ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය: වර්ණක හා ආලෝක ප්‍රතික්‍රියාව
ඒකකය 2 · ජීවයේ රසායනික පදනම හා සෛලීය පදනම
ශක්තිය තිර කරන ක්‍රියාවලියක් ලෙස ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය, එහි ගෝලීය වැදගත්කම, හරිතලවය, වර්ණක හා වර්ණාවලි, ප්‍රභා පද්ධති සහ රේඛීය හා චක්‍රීය ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලනය.
ශක්තිය තිර කරන ක්‍රියාවලියක් ලෙස ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය
ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය යනු ආලෝක ශක්තිය ග්‍රහණය කර කාබෝහයිඩ්‍රේට, මේද, තෙල් හා ප්‍රෝටීනවල බන්ධනවල රසායනික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරන පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියකි. සියලු ජීවීන් එය මත සෘජුව හෝ වක්‍රව රඳා පවතී. එය ශාක, ඇල්ගී හා සමහර ප්‍රෝකැරියෝටාවල සිදු වේ. එහිදී ආලෝක ශක්තිය යොදා ගනිමින් ජලයේ හයිඩ්‍රජන් මගින් CO₂ ඔක්සිහරණය කර සීනි සාදයි.
ගෝලීය වැදගත්කම:
- සියලු ජීවීන් සෘජුව හෝ වක්‍රව එය මත රඳා පවතී;
- ජීවීන්ට අවශ්‍ය කාබන් හා ශක්තිය සපයයි;
- ස්වායු ශ්වසනයට අවශ්‍ය O₂ සපයයි;
- වායුගෝලයේ O₂ හා CO₂ සමතුලිතතාව පවත්වයි;
- පොසිල ඉන්ධන නිපදවා ඇත;
- ගෝලීය උෂ්ණත්වය පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.
එහි සම්බන්ධිත අවධි දෙකක් ඇත: ආලෝකය මත රඳා පවතින ප්‍රතික්‍රියාව හා කැල්වින් චක්‍රය. CO₂ තිර කිරීමේ පළමු ස්ථායී ඵලයේ කාබන් පරමාණු ගණන අනුව යාන්ත්‍රණය C3 (කාබන් 3) හෝ C4 (කාබන් 4) වේ.
හරිතලවය
සුන්‍යෂ්ටිකවල ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය හරිතලවයේ සිදු වේ.
- ආලෝක ප්‍රතික්‍රියාව සිදු වන්නේ තයිලකොයිඩ පටල පද්ධතියේය: ද්‍රවයෙන් පිරුණු, පැතලි, ග්‍රානා ලෙස අට්ටි කළ කෝෂ. පටලවල ක්ලෝරොෆිල්, කැරොටිනොයිඩ හා ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතිග්‍රාහක ඇත.
- පංජරය යනු එන්සයිමවලින් පිරුණු ජෙල් වැනි ද්‍රවයක් වන අතර කැල්වින් චක්‍රය සිදු වන ස්ථානයයි.
වර්ණක
වර්ණක දෘශ්‍ය ආලෝකය අවශෝෂණය කරයි. ක්ලෝරොෆිල් වයලට්, නිල් හා රතු ආලෝකය අවශෝෂණය කර කොළ ආලෝකය සම්ප්‍රේෂණය හෝ පරාවර්තනය කරන බැවින් පත්‍රය කොළ පාටින් පෙනේ. හරිතලවයේ වර්ණක වර්ග දෙකකි: ක්ලෝරොෆිල් හා කැරොටිනොයිඩ.
- ක්ලෝරොෆිල් a ප්‍රධාන ආලෝක ග්‍රහණ වර්ණකය වන අතර ආලෝක ප්‍රතික්‍රියාවට සෘජුව සහභාගී වේ. එය නිල් හා රතු ආලෝකයේදී වඩාත් ඵලදායී ය.
- ක්ලෝරොෆිල් b හා කැරොටිනොයිඩ (කැරොටීන් හා සැන්තොෆිල්) වෙනත් තරංග ආයාම පරාසවල ආලෝකය අවශෝෂණය කරයි.
- සමහර කැරොටිනොයිඩ ප්‍රභා ආරක්ෂණය සපයයි. ඒවා ක්ලෝරොෆිල්වලට හානි කළ හැකි හෝ O₂ සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර සෛලයට හානිකර ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිකාරක අණු සාදන අතිරික්ත ආලෝක ශක්තිය අවශෝෂණය කර මුදා හරියි.
අවශෝෂණ වර්ණාවලිය යනු වර්ණකයක් විවිධ තරංග ආයාමවල (400–700 nm) අවශෝෂණය කරන ආලෝකයේ සාපේක්ෂ ප්‍රමාණය දක්වන ප්‍රස්තාරයකි. ක්‍රියා වර්ණාවලිය යනු එක් එක් තරංග ආයාමය ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය ධාවනය කිරීමේ ඵලදායීතාව දක්වන ප්‍රස්තාරයකි; එය ශීඝ්‍රතාව ලෙස, උදාහරණයක් ලෙස මුදා හරින O₂ මගින් මනිනු ලැබේ.
ක්ලෝරොෆිල් ආලෝකයෙන් උද්දීපනය වීම
ක්ලෝරොෆිල් a අණුවක් ෆෝටෝනයක් අවශෝෂණය කරන අතර ඒ ශක්තියෙන් එහි ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉහළ ශක්ති මට්ටමකට නැඟේ. මෙසේ උද්දීපනය වූ ඉලෙක්ට්‍රෝනය ප්‍රාථමික ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතිග්‍රාහකයා ලබා ගන්නා අතර ක්ලෝරොෆිල් අණුව ධන ආරෝපිත වේ:
ක්ලෝරොෆිල් a + ආලෝක ශක්තිය → ක්ලෝරොෆිල් a⁺ + e⁻
එබැවින් ක්ලෝරොෆිල් a ඔක්සිකරණය වන අතර ප්‍රතිග්‍රාහකයා ඔක්සිහරණය වේ. පසුව ඉලෙක්ට්‍රෝනය වාහක මාලාවක් හරහා අවසාන ප්‍රතිග්‍රාහකය වෙත ගමන් කරයි.
ප්‍රභා පද්ධති
ක්ලෝරොෆිල් අණු, අනෙකුත් කාබනික අණු හා ප්‍රෝටීන තයිලකොයිඩ පටලය මත සංකීර්ණවලට සංවිධානය වී ඇත. ඒවා ප්‍රභා පද්ධති නම් වේ.
- සෑම එකකටම ප්‍රෝටීනවල රඳවා ඇති ක්ලෝරොෆිල් a අණු යුගලයකින් හා ප්‍රාථමික ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රතිග්‍රාහකයාගෙන් සැදුණු ප්‍රතික්‍රියා මධ්‍යස්ථාන සංකීර්ණයක් ඇත.
- එසේම විවිධ වර්ණකවලින් සැදුණු ආලෝකය එල ලබා ගන්නා සංකීර්ණයක් ද ඇත.
- ප්‍රභාපද්ධති I (PSI) හි P700 නම් ක්ලෝරොෆිල් a ඇති අතර එය 700 nm ආලෝකය වඩාත් හොඳින් අවශෝෂණය කරයි. ප්‍රභාපද්ධති II (PSII) හි P680 ඇති අතර එය 680 nm ආලෝකය වඩාත් හොඳින් අවශෝෂණය කරයි.
ආලෝක ප්‍රතික්‍රියාව
රේඛීය ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලනය ප්‍රධාන මාර්ගයයි. තයිලකොයිඩ පටලය මත ආලෝකයෙන් PSI හා PSII උද්දීපනය වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන වාහක හරහා එක් දිශාවකට ගමන් කරමින් ATP හා NADPH සාදයි.
- ආලෝකයෙන් PSII හි ඉලෙක්ට්‍රෝන උද්දීපනය වන අතර PSII හි ප්‍රාථමික ප්‍රතිග්‍රාහකයා ඒවා ලබා ගනී.
- එන්සයිම උත්ප්‍රේරිත ප්‍රතික්‍රියාවකින් ජලය විච්ඡේදනය වී O₂, H⁺ හා ඉලෙක්ට්‍රෝන ලැබේ. එම ඉලෙක්ට්‍රෝන P680⁺ උදාසීන කරයි.
- ආලෝකයෙන් PSI හි ඉලෙක්ට්‍රෝන උද්දීපනය වන අතර PSI හි ප්‍රාථමික ප්‍රතිග්‍රාහකයා ඒවා ලබා ගනී.
- PSII හි ඉලෙක්ට්‍රෝන වාහක දාමයක් (Pq, සයිටොක්‍රෝම් සංකීර්ණය හා Pc) හරහා PSI වෙත ගොස් එය උදාසීන කරයි.
- ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉහළ ශක්ති මට්ටමක සිට පහළ මට්ටමකට වැටෙන විට මුදා හරින ශක්තියෙන් ATP සෑදේ. මෙය ප්‍රභාපොස්ෆොරයිලීකරණය ය.
- PSI හි ඉලෙක්ට්‍රෝන දෙවන දාමයක් (Fd) හරහා ගොස් NADP⁺, NADPH බවට ඔක්සිහරණය කරයි; එය NADP⁺ රිඩක්ටේස් මගින් උත්ප්‍රේරණය වේ.
චක්‍රීය ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලනයේදී PSI පමණක් භාවිත වේ. උද්දීපනය වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන වෘත්තාකාර මාර්ගයකින් PSI වෙත ආපසු එයි. එයින් ATP සෑදේ; NADPH හෝ O₂ සෑදෙන්නේ නැත.
Exam tip: Linear flow gives ATP, NADPH and O₂; cyclic flow gives only ATP. Link each product to its use: the ATP and NADPH go to the Calvin cycle, and the O₂ comes from water, not from CO₂.
දේශප්‍රිය සෙනෙවිරත්න. පේරාදෙණිය විශ්වවිද්‍යාලයේ ජීව විද්‍යා විශේෂවේදී උපාධිය (B.Sc. (Hons) Bio.Sp) පන්ති සාමාර්ථයක් සහිතව. Paadama හි උසස් පෙළ ජීව විද්‍යා අන්තර්ගතය සහ පාඩම් සියල්ල සමාලෝචනය කරන්නේ දේශප්‍රිය සෙනෙවිරත්න මහතායි. පාඩම් උගන්වන්නේත් එතුමායි.