కణంలో వంటిల్లు – హరితరేణువు

వృక్ష శరీరధర్మశాస్త్రం

-మొక్కల వివిధ రకాల జీవక్రియల గురించి అధ్యయనం చేసే శాసా్త్రన్ని వృక్ష శరీరధర్మశాస్త్రం అంటారు.

కిరణజన్యసంయోగ క్రియ (Photosythesis)

-జీవుల్లో ఆకుపచ్చని మొక్కలు మాత్రమే తమ ఆహారాన్ని తామే తయారు చేసుకుంటాయి. ఇతర జీవులన్నీ తమ అవసరాలకు ఈ ఆకుపచ్చ మొక్కలపై ప్రత్యక్షంగాగానీ, పరోక్షంగాగానీ ఆధారపడుతాయి.

-ఆకుపచ్చని మొక్కలు (పత్రహరితం (Chlorophyll) కలిగి ఉన్న మొక్కలు) కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా ఆహార పదార్థాలను తయారు చేసుకుంటాయి.

-కాంతి, పత్రహరితం సమక్షంలో CO2, H2O లు కలిసి ఆహారపదార్థాల (పిండిపదార్థం)ను, ఆక్సిజన్‌ను వెలువరించే ప్రక్రియను కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటారు.

6CO2 + 12H2O     కాంతి
——-
పత్రహరితం
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

-ఈ కిరణజన్యసంయోగ క్రియాచర్యలో క్రియాజనకాలు CO2, H2O. క్రియాజన్యాలు లేదా ఉత్పన్నాలు పిండిపదార్థం (ప్రధాన ఉత్పన్నం), O2 (ఉప ఉత్పన్నం).
– కిరణజన్య సంయోగక్రియా చర్యలో CO2 క్షయకరణం చెంది పిండిపదార్థం, H2O ఆక్సీకరణం చెంది O2 విడుదల అవుతాయి.
-కిరణజన్య సంయోగక్రియలో కాంతిశక్తి రసాయన శక్తిగా మారుతుంది. కాబట్టి దీన్ని ఒక కాంతి రసాయనచర్య (Photochemical reaction)గా భావిస్తారు.
-కిరణజన్యసంయోగ క్రియలో పిండిపదార్థం (గ్లూకోజ్‌) ఏర్పడుతుంది. కాబట్టి ఇది ఒక నిర్మాణాత్మక క్రియ (Anabolic rea ction) గా భావిస్తారు.
-కిరణజన్యసంయోగ క్రియలో కాంతిశక్తి వినియోగం అవుతుంది. కాబట్టి గ్రాహక చర్యగా భావిస్తారు. (భూమి మీద పడే సూర్యకాంతిలో మొక్కలు కిరణజన్య సంయోగక్రియకు 1.5 శాతం కంటే తక్కువ కాంతిని ఉపయోగించుకుంటాయి).
-కిరణజన్యసంయోగ క్రియ హరితరేణువులో జరుగుతుంది. ఈ కణాంగాన్ని కిచెన్‌ హౌస్ ఆఫ్‌ ది సెల్‌ (కణం వంటగది) అంటారు.
– కిరణజన్యసంయోగ క్రియ రెండు దశల్లో పూర్తవుతుంది. అవి..

1. కాంతి దశ (Light Phase)

2. రసాయన సంశ్లేషణ దశ/నిష్కాంతి దశ (Dark Phase)
-కాంతిదశ హరితరేణువు గ్రానా/పటలికారాశి అనే భాగంలో, రసాయన సంశ్లేషణ దశ/నిష్కాంతి దశ హరితరేణువు స్టోమా/ఆవర్ణిక అనే భాగంలో జరుగుతుంది.

కాంతి దశ (Light Phase)

– ఈ దశలో PS I, PS II లోని వర్ణద్రవ్యాలు కాంతిశక్తిని శోషించి O2, ATP, NADH2 లను ఏర్పరుస్తాయి.
-ఈ క్రియ సూర్యకాంతిలో మాత్రమే జరిగి, వాతావరణంలో ఆక్సిజన్‌ విడుదలై కాలుష్యం తగ్గుతుంది. రాత్రి సమయంలో సూర్యకాంతి ఉండదు కాబట్టి ఈ క్రియ జరుగదు. కాబట్టి రాత్రివేళల్లో మొక్కల నుంచి కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ వెలువడుతుంది.
గమనిక: గోధుమ రంగు శైవలాల్లో (ఫియోఫైసీ) సూర్యకాంతితోపాటు చంద్రకాంతిలో కూడా కిరణజన్యసంయోగ క్రియ జరుగుతుంది.

కాంతి రసాయన సంశ్లేషణ

దశ/నిష్కాంతి దశ (Dark Phase)

-ఈ దశలో వాతావరణంలోని కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ స్థీరికరణం జరిగి, కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ క్షయకరణం చెంది గ్లూకోజ్‌ (పిండి పదార్థం) తయారవుతుంది.
– ఇది ఉష్ణోగ్రత సమక్షంలో జరుగుతుంది.
– ఈ క్రియలో గ్లూకోజ్‌ (పిండిపదార్థం) ఏర్పడే విధానాన్ని వివరించిన శాస్త్రవేత్త మెల్విన్‌ కెల్విన్‌. దీనికిగాను ఇతనికి నోబెల్‌ ప్రైజ్‌ వచ్చింది (1961లో).
– వాతావరణంలోని కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ హరితరేణువులోకి చేరగానే ఆవర్ణిక/స్ట్రోమాలోని ఎంజైమ్స్​‍ వల్ల ఏర్పడే మొదటి స్థిరమైన పదార్థాన్ని బట్టి మొక్కలను మూడు రకాలుగా విభజించవచ్చు. అవి..
C3 మొక్కలు: PGA (3C) అనే స్థిర పదార్థం ఏర్పడుతుంది.
C4 మొక్కలు: OAA (4C) అనే స్థిర పదార్థం ఏర్పడుతుంది.
C2 మొక్కలు: గ్లెకోలేట్‌ (2C) అనే స్థిర పదార్థం ఏర్పడుతుంది.
l C3 మొక్కల్లో జరిగే కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ స్థాపనను C3 వలయం/కెల్విన్‌ వలయం అంటారు. ఈ వలయంలో కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ను గ్రహించే ఎంజైమ్‌ రుబిస్కో.
l C4 మొక్కల్లో జరిగే కార్బన్‌ డై ఆక్సైడ్‌ స్థాపనను C4 వలయం/హచ్‌స్లాక్‌ వలయం/బీటా కార్బాక్సిలేషన్‌ వలయం అంటారు.
l C2 మొక్కల్లో జరిగే ప్రక్రియనే కాంతి శ్వాస క్రియ/గ్లెకోలేజ్‌ వలయం/C2 వలయం
అంటారు.

కాంతి దశ (Light Phase) నిష్కాంతి దశ (Light Dark Phase)

– కాంతి అవసరం ఉంటుంది l కాంతి ఉన్నా లేకున్నా జరుగుతుంది
– ఇది హరితరేణువు గ్రానా/ పటలికారాశిపై జరుగుతుంది l ఇది హరితరేణువు స్ట్రోమా/ ఆవర్ణి కలో జరుగుతుంది
-దీనిలో అంత్య ఉత్పన్నాలు – O2, ATP, NADPH2 l దీనిలో అంత్య ఉత్పన్నం – గ్లూకోజ్‌ (పిండిపదార్థం)

డాక్టర్‌ మోదాల మల్లేష్‌
విషయ నిపుణులు
పాలెం, నకిరేకల్‌, నల్లగొండ
9989535675