प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रकाश-अभिक्रियेमध्ये (Light reaction) वातावरणात उप-उत्पादन (By-product) म्हणून **मुक्त होणारा ऑक्सिजन वायू ($O_2$) खालीलपैकी नेमका कशाच्या विघटनातून (Photolysis) निर्माण होतो?**
EN
During the light-dependent photochemical reaction of photosynthesis, the molecular oxygen ($O_2$) released into the atmosphere as a vital by-product originates exclusively from the photolysis of which molecule?
योग्य उत्तर पाणी ($H_2O$) आहे.
मुख्य विश्लेषण:
•
प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत निर्माण होणारा प्राणवायू (ऑक्सिजन - $O_2$) हा पाण्याच्या रेणूच्या विघटनातून (Photolysis of Water) मुक्त होतो, कार्बन डायऑक्साईडमधून नाही!
•
पाण्याचे प्रकाश-अपघटन (Photolysis of Water):
•
हरितलवकाच्या (Chloroplast) थायलाकॉईड पटलावर (Thylakoid membrane) 'प्रकाश संस्था II' (Photosystem II - PS II) असते.
•
सूर्यप्रकाशाच्या उपस्थितीत मँगनीज ($Mn^{2+}$) आणि क्लोरीन ($Cl^-$) आयनांच्या मदतीने पाण्याचे विघटन होते:
$$2H_2O \xrightarrow{प्रकाश} 4H^+ + 4e^- + O_2\uparrow$$
•
ऐतिहासिक पुरावा: १९४१ मध्ये सॅम्युअल रुबेन आणि मार्टिन कामेन यांनी किरणोत्सर्गी ऑक्सिजन समस्थानिक ($^{18}O$) चा वापर करून सिद्ध केले की बाहेर पडणारा सर्व ऑक्सिजन हा पाण्यातूनच ($H_2^{18}O$) येतो.
•
कार्बन डायऑक्साईडचा ($CO_2$) वापर अंधार-अभिक्रियेत (Dark reaction / Calvin cycle) ग्लुकोज निर्मितीसाठी केला जातो.
पर्याय विश्लेषण:
•
पर्याय १: सूर्यप्रकाश हा ऊर्जेचा स्रोत आहे, रासायनिक द्रव्य नाही.
•
पर्याय २ व ४: चुकीचे (MPSC मधील हा अत्यंत प्रसिद्ध ट्रॅप आहे; $CO_2$ मधून ऑक्सिजन येत नाही).
•
पर्याय ३: योग्य उत्तर.
MPSC परीक्षा टीप
परीक्षेसाठी महत्त्वपूर्ण संकल्पना व शॉर्टकट
नेहमी लक्षात ठेवा:
•
बाहेर पडणारा $O_2$ $\rightarrow$ पाण्यातून ($H_2O$) येतो (Photolysis of water).
•
ग्लुकोजमधील कार्बन व ऑक्सिजन $\rightarrow$ कार्बन डायऑक्साईडमधून ($CO_2$) येतो!
•
पाण्याच्या विघटनासाठी आवश्यक मूलद्रव्ये: मँगनीज (Mn) आणि क्लोरीन (Cl)!
translate
English Explanation / स्पष्टीकरण:
The correct answer is Water.
Key Analysis:
•
The oxygen ($O_2$) released during oxygenic photosynthesis originates exclusively from the photolysis (splitting) of water ($H_2O$), NOT from carbon dioxide ($CO_2$).
•
Mechanism of Water Photolysis:
•
Located on the luminal side of the thylakoid membrane, the Oxygen-Evolving Complex (OEC) associated with Photosystem II (PS-II) splits water using captured light energy:
$$2H_2O \rightarrow 4H^+ + 4e^- + O_2\uparrow$$
•
This reaction critically requires Manganese ($Mn$) and Chlorine ($Cl$) ions.
•
Experimental Proof: In 1941, Ruben, Randall, and Kamen used heavy isotope-labeled water ($H_2^{18}O$) to definitively demonstrate that all released gaseous $O_2$ is isotopic $^{18}O_2$, while providing normal $C^{16}O_2$.
•
Carbon dioxide is utilized subsequently in the light-independent Calvin cycle to form carbohydrates.
Distractor Analysis:
•
Option 1: Sunlight provides energy, not matter.
•
Option 2 & 4: Classic exam trap; $CO_2$ supplies carbon and oxygen for glucose synthesis, not molecular $O_2$ gas.
•
Option 3: Correct answer.
MPSC EXAM TIP
High-Yield Exam Strategy Tip
Core Photosynthesis Truths:
•
Evolved $O_2$ comes from: Water ($H_2O$)
•
Carbon in glucose comes from: Carbon Dioxide ($CO_2$)
•
Minerals required for photolysis of water: Manganese (Mn) and Chlorine (Cl)!