সালোকসংশ্লেষণ কাকে বলে: বিক্রিয়া, পর্যায় ও অ্যানিমেশন | শিক্ষা ওয়েব

লেখচিত্রে টেনে আলো বা তাপমাত্রা বদলাও

CO₂ · কার্বন ডাইঅক্সাইডO₂ · অক্সিজেনH₂O · পানিC₆H₁₂O₆ · শর্করাএখনকার অবস্থাবেশি CO₂ (১০০০ ppm) হলে

গতি

নিয়ন্ত্রণ

কী দেখবে

আলোর তীব্রতা৬০ %

CO₂-এর ঘনত্ব৪২০ ppm

তাপমাত্রা২৫ °C

পরিমাপ

সালোকসংশ্লেষণের হার: ১৮.০µmol m⁻² s⁻¹
সীমাবদ্ধ উপাদান: আলো
প্রতি মিনিটে বুদবুদ: ৩৬
মোট গোনা বুদবুদ: ০
তৈরি গ্লুকোজ: ০µg
পাতার ঘড়ি: ০.০min

সিমুলেশনটি কীভাবে ব্যবহার করবে

প্রথমে কিছু না বদলে “পাতা” দৃশ্যটা দেখো: সূর্যের আলো পাতায় পড়ছে, নিচের পত্ররন্ধ্র দিয়ে CO₂ ঢুকছে, কাণ্ডের জাইলেম বেয়ে পানি উঠছে, O₂ বেরিয়ে যাচ্ছে আর ডানের শর্করা মিটার ভরছে।
আলোর স্লাইডার ধীরে ধীরে বাড়াও আর “সীমাবদ্ধ উপাদান” ঘরটা দেখো: একসময় আলো বাড়ালেও হার আর বাড়ে না, কারণ তখন CO₂ কম পড়ছে।
CO₂-এর ঘনত্ব বাড়িয়ে দেখো, উপরের লেখচিত্রের সমতল অংশটা উপরে উঠে যায়। তারপর তাপমাত্রা ৪৫ °C-এর দিকে নিয়ে দেখো নিচের লেখচিত্রে হার কীভাবে হঠাৎ পড়ে যায়।
“হাইড্রিলা” দৃশ্যে যাও: প্রতি মিনিটে কয়টি অক্সিজেনের বুদবুদ উঠছে তা পরিমাপ প্যানেলে লেখা আছে। আলো কমিয়ে ঠিক ল্যাবের মতো বুদবুদ গুনে মিলিয়ে নাও।
“ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরে” দৃশ্যে যাও: বাঁয়ে থাইলাকয়েডে পানি ভেঙে O₂, ATP আর NADPH তৈরি হচ্ছে, ডানে স্ট্রোমার ক্যালভিন চক্র সেগুলো খরচ করে CO₂ থেকে গ্লুকোজ বানাচ্ছে।
যেকোনো লেখচিত্রের ওপর আঙুল বা মাউস টেনে সরাসরি আলো বা তাপমাত্রা বদলাতে পারো; স্লাইডারগুলোও একই কাজ করে।

ভাতের থালা থেকে গাছের পাতা পর্যন্ত

আজ দুপুরে যে ভাত খেয়েছ, তার চাল এসেছে ধানগাছ থেকে। ধানগাছ কিন্তু কোনো দোকান থেকে খাবার কেনেনি। মাটি থেকে পানি, বাতাস থেকে কার্বন ডাইঅক্সাইড আর আকাশ থেকে রোদ, শুধু এই তিনটা জিনিস দিয়ে সে নিজের খাবার নিজেই বানিয়েছে। সেই খাবারের একটা অংশ শস্যদানায় জমা রেখেছে, যেটা আমরা খাই। এই রান্নার নামই সালোকসংশ্লেষণ।

একটা মজার পরীক্ষা ভাবো। একটা টবের গাছকে কয়েক দিন অন্ধকার ঘরে রেখে দিলে পাতা ফ্যাকাশে হলুদ হতে থাকে, গাছ দুর্বল হয়ে যায়। আবার রোদে রাখলে সবুজ হয়ে সতেজ হয়ে ওঠে। কারণ আলো ছাড়া গাছের রান্নাঘর বন্ধ থাকে। আর পুকুরে কচুরিপানা বা হাইড্রিলার পাশে দুপুরবেলা ভালো করে তাকালে ছোট ছোট বুদবুদ উঠতে দেখবে। ওগুলো সালোকসংশ্লেষণে তৈরি অক্সিজেন।

তুমি এখন যে শ্বাস নিচ্ছ, তার অক্সিজেনও কোনো না কোনো গাছ বা সমুদ্রের শৈবাল বানিয়ে দিয়েছে। তাই সালোকসংশ্লেষণ শুধু গাছের বিষয় না, এটা পৃথিবীর প্রায় সব প্রাণীর খাবার আর শ্বাসের গোড়ার কথা। এই পাতায় আমরা ধাপে ধাপে দেখব পাতা কীভাবে এই কাজটা করে, কোন জিনিস কম পড়লে কাজ ধীর হয়ে যায়, আর পরীক্ষায় এ নিয়ে কী কী প্রশ্ন আসে।

একদম শুরু থেকে: সালোকসংশ্লেষণ কাকে বলে

“সালোক” মানে আলোর উপস্থিতিতে, আর “সংশ্লেষণ” মানে ছোট ছোট জিনিস জোড়া দিয়ে বড় কিছু তৈরি করা। তাই সালোকসংশ্লেষণ মানে আলোর সাহায্যে সরল অণু (CO₂ আর H₂O) জুড়ে জটিল খাদ্য অণু (গ্লুকোজ) তৈরি করা। ইংরেজিতে একে বলে photosynthesis, photo মানে আলো আর synthesis মানে তৈরি করা।

সংজ্ঞাটা পরীক্ষার খাতায় এভাবে লেখো: যে প্রক্রিয়ায় সবুজ উদ্ভিদ সূর্যালোকের উপস্থিতিতে ক্লোরোফিলের সাহায্যে পরিবেশ থেকে গৃহীত কার্বন ডাইঅক্সাইড ও পানি থেকে শর্করা জাতীয় খাদ্য তৈরি করে এবং উপজাত হিসেবে অক্সিজেন ত্যাগ করে, তাকে সালোকসংশ্লেষণ বলে। এই প্রক্রিয়ায় আলোক শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে খাদ্যের মধ্যে জমা থাকে।

চারটা জিনিস লাগে: আলো (শক্তির উৎস), ক্লোরোফিল (আলো ধরার সবুজ রঞ্জক), কার্বন ডাইঅক্সাইড (বাতাস থেকে পত্ররন্ধ্র দিয়ে ঢোকে) আর পানি (মূল দিয়ে শোষিত হয়ে জাইলেম বেয়ে পাতায় আসে)। তৈরি হয় দুটো জিনিস: গ্লুকোজ (খাদ্য) আর অক্সিজেন (বাতাসে ছেড়ে দেয়)। গ্লুকোজের বেশির ভাগ পরে শ্বেতসার বা স্টার্চ হয়ে জমা থাকে, তাই পাতায় আয়োডিন দিলে নীল-কালো রং দেখা যায়।

সালোকসংশ্লেষণকে উদ্ভিদের “উপচিতি” বিপাক বলে, কারণ এতে ছোট অণু থেকে বড় অণু তৈরি হয় আর শক্তি জমা হয়। শ্বসন ঠিক উল্টো কাজ করে: খাদ্য ভেঙে শক্তি বের করে। দুটোর তুলনা নিচে আলাদা করে টেবিলে দেওয়া আছে।

সালোকসংশ্লেষণের গুরুত্বপূর্ণ শব্দগুলো

এই অধ্যায়ের প্রতিটি প্রশ্নে ঘুরেফিরে এই শব্দগুলোই আসে। একবার ভালো করে বুঝে নাও।

শব্দ	সহজ ভাষায় অর্থ
ক্লোরোফিল	পাতার সবুজ রঞ্জক; আলো শোষণ করে। কেন্দ্রে একটি ম্যাগনেসিয়াম (Mg) পরমাণু থাকে
ক্লোরোপ্লাস্ট	পাতার কোষের সবুজ অঙ্গাণু, সালোকসংশ্লেষণের রান্নাঘর; একে সবুজ প্লাস্টিডও বলে
থাইলাকয়েড ও গ্রানা	ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরে চাকতির মতো থলি; কয়েকটি চাকতি থাক দিয়ে সাজালে একটি গ্রানাম
স্ট্রোমা	ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরের তরল ধাত্র; এখানে ক্যালভিন চক্র চলে
পত্ররন্ধ্র	পাতার (সাধারণত নিচের তলের) ছোট ছিদ্র; দুটি রক্ষীকোষ ঘিরে রাখে, এ পথে CO₂ ঢোকে ও O₂ বের হয়
আলোক পর্যায়	থাইলাকয়েডে ঘটে; আলো লাগে; পানি ভেঙে O₂ বের হয়, ATP ও NADPH তৈরি হয়
অন্ধকার পর্যায়	স্ট্রোমায় ঘটে; সরাসরি আলো লাগে না; ATP ও NADPH খরচ করে CO₂ থেকে শর্করা তৈরি হয়
ফটোলাইসিস	আলোর শক্তিতে পানির অণু ভেঙে যাওয়া: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂
ফটোফসফোরাইলেশন	আলোর শক্তি ব্যবহার করে ADP ও ফসফেট জুড়ে ATP তৈরি
ক্যালভিন চক্র	CO₂ বন্ধন করে শর্করা বানানোর চক্রাকার বিক্রিয়া; প্রথম স্থায়ী যৌগ ৩-কার্বনের, তাই একে C₃ চক্রও বলে
রুবিস্কো (RuBisCO)	যে এনজাইম CO₂-কে RuBP-র সাথে জুড়ে দেয়; পৃথিবীর সবচেয়ে বেশি পরিমাণে থাকা প্রোটিন
প্রভাবক	যেসব বিষয় সালোকসংশ্লেষণের হার বাড়ায় বা কমায়: আলো, CO₂, তাপমাত্রা, পানি, ক্লোরোফিল ইত্যাদি
সীমাবদ্ধ উপাদান	কয়েকটি প্রভাবকের মধ্যে যেটি সবচেয়ে কম মাত্রায় আছে এবং হার ঠিক করে দিচ্ছে

সালোকসংশ্লেষণের রাসায়নিক বিক্রিয়া ও সমীকরণ

কথায় লিখলে: কার্বন ডাইঅক্সাইড + পানি → (সূর্যালোক, ক্লোরোফিল) → গ্লুকোজ + অক্সিজেন + পানি। রাসায়নিক সংকেতে দুইভাবে লেখা হয়। নবম-দশম শ্রেণির বইয়ে আর বেশির ভাগ পরীক্ষায় পূর্ণ সমীকরণটি চাওয়া হয়, যেখানে ডান পাশেও পানি থাকে।

প্রশ্ন আসতে পারে, দুই পাশেই পানি থাকলে কেটে দিই না কেন? কারণ বাঁ পাশের ১২টি পানির অণু সত্যিই ভাঙে আর সেগুলো থেকেই সব অক্সিজেন আসে। ডান পাশের ৬টি পানি হলো অন্ধকার পর্যায়ে নতুন তৈরি পানি, আলাদা অণু। ১৯৪১ সালে রুবেন ও কামেন অক্সিজেনের ভারী আইসোটোপ ¹⁸O দিয়ে দেখান, পানিতে ¹⁸O দিলে বের হওয়া অক্সিজেনে ¹⁸O পাওয়া যায়, কিন্তু CO₂-তে দিলে পাওয়া যায় না। তাই সালোকসংশ্লেষণে মুক্ত অক্সিজেন আসে পানি থেকে, CO₂ থেকে নয়।

পূর্ণ সমীকরণে দুই পাশের ভর মিলে যায়: বাঁয়ে ২৬৪ g CO₂ আর ২১৬ g পানি মিলে ৪৮০ g; ডানে ১৮০ g গ্লুকোজ, ১৯২ g অক্সিজেন আর ১০৮ g পানি মিলেও ৪৮০ g। নিচের টেবিলে প্রতিটি অণুর হিসাব আলাদা করে দেওয়া হলো (C = ১২, H = ১, O = ১৬ ধরে)।

6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂Oপূর্ণ সমীকরণ (আলো ও ক্লোরোফিলের উপস্থিতিতে)

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂সরল বা নিট সমীকরণ; দুই পাশের ৬টি পানি কেটে দিলে

2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂পানির ফটোলাইসিস, আলোক পর্যায়ে

অণু	সংখ্যা	আণবিক ভর	মোট ভর
CO₂ (বিক্রিয়ক)	৬	৪৪ g/mol	২৬৪ g
H₂O (বিক্রিয়ক)	১২	১৮ g/mol	২১৬ g
C₆H₁₂O₆ (উৎপাদ)	১	১৮০ g/mol	১৮০ g
O₂ (উৎপাদ)	৬	৩২ g/mol	১৯২ g
H₂O (উৎপাদ)	৬	১৮ g/mol	১০৮ g

ক্লোরোফিল আর ক্লোরোপ্লাস্ট: পাতার সৌর প্যানেল

পাতা সবুজ কেন? কারণ ক্লোরোফিল সূর্যালোকের লাল আর নীল অংশ খুব ভালো শোষণ করে, কিন্তু সবুজ আলো প্রায় পুরোটা ফিরিয়ে দেয়। সেই ফিরে আসা সবুজ আলো আমাদের চোখে পড়ে। মজার ব্যাপার, গাছের সবচেয়ে কম কাজে লাগা রংটাই আমরা দেখি।

ক্লোরোফিল কয়েক রকম। ক্লোরোফিল-a প্রধান রঞ্জক, সরাসরি আলোক বিক্রিয়ায় অংশ নেয়। ক্লোরোফিল-b, ক্যারোটিন (কমলা) আর জ্যান্থোফিল (হলুদ) সহকারী রঞ্জক; এরা আলো ধরে ক্লোরোফিল-a-কে পৌঁছে দেয়। শীতের শুরুতে পাতা হলুদ হলে বোঝা যায় ক্লোরোফিল ভেঙে গেছে আর ভেতরে লুকিয়ে থাকা হলুদ-কমলা রঞ্জক বেরিয়ে এসেছে। ক্লোরোফিল অণুর কেন্দ্রে ম্যাগনেসিয়াম থাকে, তাই মাটিতে Mg-এর অভাব হলে পাতা হলুদ হয় (ক্লোরোসিস)।

এক একটি পাতার মেসোফিল কোষে (বিশেষ করে প্যালিসেড স্তরে) অনেকগুলো ক্লোরোপ্লাস্ট থাকে। প্রতিটি ক্লোরোপ্লাস্ট দুই স্তরের আবরণী দিয়ে ঘেরা। ভেতরে স্ট্রোমা নামের তরল, আর তাতে ভাসছে থাইলাকয়েডের থাক বা গ্রানা, যেগুলো স্ট্রোমা ল্যামেলি দিয়ে একে অপরের সাথে যুক্ত। ক্লোরোফিল থাকে থাইলাকয়েডের পর্দায়। সিমুলেশনের “ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরে” দৃশ্যে ঠিক এই ছবিটাই আঁকা আছে।

সালোকসংশ্লেষণের দুই পর্যায়: আলোক পর্যায় ও অন্ধকার পর্যায়

পুরো কাজটা একটা কারখানার মতো দুই বিভাগে ভাগ করা। প্রথম বিভাগ আলো থেকে শক্তি নিয়ে “ব্যাটারি চার্জ” করে (ATP আর NADPH বানায়)। দ্বিতীয় বিভাগ সেই চার্জ করা ব্যাটারি খরচ করে CO₂ দিয়ে চিনি বানায়। প্রথমটি আলোক পর্যায় (আলোক-নির্ভর বিক্রিয়া), দ্বিতীয়টি অন্ধকার পর্যায় (আলোক-নিরপেক্ষ বিক্রিয়া)।

আলোক পর্যায়: থাইলাকয়েডে আলো দিয়ে শক্তি সঞ্চয়

ক্লোরোফিল আলো শোষণ করলে তার ইলেকট্রন উত্তেজিত হয়ে উচ্চ শক্তিস্তরে চলে যায়। হারানো ইলেকট্রন পূরণ করতে পানির অণু ভাঙে। একে বলে পানির ফটোলাইসিস বা আলোক-বিভাজন। এতে অক্সিজেন গ্যাস বের হয়ে পত্ররন্ধ্র দিয়ে বাতাসে চলে যায়।

উত্তেজিত ইলেকট্রন এক বাহক থেকে আরেক বাহকে যাওয়ার সময় যে শক্তি ছাড়ে, তা দিয়ে ADP আর অজৈব ফসফেট জুড়ে ATP তৈরি হয় (ফটোফসফোরাইলেশন)। শেষে ইলেকট্রন আর H⁺ গিয়ে NADP⁺-কে NADPH-এ রূপান্তরিত করে। HSC-তে পড়বে এই কাজে দুটি ফটোসিস্টেম লাগে: ফটোসিস্টেম-II (P680) আর ফটোসিস্টেম-I (P700)।

স্থান: থাইলাকয়েড পর্দা (গ্রানা)
লাগে: আলো, ক্লোরোফিল, পানি, ADP, NADP⁺
তৈরি হয়: ATP, NADPH, আর উপজাত হিসেবে O₂

অন্ধকার পর্যায়: স্ট্রোমায় ক্যালভিন চক্র

এই পর্যায়ে সরাসরি আলো লাগে না, কিন্তু আলোক পর্যায়ের তৈরি ATP আর NADPH লাগে। তাই “অন্ধকার পর্যায়” মানে রাতে ঘটে এমন নয়; দিনের বেলাতেই আলোক পর্যায়ের সাথে পাশাপাশি চলে। আলো নিভে গেলে ATP-NADPH ফুরিয়ে যায়, তখন এটাও কয়েক মুহূর্তে থেমে যায়।

মেলভিন ক্যালভিন তেজস্ক্রিয় ¹⁴C দিয়ে ক্লোরেলা শৈবালে এই চক্রটি বের করেন এবং ১৯৬১ সালে নোবেল পুরস্কার পান। চক্রটির তিনটি ধাপ। কার্বন বন্ধন: রুবিস্কো এনজাইম CO₂-কে ৫-কার্বনের RuBP-র সাথে জুড়ে দেয়, তৈরি হয় দুটি ৩-কার্বনের 3-PGA (৩-ফসফোগ্লিসারিক এসিড)। বিজারণ: ATP আর NADPH খরচ করে 3-PGA থেকে তৈরি হয় গ্লিসারালডিহাইড-৩-ফসফেট (G3P), যা থেকে পরে গ্লুকোজ হয়। পুনরুৎপাদন: বাকি G3P আরও ATP খরচ করে আবার RuBP হয়ে যায়, যাতে চক্র ঘুরতেই থাকে।

হিসাব মনে রাখো: প্রতিটি CO₂ বন্ধনে ৩টি ATP আর ২টি NADPH লাগে। তাই একটি গ্লুকোজ (৬টি CO₂) বানাতে লাগে ১৮টি ATP আর ১২টি NADPH।

স্থান: ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমা
লাগে: CO₂, ATP, NADPH, RuBP, রুবিস্কো এনজাইম
তৈরি হয়: গ্লুকোজ (শর্করা), ADP, NADP⁺ (আবার আলোক পর্যায়ে ফেরত যায়)

সালোকসংশ্লেষণের প্রভাবক: বাহ্যিক ও অভ্যন্তরীণ

যেসব বিষয় সালোকসংশ্লেষণের হার বাড়ায় বা কমায় সেগুলোকে প্রভাবক বলে। বইয়ে দুই ভাগে ভাগ করা থাকে। বাহ্যিক প্রভাবক আসে পরিবেশ থেকে: আলো, কার্বন ডাইঅক্সাইড, তাপমাত্রা, পানি আর অক্সিজেনের পরিমাণ। অভ্যন্তরীণ প্রভাবক থাকে গাছের নিজের ভেতরে: ক্লোরোফিল, পাতার বয়স ও গঠন, পত্ররন্ধ্রের সংখ্যা, আর পাতায় জমে থাকা শর্করা।

আলো: আলো বাড়লে হার বাড়ে, তবে একটা সীমা পর্যন্ত। খুব কড়া আলোতে ক্লোরোফিল নষ্টও হতে পারে (সোলারাইজেশন)। রঙের দিক থেকে লাল আলোতে হার সবচেয়ে বেশি, তারপর নীল; সবুজ আলোতে সবচেয়ে কম। কার্বন ডাইঅক্সাইড: বাতাসে CO₂ মাত্র প্রায় ০.০৪% (পুরোনো বইয়ে ০.০৩% লেখা থাকে, এখন বেড়ে প্রায় ৪২০ ppm)। এত কম বলে দিনের কড়া রোদে অনেক সময় CO₂-ই সবচেয়ে কম পড়ে।

তাপমাত্রা: অন্ধকার পর্যায়ের সব ধাপ এনজাইম চালায়, আর এনজাইম তাপমাত্রার ওপর খুব নির্ভরশীল। ঠান্ডায় এনজাইম ধীরে কাজ করে; তাপমাত্রা বাড়লে হার বাড়ে। সাধারণত ২০ থেকে ৩৫ °C-এর মধ্যে (গাছভেদে আলাদা) হার সবচেয়ে বেশি থাকে, একে পরিমিত বা অনুকূল তাপমাত্রা বলে। আরও গরম হলে এনজাইমের গঠন নষ্ট হয় (ডিন্যাচার) আর হার দ্রুত পড়ে যায়। পানি: পানি কম পড়লে পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যায়, তখন CO₂ ঢুকতে পারে না, ফলে হার কমে।

অভ্যন্তরীণ প্রভাবকের মধ্যে ক্লোরোফিল ছাড়া সালোকসংশ্লেষণ হয়ই না। কচি পাতা আর খুব বুড়ো পাতায় হার কম, পূর্ণবয়স্ক পাতায় বেশি। পাতায় বেশি শর্করা জমে গেলে হার কমে যায়, কারণ উৎপাদ সরিয়ে নেওয়া না হলে বিক্রিয়া ধীর হয়।

সীমাবদ্ধ উপাদান আর ব্ল্যাকম্যানের সূত্র

১৯০৫ সালে ব্রিটিশ উদ্ভিদবিজ্ঞানী এফ. এফ. ব্ল্যাকম্যান বলেন: কোনো প্রক্রিয়া যদি কয়েকটি আলাদা উপাদানের ওপর নির্ভর করে, তবে তার হার ঠিক করে দেয় সেই উপাদানটি, যেটি সবচেয়ে কম মাত্রায় আছে। একেই সীমাবদ্ধ উপাদানের সূত্র বলে। সহজ উদাহরণ: তিনজন মিলে একটা কাজ করছে, একজন খুব ধীর। বাকি দুজন যত দ্রুতই হোক, কাজের গতি ঠিক করবে ওই ধীর মানুষটাই। তাকে সাহায্য করলে তবেই কাজ দ্রুত হবে।

সিমুলেশনের মডেলটা ঠিক এই সূত্রে চলে। প্রতিটি উপাদান একটা “ছাদ” ঠিক করে: আলোর ছাদ = ০.৩০ × আলোর শতাংশ, CO₂-এর ছাদ = ০.০৫ × ppm, আর তাপমাত্রার ছাদ = ৩৫ × এনজাইমের দক্ষতা। হার হলো তিনটি ছাদের মধ্যে সবচেয়ে নিচেরটি, একক µmol CO₂ প্রতি বর্গমিটার পাতায় প্রতি সেকেন্ডে (উদ্ভিদবিজ্ঞানীরা এই এককই ব্যবহার করেন; রোদে থাকা ফসলের পাতায় সর্বোচ্চ প্রায় ২০–৩০)।

নিচের টেবিলে ২৫ °C-এ আলো বাড়িয়ে হার দেখানো হলো, স্বাভাবিক বাতাসে আর বেশি CO₂-তে। দেখো, স্বাভাবিক বাতাসে একসময় আলো বাড়ালেও হার আটকে যায়, কারণ তখন সীমাবদ্ধ উপাদান আলো থেকে CO₂ হয়ে গেছে। CO₂ বাড়ালে সমতল অংশটা উপরে ওঠে। এটাই ব্ল্যাকম্যানের বক্ররেখা।

আলো	হার (স্বাভাবিক বাতাস)	সীমাবদ্ধ উপাদান	হার (১০০০ ppm CO₂)
০ %	০.০	আলো	০.০
২০ %	৬.০	আলো	৬.০
৪০ %	১২.০	আলো	১২.০
৬০ %	১৮.০	আলো	১৮.০
৮০ %	২১.০	CO₂	২৪.০
১০০ %	২১.০	CO₂	২৪.৭

তাপমাত্রা আর এনজাইম: কেন একটা অনুকূল তাপমাত্রা আছে

অনুকূল তাপমাত্রার নিচে প্রতি ১০ °C তাপমাত্রা বাড়লে এনজাইমের বিক্রিয়ার হার মোটামুটি দ্বিগুণ হয় (একে Q₁₀ = ২ বলে)। আমাদের মডেলে অনুকূল তাপমাত্রা ৩০ °C। এর উপরে এনজাইমের প্রোটিন কাঠামো ভাঙতে শুরু করে, আর ৪৫ °C-এ মডেলে হার শূন্য হয়ে যায়।

নিচের টেবিলে শুধু এনজাইমের ছাদ দেখানো হলো, অর্থাৎ আলো আর CO₂ যথেষ্ট থাকলে তাপমাত্রা সর্বোচ্চ কত হার চলতে দেবে। টেবিলে দেখবে বাড়ার দিকটা ধীরে, পড়ার দিকটা খুব খাড়া। বাস্তবে বেশি গরমে এনজাইম একবার নষ্ট হলে ঠান্ডা করলেও পুরোপুরি আগের মতো হয় না।

তাপমাত্রা	এনজাইমের ছাদ (µmol m⁻² s⁻¹)	সর্বোচ্চের কত ভাগ
০ °C	৪.৪	১৩ %
১০ °C	৮.৮	২৫ %
২০ °C	১৭.৫	৫০ %
২৫ °C	২৪.৭	৭১ %
৩০ °C	৩৫.০	১০০ %
৩৫ °C	৩১.১	৮৯ %
৪০ °C	১৯.৪	৫৬ %
৪৫ °C	০.০	০ %

সিমুলেশনে নিজে পরীক্ষা করো

প্রতিটি পরীক্ষার আগে “আবার শুরু” চাপো, তাহলে গ্লুকোজ আর বুদবুদ গোনা শূন্য থেকে শুরু হবে।

পরীক্ষা ১: আলো বাড়াও, হার কোথায় আটকে যায় দেখো

CO₂ ৪২০ ppm আর তাপমাত্রা ২৫ °C রেখে আলো ০ থেকে ১০০% পর্যন্ত বাড়াও। প্রথমে হার সোজা বাড়বে আর সীমাবদ্ধ উপাদান লেখা থাকবে “আলো”। প্রায় ৭০%-এর পর হার আর বাড়বে না, সীমাবদ্ধ উপাদান হয়ে যাবে “কার্বন ডাইঅক্সাইড”। উপরের লেখচিত্রে বিন্দুটা সমতল অংশে উঠে যাবে।

পরীক্ষা ২: CO₂ বাড়িয়ে ছাদ ওঠাও

আলো ১০০% রেখে CO₂ ১০০০ ppm করো। লেখচিত্রের নীল রেখাটা ড্যাশ দেওয়া রেখার কাছে উঠে যাবে। এখন তাপমাত্রা (এনজাইম) সীমাবদ্ধ করছে। এরপর তাপমাত্রা ৩০ °C করলে আবার আলো সীমাবদ্ধ হয়ে যায়। একটা উপাদান ঠিক করলেই পরেরটা সামনে চলে আসে।

পরীক্ষা ৩: বেশি গরমে কী হয়

নিচের লেখচিত্রে বিন্দুটা টেনে ৩০ থেকে ৪৫ °C-এর দিকে নাও। হার দ্রুত নামবে আর ৪৫ °C-এ সীমাবদ্ধ উপাদান ঘরে লেখা আসবে “এনজাইম নষ্ট হয়ে গেছে”। শর্করা মিটার আর ভরবে না, O₂-ও বের হবে না।

পরীক্ষা ৪: হাইড্রিলার বুদবুদ গোনো

“হাইড্রিলা” দৃশ্যে যাও। শুরুর মানে প্রতি মিনিটে ৩৬টি বুদবুদ। সিমুলেশনে পাতার ঘড়ি পর্দার সময়ের চেয়ে ১০ গুণ দ্রুত চলে, তাই পাতার ঘড়িতে এক মিনিট পার হলে “মোট গোনা বুদবুদ” প্রায় ৩৬ হয়েছে কিনা মিলিয়ে দেখো। তারপর আলো অর্ধেক করে আবার গোনো।

পরীক্ষা ৫: ক্লোরোপ্লাস্টে দুই পর্যায়ের যোগাযোগ

“ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরে” দৃশ্যে আলো শূন্য করো। হলুদ ফোটন আসা বন্ধ হবে, ATP আর NADPH আসা থামবে, আর ক্যালভিন চক্রও থেমে যাবে। এখান থেকেই বোঝা যায় অন্ধকার পর্যায় সরাসরি আলো না লাগলেও আলোক পর্যায়ের ওপর পুরো নির্ভরশীল।

ল্যাবের পরীক্ষা: শ্বেতসার, আলো, ক্লোরোফিল আর অক্সিজেন

SSC ব্যবহারিক পরীক্ষা আর সৃজনশীল প্রশ্নে এই পরীক্ষাগুলো প্রায়ই আসে। প্রতিটির মূল কথা একটাই: যেখানে সালোকসংশ্লেষণ হয়েছে সেখানে শ্বেতসার জমেছে, আর আয়োডিন দিলে তা নীল-কালো হয়। নিচের টেবিলে সিমুলেশনের মডেল থেকে হিসাব করা হয়েছে, হাইড্রিলা পরীক্ষায় বাতির দূরত্ব বদলালে প্রতি মিনিটে বুদবুদ কত হয় (২৫ °C, স্বাভাবিক বাতাস)।

পাতায় শ্বেতসারের উপস্থিতি পরীক্ষা (আয়োডিন পরীক্ষা)

একটি টবের গাছ রোদে কয়েক ঘণ্টা রাখার পর একটি পাতা ছিঁড়ে নাও। পাতাটি কয়েক মিনিট পানিতে ফোটাও, এতে কোষ মরে যায় আর বিক্রিয়া থেমে যায়। এরপর পাতাটি অ্যালকোহলে (পানির পাত্রে বসিয়ে, সরাসরি আগুনে নয়) ফোটাও, ক্লোরোফিল গলে বেরিয়ে পাতা সাদাটে হয়ে যায়। গরম পানিতে ধুয়ে নরম করো, তারপর আয়োডিন দ্রবণ দাও। পাতা নীল-কালো হলে বুঝবে শ্বেতসার আছে, অর্থাৎ সালোকসংশ্লেষণ হয়েছে।

সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় আলোর অপরিহার্যতার পরীক্ষা

টবের গাছটি ৪৮ ঘণ্টা অন্ধকারে রাখো, যাতে পাতার সব শ্বেতসার খরচ হয়ে যায় (শ্বেতসারমুক্তকরণ)। এরপর একটি পাতার কিছু অংশ দুই পাশ থেকে কালো কাগজ দিয়ে ঢেকে ক্লিপ আটকে দাও, আর গাছটি কয়েক ঘণ্টা রোদে রাখো। আয়োডিন পরীক্ষা করলে ঢাকা অংশ বাদামি-হলুদ থাকে, খোলা অংশ নীল-কালো হয়। সিদ্ধান্ত: আলো ছাড়া সালোকসংশ্লেষণ হয় না।

সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় ক্লোরোফিলের অপরিহার্যতার পরীক্ষা

পাতাবাহার বা বাহারি মানিপ্লান্টের মতো বিচিত্রবর্ণ পাতা নাও, যার কিছু অংশ সবুজ আর কিছু অংশ সাদা বা হলুদ। গাছটি শ্বেতসারমুক্ত করে রোদে রাখার পর পাতাটির আয়োডিন পরীক্ষা করো। শুধু যেখানে সবুজ ছিল সেখানে নীল-কালো হয়, সাদা অংশ হয় না। সিদ্ধান্ত: ক্লোরোফিল ছাড়া সালোকসংশ্লেষণ হয় না। পরীক্ষার আগে পাতার একটা নকশা এঁকে রাখলে তুলনা করা সহজ।

কার্বন ডাইঅক্সাইডের অপরিহার্যতা (মোলের অর্ধপত্র পরীক্ষা)

শ্বেতসারমুক্ত গাছের একটি পাতার অর্ধেক একটি বোতলের ভেতরে ঢুকিয়ে দাও, যেখানে পটাশিয়াম হাইড্রক্সাইড (KOH) রাখা আছে। KOH বোতলের ভেতরের CO₂ শোষণ করে নেয়। কয়েক ঘণ্টা রোদে রাখার পর আয়োডিন দিলে বোতলের ভেতরের অর্ধেক নীল-কালো হয় না, বাইরের অর্ধেক হয়। সিদ্ধান্ত: CO₂ ছাড়া সালোকসংশ্লেষণ হয় না।

অক্সিজেন বের হওয়ার পরীক্ষা (হাইড্রিলা)

একটি বিকারে পানি নিয়ে তাতে হাইড্রিলা (ঝাঁঝি) রাখো, ওপরে একটি উল্টো ফানেল আর ফানেলের নলের ওপর পানিভর্তি উল্টো টেস্টটিউব বসাও। পানিতে সামান্য খাবার সোডা (সোডিয়াম বাইকার্বনেট) দিলে CO₂-এর জোগান বাড়ে। রোদে রাখলে বুদবুদ উঠে টেস্টটিউবের মাথায় গ্যাস জমে। জমা গ্যাসে জ্বলন্ত কাঠি নিভিয়ে রাখা শিখাহীন কাঠি ঢোকালে সেটি দপ করে জ্বলে ওঠে, তাই গ্যাসটি অক্সিজেন। বাতি সরিয়ে দূরে নিলে প্রতি মিনিটে বুদবুদ কমে যায়, সিমুলেশনে ঠিক এটাই দেখা যায়।

বাতির দূরত্ব	আলো	হার	বুদবুদ/মিনিট
১০ cm	১০০.০ %	২১.০	৪২.০
১৫ cm	৪৪.৪ %	১৩.৩	২৬.৭
২০ cm	২৫.০ %	৭.৫	১৫.০
৩০ cm	১১.১ %	৩.৩	৬.৭
৪০ cm	৬.৩ %	১.৯	৩.৮

C₃ ও C₄ উদ্ভিদ (HSC)

ধান, গম, আলু, সয়াবিনের মতো বেশির ভাগ উদ্ভিদে CO₂ বন্ধনের পর প্রথম স্থায়ী যৌগ ৩-কার্বনের 3-PGA, তাই এরা C₃ উদ্ভিদ। ভুট্টা, আখ, জোয়ার, মুথা ঘাসের মতো গরম দেশের কিছু উদ্ভিদে প্রথম স্থায়ী যৌগ ৪-কার্বনের অক্সালোঅ্যাসিটিক এসিড (OAA), তাই এরা C₄ উদ্ভিদ। এদের পথকে হ্যাচ-স্ল্যাক চক্র বলে।

C₄ উদ্ভিদের পাতায় ক্র্যাঞ্জ অ্যানাটমি থাকে: ভাস্কুলার বান্ডলের চারপাশে বান্ডল শিথ কোষের একটা বলয়। মেসোফিল কোষে PEP কার্বক্সিলেজ CO₂ ধরে, তারপর বান্ডল শিথ কোষে CO₂ ঘন করে ছেড়ে দেয়, সেখানে ক্যালভিন চক্র চলে। এতে ফটোরেসপিরেশন (আলোক-শ্বসন) প্রায় হয় না, গরম আর কড়া রোদে উৎপাদন বেশি। দাম হলো বেশি শক্তি: প্রতি গ্লুকোজে C₃-তে ১৮টি ATP, C₄-তে ৩০টি ATP।

বৈশিষ্ট্য	C₃ উদ্ভিদ	C₄ উদ্ভিদ
প্রথম স্থায়ী যৌগ	3-PGA (৩ কার্বন)	OAA (৪ কার্বন)
প্রথম CO₂ গ্রাহক	RuBP	PEP
মূল এনজাইম	রুবিস্কো	PEP কার্বক্সিলেজ ও রুবিস্কো
ক্র্যাঞ্জ অ্যানাটমি	নেই	আছে
ফটোরেসপিরেশন	বেশি	প্রায় নেই
অনুকূল তাপমাত্রা	কম (প্রায় ২০–২৫ °C)	বেশি (প্রায় ৩০–৪০ °C)
প্রতি গ্লুকোজে ATP	১৮	৩০
উদাহরণ	ধান, গম, আলু, সয়াবিন	ভুট্টা, আখ, জোয়ার

গাণিতিক সমস্যা ও সমাধান

সব হিসাবে C = ১২, H = ১, O = ১৬ ধরা হয়েছে। সিমুলেশনের পাতার ক্ষেত্রফল ৫০ বর্গসেন্টিমিটার।

সমস্যা ১: সমীকরণের দুই পাশের ভর মেলাও

৬ অণু CO₂-এর ভর ৬ × ৪৪ = ২৬৪ g, ১২ অণু পানির ভর ১২ × ১৮ = ২১৬ g, মোট ৪৮০ g। ডানে ১ অণু গ্লুকোজ ১৮০ g, ৬ অণু O₂ = ৬ × ৩২ = ১৯২ g, ৬ অণু পানি = ১০৮ g, মোট ৪৮০ g। দুই পাশ সমান, তাই সমীকরণটি ভর সংরক্ষণ মেনে চলে।

সমস্যা ২: ৯০ গ্রাম গ্লুকোজ বানাতে কত CO₂ লাগে

গ্লুকোজের মোল = ৯০ ÷ ১৮০ = ০.৫ মোল। সমীকরণ অনুযায়ী ১ মোল গ্লুকোজে ৬ মোল CO₂ লাগে, তাই লাগবে ৩ মোল CO₂ = ৩ × ৪৪ = ১৩২ g। একই সাথে ৩ মোল O₂ বের হবে = ৯৬ g, যার আয়তন আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপে ৩ × ২২.৪ = ৬৭.২ লিটার। নিট হিসাবে পানি খরচ হবে ৫৪ g।

সমস্যা ৩: সিমুলেশনের শুরুর মানে পাতা এক ঘণ্টায় কত গ্লুকোজ বানায়

শুরুতে আলো ৬০%, CO₂ ৪২০ ppm, তাপমাত্রা ২৫ °C। তিনটি ছাদ: আলো ১৮.০, CO₂ ২১.০, তাপমাত্রা ২৪.৭৫। সবচেয়ে ছোটটি আলোর, তাই হার ১৮.০ µmol CO₂ m⁻² s⁻¹ আর সীমাবদ্ধ উপাদান আলো।

৬টি CO₂ থেকে ১টি গ্লুকোজ, তাই গ্লুকোজ তৈরি হয় ১৮.০ ÷ ৬ µmol m⁻² s⁻¹। ৫০ cm² (= ০.০০৫ m²) পাতায় আর গ্লুকোজের আণবিক ভর ১৮০ ধরে পাতাটি প্রতি সেকেন্ডে বানায় ২.৭ µg, এক ঘণ্টায় ৯.৭২ mg, আর ১০ ঘণ্টার রোদেলা দিনে প্রায় ৯৭.২ mg গ্লুকোজ। একই এক ঘণ্টায় অক্সিজেন বের হয় ৩২৪ µmol, অর্থাৎ ১০.৩৭ mg।

গ্লুকোজ (µg/s) = (হার ÷ 6) × 180 × পাতার ক্ষেত্রফল (m²)

সমস্যা ৪: সীমাবদ্ধ উপাদান খুঁজে বের করো

পুরো রোদে (আলো ১০০%), CO₂ ৪২০ ppm আর ২৫ °C-এ তিনটি ছাদ: আলো ৩০.০, CO₂ ২১.০, তাপমাত্রা ২৪.৭৫। সবচেয়ে ছোট CO₂-এর, তাই হার ২১.০ আর সীমাবদ্ধ উপাদান CO₂। এখন আলো আরও বাড়ালে কোনো লাভ নেই।

CO₂ বাড়িয়ে ৬০০ ppm করলে CO₂-এর ছাদ হয় ৩০.০। এখন সবচেয়ে ছোট তাপমাত্রার ছাদ, হার ২৪.৭৫। তাপমাত্রা ৩০ °C করলে এনজাইমের ছাদ ৩৫.০ হয়, আর হার দাঁড়ায় ৩০.০; এবার আলো আবার সীমাবদ্ধ। এই কারণেই গ্রিনহাউসে CO₂, আলো আর তাপ একসাথে বাড়ানো হয়।

সমস্যা ৫: বাতি দূরে নিলে বুদবুদ কত কমে

আলোর তীব্রতা দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। বাতি ১০ cm দূরে থাকলে আলো ১০০% ধরি। ২০ cm-এ দূরত্ব ২ গুণ, তাই আলো ৪ ভাগের এক ভাগ = ২৫%। ১০ cm-এ হার ২১.০ (CO₂ সীমাবদ্ধ), বুদবুদ প্রতি মিনিটে ৪২টি। ২০ cm-এ হার ৭.৫ (আলো সীমাবদ্ধ), বুদবুদ ১৫টি। দূরত্ব দ্বিগুণ হলেও বুদবুদ অর্ধেক নয়, তার চেয়েও বেশি কমেছে।

I ∝ 1/d²বুদবুদ/মিনিট = হার × ২ (এই মডেলে)

সমস্যা ৬: তাপমাত্রা ১০ °C বাড়লে হার কত বাড়ে

আলো আর CO₂ যথেষ্ট থাকলে এনজাইমের ছাদই হার ঠিক করে। ১৫ °C-এ ছাদ ১২.৩৭, ২৫ °C-এ ২৪.৭৫। অনুপাত ২.০, অর্থাৎ ১০ °C বাড়াতে হার দ্বিগুণ (Q₁₀ = ২)। কিন্তু ৪০ °C-এ অনুকূল তাপমাত্রা পেরিয়ে ছাদ নেমে ১৯.৪৪ হয়ে যায়।

সমস্যা ৭: একটি গ্লুকোজ বানাতে কত ATP ও NADPH লাগে

C₃ পথে প্রতি CO₂-তে ৩ ATP ও ২ NADPH। গ্লুকোজে ৬টি কার্বন, তাই ৬ × ৩ = ১৮টি ATP আর ৬ × ২ = ১২টি NADPH। C₄ উদ্ভিদে প্রতি CO₂-তে ৫টি ATP, তাই ৩০টি ATP; অর্থাৎ ১২টি বেশি। বিনিময়ে তারা ফটোরেসপিরেশনে কার্বন হারায় না।

সমস্যা ৮: গ্লুকোজে কত শক্তি জমা হয়

এক মোল গ্লুকোজে প্রায় ২,৮৭০ kJ শক্তি জমা থাকে। ৯০ g গ্লুকোজ = ০.৫ মোল, তাই জমা শক্তি ০.৫ × ২,৮৭০ = ১,৪৩৫ kJ। সিমুলেশনের পাতা এক ঘণ্টায় ৯.৭২ mg গ্লুকোজ বানায়, তাতে জমা হয় প্রায় ১৫৫ J আলোক শক্তি, রাসায়নিক শক্তি হিসেবে।

সালোকসংশ্লেষণ ও শ্বসনের মধ্যে পার্থক্য

দুটো প্রক্রিয়া যেন একই মুদ্রার দুই পিঠ। একটির উৎপাদ অন্যটির কাঁচামাল। গাছ দিনরাত শ্বসন করে, কিন্তু সালোকসংশ্লেষণ করে শুধু আলো থাকলে। দিনের বেলা সালোকসংশ্লেষণ অনেক দ্রুত হয় বলে গাছ মোটের ওপর অক্সিজেন ছাড়ে।

বিষয়	সালোকসংশ্লেষণ	শ্বসন
কোথায় ঘটে	শুধু সবুজ কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে	সব জীবিত কোষে (সাইটোপ্লাজম ও মাইটোকন্ড্রিয়ায়)
কখন	শুধু আলোতে	দিনরাত সবসময়
কাঁচামাল	CO₂ ও পানি	গ্লুকোজ ও O₂
উৎপাদ	গ্লুকোজ ও O₂	CO₂, পানি ও শক্তি (ATP)
শক্তি	আলোক শক্তি জমা হয়	জমা শক্তি মুক্ত হয়
বিপাকের ধরন	উপচিতি (গঠনমূলক)	অপচিতি (ভাঙনমূলক)
শুষ্ক ওজন	বাড়ে	কমে

সালোকসংশ্লেষণের গুরুত্ব

সালোকসংশ্লেষণ না থাকলে কয়েক বছরের মধ্যে পৃথিবীর প্রায় সব খাদ্যশৃঙ্খল ভেঙে পড়ত। নিচে পয়েন্ট আকারে গুরুত্বগুলো দেওয়া হলো, পরীক্ষায় এভাবেই লিখতে পারো।

সব খাদ্যশৃঙ্খলের শুরু: উদ্ভিদ উৎপাদক, তৃণভোজী তাকে খায়, মাংসাশী তৃণভোজীকে খায়। আমাদের ভাত, ডাল, সবজি, ফল সবই সালোকসংশ্লেষণের ফল।
বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেনের জোগান দেয় আর CO₂ ও O₂-এর ভারসাম্য রাখে।
বাতাস থেকে CO₂ সরিয়ে বৈশ্বিক উষ্ণায়ন কিছুটা কমায়; বন আর সমুদ্রের শৈবাল বিশাল কার্বন ভান্ডার।
কয়লা, পেট্রোলিয়াম, প্রাকৃতিক গ্যাস হলো লাখ লাখ বছর আগের সালোকসংশ্লেষণে জমা সৌরশক্তি।
কাঠ, তুলা, পাট, রাবার, ওষুধের কাঁচামাল উদ্ভিদ থেকেই আসে।
সূর্যের আলোক শক্তিকে জীবজগতে ব্যবহারযোগ্য রাসায়নিক শক্তিতে রূপান্তরের প্রায় একমাত্র পথ।

যে ভুলগুলো সবাই করে

খাতায় লেখার আগে এই তালিকায় একবার চোখ বুলিয়ে নাও।

“অন্ধকার পর্যায় রাতে ঘটে” লেখা ভুল। এটি দিনের বেলাতেই ঘটে; শুধু সরাসরি আলো লাগে না।
“অক্সিজেন আসে CO₂ থেকে” লেখা ভুল। মুক্ত অক্সিজেন আসে পানির ফটোলাইসিস থেকে।
সরল সমীকরণে ১২H₂O আর ডান পাশে 6H₂O একসাথে লিখে ফেলা। পূর্ণ সমীকরণে ১২ আর ৬, সরল সমীকরণে দুই দিকে ৬ কেটে বাঁয়ে ৬, ডানে পানি নেই।
“গাছ রাতে শুধু CO₂ ছাড়ে, দিনে শ্বসন করে না” ভুল। শ্বসন সব সময় চলে; দিনে সালোকসংশ্লেষণ বেশি বলে তা ঢাকা পড়ে।
একটা উপাদান বাড়ালেই হার বাড়বে ধরে নেওয়া। সীমাবদ্ধ উপাদান না বাড়ালে হার বাড়ে না।
আয়োডিন পরীক্ষায় অ্যালকোহল সরাসরি আগুনে গরম করা। অ্যালকোহল দাহ্য, সবসময় পানির পাত্রে বসিয়ে গরম করতে হয়।
পাতা সবুজ কারণ “সবুজ আলো শোষণ করে” লেখা। আসলে সবুজ আলো প্রতিফলিত করে বলেই সবুজ দেখায়।

বাস্তব জীবনে সালোকসংশ্লেষণ

শীতের দেশে কৃষকেরা গ্রিনহাউসে টমেটো, শসা চাষ করে। ভেতরে বাতি জ্বালিয়ে আলো, হিটার দিয়ে তাপ, আর সিলিন্ডার থেকে CO₂ ছেড়ে বাতাসে CO₂ প্রায় ১০০০ ppm পর্যন্ত বাড়ানো হয়। ব্ল্যাকম্যানের সূত্র মেনেই তারা দেখে কোনটি সীমাবদ্ধ করছে, আর শুধু সেটাতেই টাকা খরচ করে।

অ্যাকোয়ারিয়ামে জলজ গাছ রাখলে দিনের বেলা মাছের জন্য অক্সিজেন বাড়ে। কিন্তু রাতে আলো না থাকলে গাছও অক্সিজেন খরচ করে, তাই বেশি গাছ আর বেশি মাছ একসাথে রাখলে ভোরে মাছ পানির উপরে এসে হাঁ করে। পুকুরে শেওলা বেশি জমলে একই কারণে ভোরবেলা মাছ মরে যেতে পারে।

বাংলাদেশে শীতকালে কম আলো আর কম তাপমাত্রায় বোরো ধানের চারা ধীরে বাড়ে। গ্রীষ্মে দুপুরের কড়া রোদে পানি কম পেলে পাতার পত্ররন্ধ্র বন্ধ হয়ে যায়, তখন CO₂ ঢুকতে না পারায় সালোকসংশ্লেষণ কমে যায়। তাই সেচ দিলে শুধু পানি না, খাদ্য তৈরিও বাড়ে।

বিজ্ঞানীরা এখন “কৃত্রিম সালোকসংশ্লেষণ” নিয়ে কাজ করছেন: সূর্যের আলো দিয়ে পানি ভেঙে হাইড্রোজেন জ্বালানি তৈরি। আবার ধানে C₄ বৈশিষ্ট্য ঢোকানোর গবেষণা চলছে, যাতে একই জমিতে বেশি ফলন হয়।

পরীক্ষার কর্নার: SSC ও HSC

নবম-দশম শ্রেণির জীববিজ্ঞানের “জীবনীশক্তি” অধ্যায়ে সালোকসংশ্লেষণ পড়ানো হয়, আর HSC জীববিজ্ঞান প্রথম পত্রে (উদ্ভিদ শারীরতত্ত্ব) আলোক পর্যায়ের ফটোসিস্টেম, ক্যালভিন চক্রের তিন ধাপ, C₃-C₄ আর ফটোরেসপিরেশন বিস্তারিত আসে। বহুনির্বাচনিতে সমীকরণ, স্থান (গ্রানা/স্ট্রোমা), প্রথম স্থায়ী যৌগ, প্রভাবক আর পরীক্ষাগুলোর উপকরণ (KOH, আয়োডিন, অ্যালকোহল) সবচেয়ে বেশি আসে।

একটি নমুনা সৃজনশীল প্রশ্ন

উদ্দীপক: রাফি একটি টবের গাছ দুই দিন অন্ধকার ঘরে রেখে দিল। তারপর একটি পাতার মাঝখানে কালো কাগজ জড়িয়ে গাছটি সারাদিন রোদে রাখল। বিকেলে পাতাটি ছিঁড়ে ফুটিয়ে, অ্যালকোহলে ধুয়ে আয়োডিন দিল।

ক. সালোকসংশ্লেষণের প্রথম স্থায়ী যৌগের নাম কী? (উত্তর: 3-PGA বা ফসফোগ্লিসারিক এসিড)
খ. অন্ধকার পর্যায়কে আলোক-নিরপেক্ষ পর্যায় বলা হয় কেন? ব্যাখ্যা করো।
গ. রাফির পাতার কোন অংশ নীল-কালো হবে এবং কেন, ব্যাখ্যা করো।
ঘ. গাছটিকে দুই দিন অন্ধকারে না রাখলে পরীক্ষার সিদ্ধান্ত কেন ভুল হতে পারত, বিশ্লেষণ করো।

বহুনির্বাচনির জন্য ঝটপট তথ্য

এগুলো মুখস্থ রাখলে কয়েকটা নম্বর নিশ্চিত।

ক্লোরোফিলের কেন্দ্রীয় পরমাণু: ম্যাগনেসিয়াম
আলোক পর্যায়ের স্থান: গ্রানা বা থাইলাকয়েড; অন্ধকার পর্যায়ের স্থান: স্ট্রোমা
মুক্ত O₂-এর উৎস: পানি
C₃ চক্রের CO₂ গ্রাহক: RuBP; এনজাইম: রুবিস্কো
C₄ উদ্ভিদের উদাহরণ: ভুট্টা, আখ
সীমাবদ্ধ উপাদানের সূত্র: ব্ল্যাকম্যান, ১৯০৫
সবচেয়ে কার্যকর আলো: লাল, তারপর নীল

রিভিশন: শেষ মুহূর্তের সারসংক্ষেপ

পরীক্ষার আগের রাতে এই কয়েকটা লাইন পড়ে নাও।

সংজ্ঞা: আলো + ক্লোরোফিল দিয়ে CO₂ ও পানি থেকে গ্লুকোজ তৈরি, O₂ মুক্ত।
পূর্ণ সমীকরণ: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O
আলোক পর্যায় (গ্রানা): ফটোলাইসিস, O₂ মুক্ত, ATP ও NADPH তৈরি।
অন্ধকার পর্যায় (স্ট্রোমা): ক্যালভিন চক্র, CO₂ বন্ধন, গ্লুকোজ তৈরি।
এক গ্লুকোজে ১৮ ATP ও ১২ NADPH (C₃)।
বাহ্যিক প্রভাবক: আলো, CO₂, তাপমাত্রা, পানি; অভ্যন্তরীণ: ক্লোরোফিল, পাতার বয়স, পত্ররন্ধ্র, জমা শর্করা।
সবচেয়ে কম থাকা উপাদানই হার ঠিক করে (ব্ল্যাকম্যান)।
পরীক্ষা: আয়োডিনে নীল-কালো = শ্বেতসার; কালো কাগজ = আলো, বিচিত্রবর্ণ পাতা = ক্লোরোফিল, KOH = CO₂।

সচরাচর জিজ্ঞাসা

সালোকসংশ্লেষণ কাকে বলে?

যে প্রক্রিয়ায় সবুজ উদ্ভিদ সূর্যালোকের উপস্থিতিতে ক্লোরোফিলের সাহায্যে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও পানি থেকে গ্লুকোজ তৈরি করে এবং অক্সিজেন ত্যাগ করে, তাকে সালোকসংশ্লেষণ বলে।

সালোকসংশ্লেষণের রাসায়নিক বিক্রিয়া কী?

পূর্ণ সমীকরণ 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O (আলো ও ক্লোরোফিলের উপস্থিতিতে)। সরল রূপে 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂।

সালোকসংশ্লেষণ কোথায় ঘটে?

পাতার মেসোফিল কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে। আলোক পর্যায় ঘটে থাইলাকয়েড বা গ্রানায়, অন্ধকার পর্যায় ঘটে স্ট্রোমায়।

সালোকসংশ্লেষণে উৎপন্ন অক্সিজেন কোথা থেকে আসে?

পানি থেকে। আলোক পর্যায়ে পানির ফটোলাইসিসে (2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂) অক্সিজেন মুক্ত হয়। রুবেন ও কামেন ১৯৪১ সালে ¹⁸O আইসোটোপ দিয়ে এটি প্রমাণ করেন।

সালোকসংশ্লেষণের বাহ্যিক প্রভাবকগুলো কী কী?

আলো, কার্বন ডাইঅক্সাইড, তাপমাত্রা, পানি ও অক্সিজেন। অভ্যন্তরীণ প্রভাবক হলো ক্লোরোফিল, পাতার বয়স ও গঠন, পত্ররন্ধ্র আর পাতায় জমা শর্করা।

সালোকসংশ্লেষণের জন্য পরিমিত তাপমাত্রা কত?

গাছভেদে আলাদা, সাধারণত প্রায় ২০ থেকে ৩৫ °C। এর নিচে এনজাইম ধীরে কাজ করে, আর অনেক বেশি গরমে (প্রায় ৪০–৪৫ °C-এর উপরে) এনজাইম নষ্ট হয়ে হার দ্রুত কমে যায়।

সীমাবদ্ধ উপাদান কাকে বলে?

কোনো প্রক্রিয়া কয়েকটি উপাদানের ওপর নির্ভর করলে যে উপাদানটি সবচেয়ে কম মাত্রায় থেকে হার ঠিক করে দেয়, তাকে সীমাবদ্ধ উপাদান বলে। ব্ল্যাকম্যান ১৯০৫ সালে এই সূত্র দেন।

ক্যালভিন চক্র কী?

স্ট্রোমায় ঘটা চক্রাকার বিক্রিয়া, যেখানে রুবিস্কো এনজাইম CO₂-কে RuBP-র সাথে যুক্ত করে এবং ATP ও NADPH খরচ করে শর্করা তৈরি হয়। এর তিন ধাপ: কার্বন বন্ধন, বিজারণ ও RuBP পুনরুৎপাদন।

অন্ধকার পর্যায় কি রাতে ঘটে?

না। এটি দিনের বেলায় আলোক পর্যায়ের সাথে একসাথে চলে। নামটি এসেছে কারণ এর বিক্রিয়ায় সরাসরি আলো লাগে না, তবে আলোক পর্যায়ের ATP ও NADPH ছাড়া এটি চলতে পারে না।

সালোকসংশ্লেষণ ও শ্বসনের প্রধান পার্থক্য কী?

সালোকসংশ্লেষণ শুধু সবুজ কোষে আলোতে ঘটে, CO₂ ও পানি থেকে গ্লুকোজ বানিয়ে শক্তি জমা করে। শ্বসন সব জীবিত কোষে সবসময় ঘটে, গ্লুকোজ ভেঙে CO₂, পানি ও শক্তি মুক্ত করে।