिया केंद्र को लगातार ऊर्जा मिलती रहे,भले ही प्रकाश की तीव्रता कम हो।

- प्रत्येक प्रकाशतंत्र (photosystem) में सभी वर्णक (क्लोरोफिल-$a$ के एक अणु को छोड़कर) होते हैं जो एक प्रकाश-संग्राहक तंत्र बनाते हैं,जिसे एंटीना भी कहा जाता है।
- ये वर्णक प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करके प्रकाश संश्लेषण को अधिक कुशल बनाने में मदद करते हैं।
- क्लोरोफिल-$a$ का एकल अणु अभिक्रिया केंद्र (reaction centre) बनाता है।
- $PS-I$ में,क्लोरोफिल-$a$ के अभिक्रिया केंद्र में $700 \ nm$ पर अवशोषण शिखर होता है,इसलिए इसे $P_{700}$ कहा जाता है।
- जबकि $PS-II$ में,इसका अवशोषण अधिकतम $680 \ nm$ पर होता है,और इसे $P_{680}$ कहा जाता है।

(A) प्रकाश संश्लेषी वर्णक वे पदार्थ हैं जो प्रकाश संश्लेषण के लिए प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं। इन्हें मुख्य रूप से तीन समूहों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. क्लोरोफिल: ये प्राथमिक वर्णक हैं,जिनमें $Chlorophyll \ a$ (अभिक्रिया केंद्र) और $Chlorophyll \ b$ (सहायक वर्णक) शामिल हैं।
$2$. कैरोटीनॉयड: इनमें कैरोटीन और जैंथोफिल शामिल हैं,जो प्रकाश को अवशोषित करके और क्लोरोफिल को फोटो-ऑक्सीकरण से बचाकर सहायक वर्णक के रूप में कार्य करते हैं।
$3$. फाइकोबिलिन्स: ये जल में घुलनशील वर्णक हैं जो साइनोबैक्टीरिया और लाल शैवाल में पाए जाते हैं (जैसे,फाइकोसायनिन और फाइकोएरिथ्रिन)।

(A) $NADP$ का पूर्ण रूप Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate है।
यह एक सह-एंजाइम (coenzyme) है जो विभिन्न चयापचय अभिक्रियाओं में,विशेष रूप से प्रकाश संश्लेषण में इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करता है।

(N/A) $(1)$ $LHC$ का अर्थ Light Harvesting Complex (प्रकाश संचयी संकुल) है। यह प्रोटीन से बंधे सैकड़ों वर्णक अणुओं से बना होता है।
$(2)$ $PS$ का अर्थ Photosystem (प्रकाशतंत्र) है। यह प्रकाश संश्लेषण की एक कार्यात्मक इकाई है,जो प्रकाश संचयी संकुलों से घिरे एक अभिक्रिया केंद्र से बनी होती है।

(N/A) क्लोरोफिल $b$,जैंथोफिल और कैरोटीनॉयड सहायक वर्णक हैं।
ये भी प्रकाश संश्लेषी वर्णक हैं।
ये सीधे इलेक्ट्रॉनों के उत्तेजन से संबंधित नहीं होते हैं।
लेकिन,ये सौर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे क्लोरोफिल $a$ की ओर केंद्रित करते हैं।
क्लोरोफिल $a$ नीले और लाल रंग के विकिरण को अधिकतम अवशोषित करता है,इसलिए इसे मुख्य वर्णक कहा जाता है,जबकि क्लोरोफिल $b$,जैंथोफिल और कैरोटीनॉयड को सहायक वर्णक कहा जाता है।

(A) प्रकाश संश्लेषण शुरू करने के लिए जिम्मेदार वर्णक (क्लोरोफिल) का प्राथमिक गुण प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करके उत्तेजित होने की क्षमता है,जिससे उच्च-ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन $(e^-)$ उत्सर्जित होते हैं।
$1$. जब क्लोरोफिल के अणु प्रकाश को अवशोषित करते हैं,तो वे उत्तेजित अवस्था में पहुँच जाते हैं और इलेक्ट्रॉन खो देते हैं। ये इलेक्ट्रॉन फिर इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली में स्थानांतरित कर दिए जाते हैं।
$2$. क्लोरोफिल में इलेक्ट्रॉन की कमी को पानी के अणुओं के प्रकाश-अपघटन (photolysis) से प्राप्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा पूरा किया जाता है।
प्रकाश के स्पेक्ट्रम के लाल और नीले क्षेत्रों में प्रकाश संश्लेषण की दर अधिक होती है क्योंकि:
$1$. क्लोरोफिल वर्णकों में नीली ($430-450$ $nm$) और लाल ($640-680$ $nm$) तरंग दैर्ध्य पर अधिकतम अवशोषण स्पेक्ट्रम होता है।
$2$. ये तरंग दैर्ध्य प्रकाश संश्लेषी सक्रिय विकिरण $(PAR)$ सीमा ($400-700$ $nm$) के भीतर आते हैं,जो प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए इष्टतम ऊर्जा प्रदान करते हैं।

(N/A) $1$. क्रिया स्पेक्ट्रम और क्लोरोफिल-$a$ के अवशोषण स्पेक्ट्रम के बीच का अतिव्यापन यह दर्शाता है कि क्लोरोफिल-$a$ प्रकाश संश्लेषण के लिए जिम्मेदार प्राथमिक वर्णक है।
$2$. अवशोषण स्पेक्ट्रम क्लोरोफिल-$a$,क्लोरोफिल-$b$ और कैरोटीनॉयड जैसे वर्णकों द्वारा अवशोषित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को दर्शाता है। क्रिया स्पेक्ट्रम विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश संश्लेषण की दर को दर्शाता है।
$3$. दोनों स्पेक्ट्रम दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में शिखर दिखाते हैं।
$4$. विशेष रूप से,वे नीले क्षेत्र (लगभग $430-470 \ nm$) और लाल क्षेत्र (लगभग $660-680 \ nm$) में शिखर दिखाते हैं।
$5$. यह पुष्टि करता है कि इन विशिष्ट तरंग दैर्ध्य में क्लोरोफिल-$a$ द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को संचालित करने के लिए सबसे प्रभावी है।

(N/A) क्रिया स्पेक्ट्रम प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश संश्लेषण की दर को दर्शाता है। इसे प्रकाश की विभिन्न विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश संश्लेषण की दर (जैसे,ऑक्सीजन का निकलना या $CO_2$ का अवशोषण) को मापकर और इन दरों को संबंधित तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध आलेखित करके बनाया जा सकता है।
$(b)$ किसी भी पदार्थ के लिए अवशोषण स्पेक्ट्रम स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग करके उस पदार्थ द्वारा अवशोषित विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रकाश की मात्रा को मापकर और तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध अवशोषण मानों को आलेखित करके प्राप्त किया जा सकता है।
$(c)$ क्रिया स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम पूरी तरह से एक-दूसरे पर ओवरलैप नहीं करते हैं क्योंकि क्लोरोफिल-$a$ प्राथमिक वर्णक है,लेकिन क्लोरोफिल-$b$,ज़ैंथोफिल और कैरोटीनॉयड जैसे अन्य सहायक वर्णक भी विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इस ऊर्जा को क्लोरोफिल-$a$ में स्थानांतरित करते हैं। ये सहायक वर्णक प्रकाश अवशोषण की सीमा को व्यापक बनाते हैं और क्लोरोफिल-$a$ को फोटो-ऑक्सीकरण से भी बचाते हैं।

(N/A) $(1)$ क्रोमैटोग्राम में क्लोरोफिल-$a$ नीला-हरा दिखाई देता है,जबकि क्लोरोफिल-$b$ पीला-हरा दिखाई देता है।
$(2)$ $PS-I$ में,अभिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल-$a$ $700 \,nm$ पर अवशोषण शिखर रखता है (जिसे $P_{700}$ के रूप में जाना जाता है),जबकि $PS-II$ में,अभिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल-$a$ $680 \,nm$ पर अवशोषण शिखर रखता है (जिसे $P_{680}$ के रूप में जाना जाता है)।

(B) यह कथन गलत है। क्रोमैटोग्राम में क्लोरोफिल $a$ चमकीले या नीले-हरे रंग का दिखाई देता है। क्लोरोफिल $b$ पीले-हरे रंग का,जैंथोफिल पीले रंग का और कैरोटीनॉयड पीले से पीले-नारंगी रंग के दिखाई देते हैं।

(C) Grana पौधों और हरे शैवाल के क्लोरोप्लास्ट के भीतर स्थित ढेर जैसी झिल्लीदार संरचनाएं हैं जिनमें क्लोरोफिल (हरा वर्णक) होता है।
यह प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं का स्थल है।
Grana बनाने वाली व्यक्तिगत थैली जैसी झिल्लियों को थाइलाकोइड्स (thylakoids) के रूप में जाना जाता है।

(D) क्लोरोफिल अणु एक पोरफाइरिन वलय (सिर) और एक फाइटोल पूंछ से बना होता है।
पोरफाइरिन वलय एक टेट्रापायरोल संरचना है जिसमें केंद्र में स्थित $Mg^{2+}$ आयन पायरोल वलय के चार नाइट्रोजन परमाणुओं के साथ समन्वित होता है।
अतः,मैग्नीशियम $(Mg)$ वह तत्व है जो क्लोरोफिल में पोरफाइरिन वलय के केंद्र में स्थित होता है।

(A) क्लोरोफिल हरितलवक में पाया जाने वाला मुख्य वर्णक है। क्लोरोफिल अणु की संरचना में एक पोरफिरिन रिंग (टेट्रापायरोल रिंग) होती है,जिसके केंद्र में मैग्नीशियम $(Mg^{2+})$ आयन स्थित होता है। जब हरितलवक को जलाया जाता है,तो कार्बनिक घटक (कार्बन,हाइड्रोजन,ऑक्सीजन,नाइट्रोजन) ऑक्सीकृत होकर गैसों के रूप में निकल जाते हैं,जबकि खनिज घटक,विशेष रूप से मैग्नीशियम आयन,राख के रूप में शेष रह जाता है।

(C) क्रियात्मक स्पेक्ट्रम (Action Spectrum) वह वक्र है जो प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश संश्लेषण की सापेक्ष दर को दर्शाता है।
यह दिखाता है कि प्रकाश संश्लेषण की अधिकतम दर प्रकाश स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में होती है।
ये क्षेत्र क्लोरोफिल-$a$ के अधिकतम अवशोषण क्षेत्रों के अनुरूप हैं।
इसलिए,प्रकाश संश्लेषण का क्रियात्मक स्पेक्ट्रम क्लोरोफिल-$a$ के अवशोषण स्पेक्ट्रम के लगभग समान है।

(D) वर्णक (pigments) वे पदार्थ होते हैं जिनमें विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता होती है।
सभी वर्णकों में,$Chlorophyll-a$ स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में प्रकाश की अधिकतम मात्रा को अवशोषित करता है।
इन क्षेत्रों में,$Chlorophyll-a$ प्रकाश संश्लेषण की दर को अधिकतम करता है।
इस प्रकार,$Chlorophyll-a$ को मुख्य प्रकाश संश्लेषी वर्णक कहा जाता है।

(A) प्रकाश संश्लेषी वर्णकों का अवशोषण स्पेक्ट्रम यह दर्शाता है कि क्लोरोफिल-$a$ प्रकाश संश्लेषण में शामिल प्राथमिक वर्णक है।
क्लोरोफिल-$a$ दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम की नीली और लाल तरंग दैर्ध्य में अधिकतम अवशोषण दिखाता है।
ये क्षेत्र अवशोषण स्पेक्ट्रम के शिखरों के अनुरूप होते हैं,जो प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं को संचालित करते हैं।
अतः,क्लोरोफिल-$a$ सही उत्तर है।

(C) प्रकाश संचयन सम्मिश्र $(LHC)$ प्रोटीन से बंधे सैकड़ों वर्णक अणुओं से बना होता है।
इन वर्णकों में क्लोरोफिल-$a$,क्लोरोफिल-$b$ और कैरोटीनॉयड शामिल होते हैं।
ये प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने और इसे अभिक्रिया केंद्र (reaction center) तक स्थानांतरित करने में मदद करते हैं।

(D) क्लोरोफिल-$a$ और क्लोरोफिल-$b$ के आणविक सूत्र इस प्रकार हैं:
क्लोरोफिल-$a$: $C_{55}H_{72}O_{5}N_{4}Mg$
क्लोरोफिल-$b$: $C_{55}H_{70}O_{6}N_{4}Mg$
क्लोरोफिल-$b$,क्लोरोफिल-$a$ से इस प्रकार भिन्न है कि इसमें पोर्फिरिन वलय के तीसरे कार्बन स्थान पर मिथाइल समूह $(-CH_{3})$ के स्थान पर एक फॉर्मिल समूह $(-CHO)$ होता है। इस प्रतिस्थापन के कारण क्लोरोफिल-$a$ की तुलना में दो हाइड्रोजन परमाणु कम हो जाते हैं और एक ऑक्सीजन परमाणु बढ़ जाता है।

(B) $(I)$ $PS-I$ में क्लोरोफिल-b की तुलना में क्लोरोफिल-a का अनुपात अधिक (लगभग $2:1$) होता है।
$(II)$ $PS-II$ में क्लोरोफिल-a और क्लोरोफिल-b की मात्रा लगभग समान होती है,इसमें क्लोरोफिल-b की मात्रा क्लोरोफिल-a से अधिक नहीं होती है।
अतः,कथन $I$ सही है और कथन $II$ गलत है।

(A) क्लोरोफिल मैग्नीशियम पोरफिरिन यौगिक हैं। क्लोरोफिल-$a$ $(C_{55}H_{72}O_{5}N_{4}Mg)$ और क्लोरोफिल-$b$ $(C_{55}H_{70}O_{6}N_{4}Mg)$ दोनों में एक मैग्नीशियम पोरफिरिन हेड होता है,जो हाइड्रोफिलिक है,और एक फाइटोल टेल होती है,जो लिपोफिलिक है।
क्लोरोफिल-$b$,क्लोरोफिल-$a$ से केवल पोरफिरिन रिंग से जुड़े एक कार्यात्मक समूह में भिन्न होता है।
वास्तव में,क्लोरोफिल-$b$ में,दूसरी पाइरोल रिंग के तीसरे कार्बन परमाणु पर $-CH_{3}$ (मिथाइल) समूह के स्थान पर $-CHO$ (एल्डिहाइड) समूह होता है।

(D) एक $Photosystem$ $(PS)$ एक $Reaction$ $Centre$ से बना होता है जो कई $Light$ $Harvesting$ $Complexes$ $(LHCs)$ से घिरा होता है।
ये $LHCs$ प्रोटीन से बंधे सैकड़ों वर्णक अणुओं (pigment molecules) से बने होते हैं,जिनमें क्लोरोफिल $a$,क्लोरोफिल $b$ और कैरोटीनॉयड तथा ज़ैंथोफिल जैसे सहायक वर्णक (accessory pigments) शामिल होते हैं।
चूंकि $Light$ $Harvesting$ $Complex$ और $Reaction$ $Centre$ (जिसमें सहायक वर्णक होते हैं) दोनों ही $Photosystem$ के अभिन्न अंग हैं,इसलिए विकल्प $D$ सही उत्तर है।

(D) क्लोरोफिल-$a$ प्राथमिक वर्णक है और यह पेट्रोलियम ईथर में घुलनशील है। यह लगभग $430 \ nm$ और $662 \ nm$ पर अधिकतम अवशोषण शिखर दर्शाता है।
क्लोरोफिल-$b$ एक सहायक वर्णक है और यह मिथाइल अल्कोहल में घुलनशील है। यह लगभग $453 \ nm$ और $642 \ nm$ पर अधिकतम अवशोषण शिखर दर्शाता है।
क्लोरोफिल-$b$ की आणविक संरचना में,क्लोरोफिल-$a$ के $3-C$ स्थान पर मौजूद मिथाइल समूह $(-CH_3)$ को एल्डिहाइड समूह $(-CHO)$ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
अतः,सक्सिनिल $CoA$ और ग्लाइसिन का उपयोग करके क्लोरोफिल के जैवसंश्लेषण के बारे में दिया गया कथन सही है,क्योंकि ये पोर्फिरिन रिंग के संश्लेषण के लिए अग्रदूत (precursors) हैं।

(B) अभिकथन सही है: कैरोटीनॉयड सहायक वर्णकों के रूप में कार्य करते हैं जो अतिरिक्त प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करके और इसे गर्मी के रूप में नष्ट करके क्लोरोफिल अणुओं को फोटोऑक्सीकरण से बचाते हैं।
कारण भी सही है: कैरोटीनॉयड नीले-बैंगनी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित करते हैं और इस ऊर्जा को क्लोरोफिल $a$ में स्थानांतरित करते हैं,जिससे प्रकाश संश्लेषण के लिए उपयोग की जा सकने वाली तरंग दैर्ध्य की सीमा का विस्तार होता है।
चूंकि दोनों कथन वैज्ञानिक रूप से सटीक हैं और कैरोटीनॉयड की अलग-अलग कार्यात्मक भूमिकाओं का वर्णन करते हैं,इसलिए कारण अभिकथन में उल्लिखित सुरक्षा के तंत्र की सीधे व्याख्या नहीं करता है। इसलिए,दोनों सही हैं लेकिन कारण अभिकथन की सही व्याख्या नहीं है।

(A) क्लोरोफिल पौधों में पाया जाने वाला प्राथमिक प्रकाश संश्लेषी वर्णक है।
सुकेन्द्रकी कोशिकाओं में,प्रकाश संश्लेषण क्लोरोप्लास्ट नामक अंगकों के भीतर होता है।
क्लोरोप्लास्ट के अंदर,थाइलाकोइड झिल्लियों में प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के लिए आवश्यक फोटोसिस्टम और क्लोरोफिल वर्णक मौजूद होते हैं।
इसलिए,क्लोरोफिल का सही स्थान थाइलाकोइड झिल्ली है।

(A) पर्णहरित (क्लोरोफिल) एक मैग्नीशियम-पोरफाइरिन कॉम्प्लेक्स है,जिसका अर्थ है कि $Mg^{2+}$ क्लोरोफिल अणु की संरचना में केंद्रीय धातु आयन है।
आयरन $(Fe)$ क्लोरोफिल का संरचनात्मक घटक नहीं है,लेकिन यह क्लोरोफिल के संश्लेषण के लिए आवश्यक है क्योंकि यह क्लोरोफिल जैवसंश्लेषण मार्ग में शामिल एंजाइमों के लिए एक को-फैक्टर (सह-कारक) के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,संरचना के लिए $Mg$ और इसके संश्लेषण के लिए $Fe$ आवश्यक है।

(B) प्रकाश संश्लेषण मुख्य रूप से प्रकाश के दृश्य स्पेक्ट्रम का उपयोग करता है,जिसे प्रकाश संश्लेषी सक्रिय विकिरण $(PAR)$ के रूप में जाना जाता है।
$PAR$ की तरंग दैर्ध्य $400 \ nm$ से $700 \ nm$ के बीच होती है।
क्लोरोफिल वर्णक इस दृश्य स्पेक्ट्रम के नीले और लाल क्षेत्रों में प्रकाश को सबसे कुशलता से अवशोषित करते हैं।
$UV$ किरणें और इन्फ्रारेड किरणें आमतौर पर प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाओं के लिए उपयोग नहीं की जाती हैं।

(D) उच्च श्रेणी के पौधों में प्रकाश संश्लेषण में शामिल वर्णकों को पेपर क्रोमैटोग्राफी के आधार पर मुख्य रूप से चार प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:
$1$. क्लोरोफिल $a$ (क्रोमैटोग्राम में चमकीला या नीला-हरा)।
$2$. क्लोरोफिल $b$ (पीला-हरा)।
$3$. ज़ैंथोफिल (पीला)।
$4$. कैरोटीनॉयड (पीला से पीला-नारंगी)।
अतः,उच्च श्रेणी के पौधों की पत्तियों में मुख्य रूप से $4$ प्रकार के वर्णक पाए जाते हैं।

(A) इन प्रकाश संश्लेषी वर्णकों के आणविक सूत्र और अनुमानित आणविक भार इस प्रकार हैं:
$1$. क्लोरोफिल $a$ $(C_{55}H_{72}O_5N_4Mg)$: आणविक भार $\approx 893.5 \text{ g/mol}$.
$2$. क्लोरोफिल $b$ $(C_{55}H_{70}O_6N_4Mg)$: आणविक भार $\approx 907.5 \text{ g/mol}$.
$3$. जैंथोफिल (जैसे, ल्यूटिन, $C_{40}H_{56}O_2$): आणविक भार $\approx 568.8 \text{ g/mol}$.
$4$. कैरोटीनॉइड्स (जैसे, $\beta$-कैरोटीन, $C_{40}H_{56}$): आणविक भार $\approx 536.8 \text{ g/mol}$.
इन मानों की तुलना करने पर, अधिक से कम आणविक भार का क्रम इस प्रकार है: क्लोरोफिल $b$ $(907.5)$ > क्लोरोफिल $a$ $(893.5)$ > जैंथोफिल $(568.8)$ > कैरोटीनॉइड्स $(536.8)$.
अतः, सही क्रम क्लोरोफिल $b$ > क्लोरोफिल $a$ > जैंथोफिल > कैरोटीनॉइड्स है।

(B) प्रकाश संश्लेषी वर्णकों और उनके रंगों का सही मिलान इस प्रकार है:
$1$. क्लोरोफिल $a$: चमकीला या नीला-हरा $(P-III)$
$2$. क्लोरोफिल $b$: पीला-हरा $(Q-II)$
$3$. कैरोटीनॉइड्स: पीला-नारंगी $(R-I)$
$4$. जैंथोफिल: पीला $(S-IV)$
अतः, सही मिलान $(P-III), (Q-II), (R-I), (S-IV)$ है।

(A) प्रकाश संश्लेषण के प्रकाश-संचयन परिसर में,विभिन्न वर्णक (सहायक वर्णक) प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे अभिक्रिया केंद्र में स्थानांतरित करते हैं। अभिक्रिया केंद्र क्लोरोफिल-$a$ के एक विशिष्ट अणु से बना होता है। यह अणु प्राथमिक प्रकाश-रासायनिक अभिक्रिया के लिए जिम्मेदार होता है,जहाँ यह उत्तेजित होने पर एक इलेक्ट्रॉन खो देता है,जिससे इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला शुरू होती है।

(D) सहायक वर्णक वे वर्णक होते हैं जो प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे क्लोरोफिल-$a$ में स्थानांतरित करते हैं,जो प्रकाश संश्लेषण में शामिल प्राथमिक वर्णक है।
क्लोरोफिल-$b$,कैरोटीनॉयड्स और जैंथोफिल्स सभी सहायक वर्णकों के रूप में कार्य करते हैं।
ये प्रकाश संश्लेषण के लिए अवशोषित किए जा सकने वाले प्रकाश के स्पेक्ट्रम को व्यापक बनाते हैं और क्लोरोफिल-$a$ को फोटो-ऑक्सीकरण से भी बचाते हैं।
इसलिए,दिए गए सभी विकल्प सही हैं।

(A) प्रत्येक प्रकाशतंत्र में,अभिक्रिया केंद्र (Reaction center) क्लोरोफिल-$a$ के केवल एक अणु द्वारा निर्मित होता है।
यह क्लोरोफिल-$a$ अणु प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं में प्राथमिक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है।
यद्यपि प्रकाश-संग्राहक सम्मिश्र $(LHC)$ बनाने के लिए सैकड़ों सहायक वर्णक (जैसे क्लोरोफिल-$b$,कैरोटीनॉयड और ज़ैंथोफिल) उपस्थित होते हैं,लेकिन अभिक्रिया केंद्र स्वयं क्लोरोफिल-$a$ के केवल एक अणु से बना होता है।

(B) प्रकाश संश्लेषण में शामिल वर्णक क्रोमैटोग्राम में विशिष्ट रंग प्रदर्शित करते हैं:
$1$. क्लोरोफिल $a$ क्रोमैटोग्राम में नीला-हरा दिखाई देता है।
$2$. क्लोरोफिल $b$ पीला-हरा दिखाई देता है।
$3$. जैंथोफिल पीले रंग के दिखाई देते हैं।
$4$. कैरोटीनॉयड पीले से पीले-नारंगी रंग के दिखाई देते हैं।
अतः,सही मिलान $A-III, B-I, C-II, D-IV$ है।

(B) हरितलवक पादप कोशिकाओं में पाए जाने वाले दोहरी झिल्ली वाले कोशिकांग हैं।
हरितलवक के भीतर,चपटी,थैली जैसी संरचनाओं की एक प्रणाली होती है जिसे थाइलाकोइड कहा जाता है।
इन थाइलाकोइड की झिल्लियों में क्लोरोफिल $a$,क्लोरोफिल $b$ और कैरोटीनॉयड जैसे प्रकाशसंश्लेषी वर्णक मौजूद होते हैं।
ये वर्णक प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश-निर्भर अभिक्रियाओं के दौरान प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए आवश्यक होते हैं।
इसलिए,प्रकाशसंश्लेषी वर्णकों के लिए सही स्थान थाइलाकोइड झिल्ली है।

(A) पेपर क्रोमैटोग्राफी में,वर्णकों को विलायक प्रणाली में उनकी घुलनशीलता के आधार पर अलग किया जाता है।
क्लोरोफिल $a$ मुख्य प्रकाश संश्लेषी वर्णक है और यह क्रोमैटोग्राम में नीला-हरा दिखाई देता है।
क्लोरोफिल $b$ एक सहायक वर्णक है और यह क्रोमैटोग्राम में पीला-हरा दिखाई देता है।
इसलिए,सही क्रम नीला-हरा और पीला-हरा है।

(B) पर्ण वर्णकों की पेपर क्रोमैटोग्राफी के अनुसार,देखे गए रंग इस प्रकार हैं:
$1$. क्लोरोफिल '$b$' पीले-हरे $(t)$ रंग का दिखाई देता है।
$2$. कैरोटीनॉइड्स पीले से पीले-नारंगी $(p)$ रंग के दिखाई देते हैं।
$3$. क्लोरोफिल '$a$' नीले-हरे $(s)$ रंग का दिखाई देता है।
$4$. जैंथोफिल्स पीले $(r)$ रंग के दिखाई देते हैं।
अतः,सही मिलान $1-t, 2-p, 3-s, 4-r$ है।

(B) सही उत्तर $B$ है।
प्लास्टोक्विनोन $(PQ)$ प्रकाश संश्लेषण की इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में एक गतिशील इलेक्ट्रॉन वाहक है।
यह कार्यात्मक रूप से फोटोसिस्टम $II$ से साइटोक्रोम $b_6f$ कॉम्प्लेक्स तक इलेक्ट्रॉनों के संचलन से जुड़ा है।
क्लोरोफिल-$b$ एक सहायक वर्णक है जो क्लोरोफिल-$a$ को ऊर्जा स्थानांतरित करता है और मुख्य रूप से फोटोसिस्टम $II$ के प्रकाश-संचयन कॉम्प्लेक्स में पाया जाता है,जहाँ प्लास्टोक्विनोन प्राथमिक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।