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Ch 11Photosynthesis in Higher Plantsउच्च पादपों में प्रकाश-संश्लेषणPhotosynthesis in Higher Plants

Early experiments, site of photosynthesis, pigments, light reaction, Z scheme, photophosphorylation, chemiosmosis, Calvin cycle, C₄ pathway, photorespiration and limiting factors — with tappable diagrams.प्रारंभिक प्रयोग, प्रकाश-संश्लेषण का स्थल, वर्णक, प्रकाश अभिक्रिया, Z योजना, प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन, रसोपरासरण, केल्विन चक्र, C₄ पथ, प्रकाश श्वसन और सीमाकारी कारक — टैप करने वाले चित्रों के साथ।Early experiments, photosynthesis kahan, pigments, light reaction, Z scheme, photophosphorylation, chemiosmosis, Calvin cycle, C₄ pathway, photorespiration, limiting factors — tap wale diagrams ke saath.

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Diagrams in this chapterइस अध्याय के डायग्रामIs chapter ke diagrams

Z scheme of light reactionप्रकाश अभिक्रिया की Z योजनाZ scheme of light reactionFig 11.5The Calvin cycle (C₃ cycle)केल्विन चक्र (C₃ चक्र)The Calvin cycle (C₃ cycle)Fig 11.8The C₄ (Hatch and Slack) pathwayC₄ (हैच और स्लैक) पथThe C₄ (Hatch and Slack) pathwayFig 11.9 (a)Kranz anatomy of a C₄ leaf (T.S.)C₄ पत्ती की क्रांज़ शारीरिकी (अनुप्रस्थ काट)Kranz anatomy of a C₄ leaf (T.S.)Fig 11.9 (b)Effect of light intensity on the rate of photosynthesisप्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रकाश की तीव्रता का प्रभावEffect of light intensity on the rate of photosynthesisFig 11.10
In this chapter (NCERT sections)इस अध्याय में (NCERT खंड)Is chapter mein (NCERT sections)
  1. 11.1What do we know?हम क्या जानते हैं?Hum kya jaante hain?
  2. 11.2Early experimentsप्रारंभिक प्रयोगEarly experiments
  3. 11.3Where does photosynthesis take place?प्रकाश-संश्लेषण कहाँ होता है?Photosynthesis kahan?
  4. 11.4How many pigments are involved in photosynthesis?प्रकाश-संश्लेषण में कितने वर्णक भाग लेते हैं?Kitne pigments?
  5. 11.5What is light reaction?प्रकाश अभिक्रिया क्या है?Light reaction kya?
  6. 11.6The electron transportइलेक्ट्रॉन परिवहनElectron transport
  7. 11.7Where are the ATP and NADPH used?ATP और NADPH कहाँ उपयोग होते हैं?ATP-NADPH kahan use?
  8. 11.8The C₄ pathwayC₄ पथC₄ pathway
  9. 11.9Photorespirationप्रकाश श्वसनPhotorespiration
  10. 11.10Factors affecting photosynthesisप्रकाश-संश्लेषण को प्रभावित करने वाले कारकPhotosynthesis ke factors
  11. ★Yaad rakho — quick revisionयाद रखो — झटपट दोहरावYaad rakho — quick revision
  12. ⚠Common mistakesआम गलतियाँCommon mistakes
  13. ✎NCERT questions — short answersNCERT प्रश्न — संक्षिप्त उत्तरNCERT questions — short answers
  14. 🎯Quizक्विज़Quiz

Green plants make their own food by photosynthesis — a physico-chemical process that uses light energy to drive the synthesis of organic compounds. All life on earth ultimately depends on it: it is the primary source of all food and it releases oxygen into the atmosphere.हरे पादप प्रकाश-संश्लेषण से अपना भोजन बनाते हैं — एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया जो प्रकाश ऊर्जा से कार्बनिक यौगिक बनाती है। पृथ्वी का पूरा जीवन इस पर निर्भर: यह सारे भोजन का प्राथमिक स्रोत है और वायुमंडल में ऑक्सीजन छोड़ता है।Green plants photosynthesis se khana banate — light energy se organic compounds. Saare khane ka source + oxygen.

11.1What do we know?हम क्या जानते हैं?Hum kya jaante hain?

Simple experiments show that chlorophyll, light and CO₂ are required. In a variegated leaf (or a leaf partly covered with black paper) kept in light and tested for starch, only the green, lighted parts show starch. Half-leaf experiment: a leaf partly enclosed in a test tube with KOH-soaked cotton (which absorbs CO₂) — the enclosed part shows no starch, proving CO₂ is needed.सरल प्रयोग दिखाते हैं कि पर्णहरित (क्लोरोफ़िल), प्रकाश और CO₂ आवश्यक हैं। चित्तीदार पत्ती (या आंशिक काले कागज़ से ढकी पत्ती) में मंड परीक्षण पर केवल हरे, प्रकाशित भाग में मंड। अर्ध-पत्ती प्रयोग: पत्ती का भाग KOH भीगी रुई (जो CO₂ सोखती है) वाली परखनली में — उस भाग में मंड नहीं, अतः CO₂ आवश्यक।Chlorophyll, light, CO₂ zaroori. Variegated leaf: sirf hare + roshni wale hisse mein starch. KOH (CO₂ sokhta) wale hisse mein starch nahi.

11.2Early experimentsप्रारंभिक प्रयोगEarly experiments

Overall equation: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ (in light, with chlorophyll). 12 H₂O are written to show that all O₂ comes from water.समग्र समीकरण: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ (प्रकाश व क्लोरोफ़िल में)। 12 H₂O यह दिखाने के लिए कि सारी O₂ जल से आती है।Overall equation: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂.

11.3Where does photosynthesis take place?प्रकाश-संश्लेषण कहाँ होता है?Photosynthesis kahan?

In green parts, mainly leaves, inside mesophyll cells that contain many chloroplasts; chloroplasts align along the walls to get optimum light. Inside the chloroplast, the membrane system (grana, stroma lamellae) traps light and makes ATP and NADPH — the light reaction; enzymatic reactions in the stroma reduce CO₂ to sugar — the biosynthetic (dark) reaction, which is light-driven but does not directly need light. 3D chloroplast, 3D leaf.हरे भागों, मुख्यतः पत्तियों की पर्णमध्योतक कोशिकाओं में जिनमें अनेक हरितलवक; ये भित्तियों के साथ सज्जित होकर इष्टतम प्रकाश लेते। हरितलवक में झिल्ली तंत्र (ग्रेना, पीठिका पटलिकाएँ) प्रकाश ग्रहण कर ATP और NADPH बनाता — प्रकाश अभिक्रिया; पीठिका में एंजाइमी अभिक्रियाएँ CO₂ को शर्करा में अपचयित करती हैं — जैव-संश्लेषी (अंधकार) अभिक्रिया, जो प्रकाश पर आधारित है पर सीधे प्रकाश नहीं चाहती। 3D हरितलवक, 3D पत्ती।Leaf mesophyll ke chloroplasts mein. Grana/thylakoids = light reaction (ATP + NADPH). Stroma = dark/biosynthetic reaction (CO₂ → sugar). 3D chloroplast, 3D leaf.

11.4How many pigments are involved in photosynthesis?प्रकाश-संश्लेषण में कितने वर्णक भाग लेते हैं?Kitne pigments?

Paper chromatography of leaf pigments shows four: chlorophyll a (bright or blue-green), chlorophyll b (yellow-green), xanthophylls (yellow) and carotenoids (yellow to yellow-orange). Chlorophyll a is the chief pigment — its absorption peaks in the blue and red regions match the action spectrum, so most photosynthesis occurs there. Chlorophyll b, xanthophylls and carotenoids are accessory pigments: they absorb light of other wavelengths and pass the energy to chlorophyll a, widening the range of usable light, and they protect chlorophyll a from photo-oxidation.पत्ती वर्णकों की पेपर क्रोमैटोग्राफ़ी से चार वर्णक: क्लोरोफ़िल a (चमकीला या नीला-हरा), क्लोरोफ़िल b (पीला-हरा), ज़ैंथोफ़िल (पीला) और कैरोटिनॉइड (पीला से पीला-नारंगी)। क्लोरोफ़िल a मुख्य वर्णक है — इसके अवशोषण शिखर नीले और लाल में, क्रिया स्पेक्ट्रम से मेल खाते। क्लोरोफ़िल b, ज़ैंथोफ़िल व कैरोटिनॉइड सहायक वर्णक हैं: अन्य तरंगदैर्घ्य ग्रहण कर ऊर्जा क्लोरोफ़िल a को देते और इसे प्रकाश-ऑक्सीकरण से बचाते हैं।4 pigments: chl a (blue-green, main), chl b (yellow-green), xanthophyll (yellow), carotenoid (orange). Chl a blue + red absorb karta. Baaki accessory — range badhate, chl a ko photo-oxidation se bachate.

11.5What is light reaction?प्रकाश अभिक्रिया क्या है?Light reaction kya?

Light reactions (the photochemical phase) include light absorption, water splitting, oxygen release and formation of high-energy ATP and NADPH. Pigments are organised into two discrete photochemical light harvesting complexes (LHC) — Photosystem I (PS I) and Photosystem II (PS II), named in order of discovery, not function. Each LHC has hundreds of pigment molecules bound to proteins forming an antenna; the reaction centre is a single chlorophyll a molecule — in PS I it absorbs at 700 nm (P700), in PS II at 680 nm (P680).प्रकाश अभिक्रियाएँ (प्रकाश-रासायनिक चरण) — प्रकाश अवशोषण, जल विघटन, ऑक्सीजन मुक्ति और उच्च ऊर्जा ATP व NADPH का निर्माण। वर्णक दो प्रकाश संग्रही सम्मिश्रों (LHC) — प्रकाश तंत्र I (PS I) और प्रकाश तंत्र II (PS II) — में संगठित (नाम खोज के क्रम में, कार्य के नहीं)। प्रत्येक में सैकड़ों वर्णक अणु प्रोटीन से बँधकर ऐंटेना बनाते; अभिक्रिया केंद्र एक क्लोरोफ़िल a अणु — PS I में 700 nm (P700), PS II में 680 nm (P680)।Light reaction: light absorb, water split, O₂, ATP + NADPH. PS I (reaction centre P700) aur PS II (P680) — naam discovery order se. Antenna + reaction centre (chl a).

11.6The electron transportइलेक्ट्रॉन परिवहनElectron transport

In PS II, the reaction centre absorbs 680 nm red light; electrons are excited, jump to an orbit farther from the nucleus and are picked up by an electron acceptor, which passes them to an electron transport system of cytochromes. They move downhill on the redox potential scale and reach PS I, where electrons (excited by 700 nm light) are transferred to another acceptor with greater redox potential and then downhill to NADP⁺, reducing it to NADPH + H⁺. This whole path from PS II uphill → downhill to PS I → uphill again → NADP⁺ is the Z scheme. PS II, PS I.PS II में अभिक्रिया केंद्र 680 nm लाल प्रकाश ग्रहण करता; इलेक्ट्रॉन उत्तेजित होकर इलेक्ट्रॉन ग्राही पर, जो उन्हें साइटोक्रोम के इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र को देता है। वे रेडॉक्स विभव पैमाने पर नीचे की ओर PS I तक; वहाँ 700 nm प्रकाश से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन दूसरे ग्राही को, फिर NADP⁺ तक, जो NADPH + H⁺ बनता। PS II से ऊपर → नीचे PS I → फिर ऊपर → NADP⁺ यह पूरा पथ Z योजना है। PS II, PS I।PS II (680) → acceptor → cytochromes (downhill) → PS I (700) → acceptor → NADP⁺ → NADPH. Shape = Z scheme. PS II, PS I.

Z scheme of light reactionप्रकाश अभिक्रिया की Z योजनाZ scheme of light reactionNCERT Fig 11.5 · 9 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsLight excites PS II (P680); electrons go to an acceptor, then downhill along the electron transport chain (cytochromes) to PS I (P700). Light excites PS I; electrons go up to another acceptor and then to NADP⁺ → NADPH + H⁺. Electrons lost by PS II are replaced by splitting of water (2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁻). The up–down–up path looks like a Z. Electron flow down the chain makes ATP (non-cyclic photophosphorylation).प्रकाश PS II (P680) को उत्तेजित करता है; इलेक्ट्रॉन ग्राही पर, फिर इलेक्ट्रॉन परिवहन तंत्र (साइटोक्रोम) से नीचे PS I (P700) तक। प्रकाश PS I को उत्तेजित करता है; इलेक्ट्रॉन दूसरे ग्राही से NADP⁺ → NADPH + H⁺। PS II के इलेक्ट्रॉनों की पूर्ति जल के विघटन से (2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁻)। ऊपर–नीचे–ऊपर पथ Z जैसा। इलेक्ट्रॉन प्रवाह से ATP (अचक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन)।Light → PS II (P680) → acceptor → cytochromes (neeche) → PS I (P700) → light → acceptor → NADPH. PS II ko electrons water splitting se. Shape Z.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

11.6.1Splitting of waterजल का विघटनWater splitting

PS II needs a continuous supply of electrons; they come from splitting of water: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁻. The water-splitting complex is associated with PS II, which lies on the inner side of the thylakoid membrane — so protons and O₂ form in the lumen. O₂ is released as a by-product. Water splitting.PS II को इलेक्ट्रॉनों की निरंतर पूर्ति जल विघटन से: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁻। जल-विघटन सम्मिश्र PS II से जुड़ा, जो थाइलेकॉइड झिल्ली के भीतरी ओर स्थित — इसलिए प्रोटॉन और O₂ ल्यूमेन में बनते। O₂ उपोत्पाद के रूप में मुक्त। जल विघटन।2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁻, PS II ke saath, thylakoid ke andar (lumen) ki taraf. O₂ by-product. Water splitting.

11.6.2Cyclic and non-cyclic photophosphorylationचक्रीय और अचक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशनCyclic aur non-cyclic photophosphorylation

Synthesis of ATP from ADP + Pi in the presence of light is photophosphorylation. When both PS II and PS I work in series (Z scheme), electrons are not returned: non-cyclic photophosphorylation — it forms ATP and NADPH + H⁺ and releases O₂. When only PS I is functional, the electron circulates within the photosystem and back via the ETS: cyclic photophosphorylation — it occurs in the stroma lamellae, which have PS I but lack PS II and NADP reductase; it forms only ATP, no NADPH and no O₂. It may also occur when only light of wavelengths beyond 680 nm is available.प्रकाश में ADP + Pi से ATP बनना प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन है। जब PS II और PS I दोनों क्रम से (Z योजना) कार्य करते और इलेक्ट्रॉन वापस नहीं आते — अचक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन: ATP और NADPH + H⁺ बनते, O₂ मुक्त। जब केवल PS I सक्रिय, इलेक्ट्रॉन घूमकर ETS से वापस — चक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन: पीठिका पटलिकाओं में, जिनमें PS I है पर PS II व NADP रिडक्टेज़ नहीं; केवल ATP बनता, NADPH व O₂ नहीं। यह 680 nm से अधिक तरंगदैर्घ्य के प्रकाश में भी होता है।Non-cyclic: PS II + PS I, ATP + NADPH + O₂. Cyclic: sirf PS I, stroma lamellae mein (PS II, NADP reductase nahi), sirf ATP; >680 nm light mein bhi.

11.6.3Chemiosmotic hypothesisरसोपरासरण परिकल्पनाChemiosmotic hypothesis

ATP synthesis is linked to a proton gradient across the thylakoid membrane, with protons accumulating inside the lumen: (1) water splitting on the inner side releases H⁺ into the lumen; (2) as electrons move through the photosystems, protons are carried across the membrane (the primary acceptor is on the outer side and passes electrons to an H carrier, which takes a proton from the stroma and releases it into the lumen); (3) NADP reductase on the stroma side uses H⁺ from the stroma to reduce NADP⁺. So H⁺ falls in the stroma and rises in the lumen — a gradient and a measurable pH fall in the lumen. Breakdown of the gradient through the ATPase (CF₀ + CF₁) releases energy: CF₀ is embedded in the membrane and forms a transmembrane channel for facilitated diffusion of protons; CF₁ protrudes into the stroma and changes conformation to synthesise ATP. ATP and NADPH are used immediately in the stroma for CO₂ fixation.ATP संश्लेषण थाइलेकॉइड झिल्ली के आर-पार प्रोटॉन प्रवणता से जुड़ा, प्रोटॉन ल्यूमेन के भीतर एकत्र: (1) भीतरी ओर जल विघटन से H⁺ ल्यूमेन में; (2) इलेक्ट्रॉन प्रवाह के साथ प्रोटॉन झिल्ली के पार ले जाए जाते (H वाहक पीठिका से प्रोटॉन लेकर ल्यूमेन में छोड़ता); (3) पीठिका की ओर स्थित NADP रिडक्टेज़ पीठिका के H⁺ से NADP⁺ अपचयित करता। अतः पीठिका में H⁺ घटते, ल्यूमेन में बढ़ते — प्रवणता और ल्यूमेन में pH में गिरावट। प्रवणता का टूटना ATPase (CF₀ + CF₁) से ऊर्जा देता: CF₀ झिल्ली में धँसा, प्रोटॉनों के सुगम विसरण हेतु पारझिल्ली चैनल; CF₁ पीठिका की ओर उभरा, संरचना बदलकर ATP बनाता। ATP और NADPH पीठिका में तुरंत CO₂ स्थिरीकरण में।Thylakoid lumen mein H⁺ jama (water split, carriers, NADP reductase stroma side) → proton gradient. H⁺ CF₀ channel se bahar → CF₁ ATP banata.

11.7Where are the ATP and NADPH used?ATP और NADPH कहाँ उपयोग होते हैं?ATP-NADPH kahan use?

In the biosynthetic phase (stroma), CO₂ and H₂O are combined using ATP and NADPH to form sugars. This phase does not directly depend on light but on the products of the light reaction. Melvin Calvin, with J.A. Bassham, used radioactive ¹⁴C in algal photosynthesis and found that the first CO₂ fixation product is a 3-carbon organic acid — 3-phosphoglyceric acid (PGA). Plants where the first product is a C₃ acid are C₃ plants; plants where the first product is oxaloacetic acid (OAA, 4C) are C₄ plants.जैव-संश्लेषी चरण (पीठिका) में ATP और NADPH की सहायता से CO₂ और H₂O से शर्करा बनती। यह चरण सीधे प्रकाश पर नहीं, प्रकाश अभिक्रिया के उत्पादों पर निर्भर। मेल्विन केल्विन ने जे.ए. बैशम के साथ शैवाल में रेडियोधर्मी ¹⁴C से पाया कि CO₂ स्थिरीकरण का पहला उत्पाद 3-कार्बन अम्ल — 3-फ़ॉस्फ़ोग्लिसरिक अम्ल (PGA) है। जिनमें पहला उत्पाद C₃ अम्ल — C₃ पादप; जिनमें ऑक्सैलोऐसीटिक अम्ल (OAA, 4C) — C₄ पादप।Stroma mein ATP + NADPH se sugar. Calvin + Bassham — ¹⁴C se: pehla product 3-PGA (3C) → C₃ plants; OAA (4C) → C₄ plants.

11.7.1The primary acceptor of CO₂CO₂ का प्राथमिक ग्राहीCO₂ ka primary acceptor

The acceptor in C₃ plants turned out to be a 5-carbon ketose sugar — ribulose bisphosphate (RuBP), not a 2-carbon molecule as first guessed.C₃ पादपों में ग्राही 5-कार्बन कीटोज़ शर्करा — राइबुलोज़ बिसफ़ॉस्फ़ेट (RuBP) निकली, न कि पहले अनुमानित 2-कार्बन अणु।C₃ mein acceptor = RuBP (5C ketose sugar).

11.7.2The Calvin cycleकेल्विन चक्रCalvin cycle

The Calvin pathway occurs in all photosynthetic plants, C₃ or C₄. It has three stages: (1) Carboxylation — fixation of CO₂ into a stable organic intermediate: RuBP + CO₂ → 2 molecules of 3-PGA, catalysed by RuBisCO (RuBP carboxylase-oxygenase); the most crucial step. (2) Reduction — a series of reactions forming glucose; uses 2 ATP for phosphorylation and 2 NADPH for reduction per CO₂ fixed; six turns are needed to fix 6 CO₂ for one glucose. (3) Regeneration of RuBP — needs 1 ATP per CO₂. So each CO₂ needs 3 ATP + 2 NADPH; one glucose needs 6 turns, 18 ATP and 12 NADPH (the extra ATP over the light reaction ratio is one reason cyclic photophosphorylation exists). Carboxylation, regeneration.केल्विन पथ सभी प्रकाश-संश्लेषी पादपों (C₃ या C₄) में। तीन चरण: (1) कार्बोक्सिलीकरण — CO₂ का स्थायी मध्यवर्ती में स्थिरीकरण: RuBP + CO₂ → 3-PGA के 2 अणु, RuBisCO (RuBP कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजिनेज़) द्वारा; सबसे महत्वपूर्ण चरण। (2) अपचयन — ग्लूकोज़ बनने की अभिक्रियाएँ; प्रति CO₂ 2 ATP फ़ॉस्फ़ोरिलेशन व 2 NADPH अपचयन हेतु; एक ग्लूकोज़ के लिए 6 चक्कर। (3) RuBP का पुनर्जनन — प्रति CO₂ 1 ATP। अतः प्रति CO₂ 3 ATP + 2 NADPH; एक ग्लूकोज़ हेतु 6 चक्कर, 18 ATP और 12 NADPH। कार्बोक्सिलीकरण, पुनर्जनन।Sab plants mein. Carboxylation (RuBP + CO₂ → 2 PGA, RuBisCO), Reduction (2 ATP + 2 NADPH/CO₂), Regeneration (1 ATP/CO₂). 1 glucose = 6 CO₂, 18 ATP, 12 NADPH. Carboxylation, regeneration.

The Calvin cycle (C₃ cycle)केल्विन चक्र (C₃ चक्र)The Calvin cycle (C₃ cycle)NCERT Fig 11.8 · 7 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsThree stages in the stroma: (1) Carboxylation — CO₂ fixed to RuBP (5C) by RuBisCO → 2 molecules of 3-PGA (3C, the first stable product). (2) Reduction — 3-PGA → triose phosphate using 2 ATP + 2 NADPH per CO₂. (3) Regeneration of RuBP — 1 ATP per CO₂. So per CO₂: 3 ATP + 2 NADPH; for one glucose (6 turns): 18 ATP + 12 NADPH.पीठिका में तीन चरण: (1) कार्बोक्सिलीकरण — RuBisCO द्वारा CO₂ का RuBP (5C) से स्थिरीकरण → 3-PGA के 2 अणु (3C, पहला स्थायी उत्पाद)। (2) अपचयन — 3-PGA → ट्रायोज़ फ़ॉस्फ़ेट, प्रति CO₂ 2 ATP + 2 NADPH। (3) RuBP का पुनर्जनन — प्रति CO₂ 1 ATP। अतः प्रति CO₂: 3 ATP + 2 NADPH; एक ग्लूकोज़ (6 चक्र): 18 ATP + 12 NADPH।Stroma mein: Carboxylation (RuBP + CO₂ → 2 × 3-PGA, RuBisCO) → Reduction (ATP + NADPH) → Regeneration of RuBP. Ek glucose = 6 CO₂, 18 ATP, 12 NADPH.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

11.8The C₄ pathwayC₄ पथC₄ pathway

Plants adapted to dry tropical regions (maize, sorghum) have the C₄ pathway: the first product is OAA (4C), but they still use the Calvin cycle as the main biosynthetic pathway. They tolerate higher temperatures, respond to high light intensities, lack photorespiration and have greater biomass productivity. Their leaves show Kranz anatomy — large bundle sheath cells around the vascular bundles with many chloroplasts, thick gas-impervious walls and no intercellular spaces. In the mesophyll, the primary acceptor phosphoenol pyruvate (PEP, 3C) fixes CO₂ by PEP carboxylase (PEPcase) → OAA; mesophyll cells lack RuBisCO. OAA forms malic or aspartic acid, which moves to the bundle sheath, is broken down to release CO₂ and a 3-carbon molecule; the CO₂ enters the Calvin cycle (bundle sheath cells are rich in RuBisCO but lack PEPcase); the 3C molecule returns to the mesophyll to form PEP again. This is the Hatch and Slack pathway. PEPcase, bundle sheath.शुष्क उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के पादप (मक्का, ज्वार) में C₄ पथ: पहला उत्पाद OAA (4C), पर मुख्य जैव-संश्लेषी पथ केल्विन चक्र ही। ये उच्च ताप सहते, तीव्र प्रकाश पर अनुक्रिया करते, प्रकाश श्वसन नहीं और अधिक जैवभार उत्पादकता। पत्तियों में क्रांज़ शारीरिकी — संवहन बंडलों के चारों ओर बड़ी पूलाच्छद कोशिकाएँ, अनेक हरितलवक, गैस-अपारगम्य मोटी भित्ति, अंतराकोशिकीय अवकाश नहीं। पर्णमध्योतक में प्राथमिक ग्राही फ़ॉस्फ़ोइनॉल पाइरुवेट (PEP, 3C), PEP कार्बोक्सिलेज़ (PEPcase) से CO₂ स्थिर → OAA; पर्णमध्योतक में RuBisCO नहीं। OAA से मैलिक या ऐस्पार्टिक अम्ल, पूलाच्छद में जाकर CO₂ और 3-कार्बन अणु में टूटता; CO₂ केल्विन चक्र में (पूलाच्छद में RuBisCO प्रचुर, PEPcase नहीं); 3C अणु पर्णमध्योतक में लौटकर PEP बनाता। यही हैच और स्लैक पथ है। PEPcase, पूलाच्छद।Dry tropical plants (maize, sorghum): pehla product OAA. High temp/light, no photorespiration, zyada productivity. Kranz anatomy. Mesophyll: PEP + CO₂ → OAA (PEPcase), RuBisCO nahi → malic/aspartic → bundle sheath mein CO₂ → Calvin cycle. Hatch-Slack pathway. PEPcase, bundle sheath.

Kranz anatomy of a C₄ leaf (T.S.)C₄ पत्ती की क्रांज़ शारीरिकी (अनुप्रस्थ काट)Kranz anatomy of a C₄ leaf (T.S.)NCERT Fig 11.9 (b) · 4 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsIn C₄ plants (maize, sorghum) the vascular bundles are surrounded by large bundle sheath cells arranged like a wreath (“Kranz”). These cells have many chloroplasts, thick walls impervious to gases and no intercellular spaces. Mesophyll cells lie outside them. C₃ leaves lack this arrangement.C₄ पादपों (मक्का, ज्वार) में संवहन बंडल बड़ी पूलाच्छद (बंडल शीथ) कोशिकाओं से माला (“क्रांज़”) जैसे घिरे। इनमें अनेक हरितलवक, गैसों के लिए अपारगम्य मोटी भित्तियाँ और अंतराकोशिकीय अवकाश नहीं। बाहर पर्णमध्योतक कोशिकाएँ। C₃ पत्तियों में यह व्यवस्था नहीं।C₄ (maize, sorghum) mein vascular bundle ke chaaron taraf bade bundle sheath cells — wreath = Kranz. Bahut chloroplasts, mote walls, no air spaces.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →
The C₄ (Hatch and Slack) pathwayC₄ (हैच और स्लैक) पथThe C₄ (Hatch and Slack) pathwayNCERT Fig 11.9 (a) · 7 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsMesophyll: the primary CO₂ acceptor PEP (3C) takes up CO₂ with PEPcase → OAA (4C, first product) → malic or aspartic acid, sent to the bundle sheath. There the C₄ acid is decarboxylated, releasing CO₂ for the Calvin cycle (RuBisCO is only here); the C₃ acid returns to the mesophyll and is converted back to PEP. High CO₂ around RuBisCO stops photorespiration.पर्णमध्योतक: प्राथमिक CO₂ ग्राही PEP (3C), PEPcase से CO₂ लेकर → OAA (4C, पहला उत्पाद) → मैलिक या ऐस्पार्टिक अम्ल, पूलाच्छद में भेजा जाता। वहाँ C₄ अम्ल का विकार्बोक्सिलीकरण, CO₂ केल्विन चक्र को (RuBisCO केवल यहीं); C₃ अम्ल वापस पर्णमध्योतक में PEP बनता। RuBisCO के पास अधिक CO₂ से प्रकाश-श्वसन नहीं।Mesophyll: PEP + CO₂ → OAA (PEPcase) → malic/aspartic → bundle sheath mein CO₂ chhoda → Calvin cycle (RuBisCO sirf yahan). C₃ acid wapas → PEP. Photorespiration nahi.Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

11.9Photorespirationप्रकाश श्वसनPhotorespiration

RuBisCO, the most abundant enzyme in the world, can bind both CO₂ and O₂ at its active site — hence carboxylase-oxygenase. It has a much greater affinity for CO₂ when the CO₂ : O₂ ratio is nearly equal, so binding is competitive and the relative concentration decides which is bound. In C₃ plants some O₂ binds RuBisCO: RuBP + O₂ → 1 phosphoglycerate + 1 phosphoglycolate — this is photorespiration. There is no synthesis of sugars, ATP or NADPH; it actually uses ATP and releases CO₂ — a wasteful process. In C₄ plants photorespiration does not occur: their mechanism raises CO₂ concentration at the enzyme site (C₄ acid broken in the bundle sheath), so RuBisCO works mainly as a carboxylase — this is why C₄ plants are more productive.दुनिया का सबसे प्रचुर एंजाइम RuBisCO अपने सक्रिय स्थल पर CO₂ और O₂ दोनों बाँध सकता — इसलिए कार्बोक्सिलेज़-ऑक्सीजिनेज़। CO₂ : O₂ लगभग बराबर हो तो CO₂ के प्रति कहीं अधिक बंधुता; बंधन स्पर्धी, आपेक्षिक सांद्रता तय करती है। C₃ पादपों में कुछ O₂ RuBisCO से जुड़ती: RuBP + O₂ → 1 फ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट + 1 फ़ॉस्फ़ोग्लाइकोलेट — यही प्रकाश श्वसन। इसमें न शर्करा, न ATP, न NADPH बनते; उलटे ATP उपयोग होता और CO₂ निकलती — व्यर्थ प्रक्रिया। C₄ पादपों में प्रकाश श्वसन नहीं होता: पूलाच्छद में C₄ अम्ल टूटकर एंजाइम के पास CO₂ बढ़ाता, अतः RuBisCO मुख्यतः कार्बोक्सिलेज़ — इसीलिए C₄ अधिक उत्पादक।RuBisCO CO₂ aur O₂ dono baandh sakta (CO₂ se zyada affinity). C₃ mein O₂ jude → RuBP + O₂ → PGA + phosphoglycolate = photorespiration — sugar/ATP/NADPH nahi, ATP kharch, wasteful. C₄ mein nahi (CO₂ zyada).

11.10Factors affecting photosynthesisप्रकाश-संश्लेषण को प्रभावित करने वाले कारकPhotosynthesis ke factors

Rate depends on internal (plant) factors — number, size, age and orientation of leaves, mesophyll cells and chloroplasts, internal CO₂, amount of chlorophyll — and external factors — sunlight, temperature, CO₂ concentration and water. Blackman’s (1905) Law of Limiting Factors: if a chemical process is affected by more than one factor, its rate is determined by the factor nearest its minimal value — the factor that directly affects the process if its quantity is changed.दर आंतरिक (पादप) कारकों — पत्तियों की संख्या, आकार, आयु, दिशा, पर्णमध्योतक कोशिकाएँ व हरितलवक, आंतरिक CO₂, क्लोरोफ़िल की मात्रा — और बाह्य कारकों — सूर्य प्रकाश, ताप, CO₂ सांद्रता और जल — पर निर्भर। ब्लैकमैन (1905) का सीमाकारी कारकों का नियम: यदि किसी रासायनिक प्रक्रिया पर एक से अधिक कारक प्रभाव डालें तो दर उस कारक से तय होती है जो अपने न्यूनतम मान के सबसे निकट हो।Internal (leaf, chlorophyll) + external (light, temperature, CO₂, water). Blackman 1905: jo factor minimum ke sabse paas, wahi rate tay karta.

Effect of light intensity on the rate of photosynthesisप्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रकाश की तीव्रता का प्रभावEffect of light intensity on the rate of photosynthesisNCERT Fig 11.10 · 5 tappable partsटैप करने योग्य भागtappable partsAt low light (A) the rate rises in direct proportion to light — light is the limiting factor. Near B the rise slows as other factors start to limit. At C the curve is flat — light saturation: more light gives no more photosynthesis because CO₂ (and temperature) now limit. D marks the light intensity at which saturation is reached — about 10% of full sunlight, so light is rarely limiting in nature except in shade.कम प्रकाश (A) पर दर प्रकाश के सीधे अनुपात में बढ़ती — प्रकाश सीमाकारी कारक। B के पास वृद्धि धीमी, अन्य कारक सीमित करने लगते। C पर वक्र सपाट — प्रकाश संतृप्ति: अधिक प्रकाश से दर नहीं बढ़ती क्योंकि अब CO₂ (और ताप) सीमाकारी। D वह प्रकाश तीव्रता जिस पर संतृप्ति — लगभग पूर्ण सूर्य प्रकाश का 10%, इसलिए प्रकृति में प्रकाश प्रायः सीमाकारी नहीं (छाया छोड़कर)।A — light hi limiting (seedha badhta). B — dheema. C — flat, saturation, ab CO₂/temperature limiting. D — saturation wali light intensity (~10% sunlight).Open full diagram page →पूरा डायग्राम पेज खोलें →Poora diagram page kholiye →

★ Yaad rakho — quick revision★ याद रखो — झटपट दोहराव★ Yaad rakho — quick revision

  1. 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂; O₂ comes from water (van Niel).6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂; O₂ जल से (वैन नील)।O₂ paani se.
  2. Light reaction in grana/thylakoids (ATP, NADPH, O₂); biosynthetic phase in stroma.प्रकाश अभिक्रिया ग्रेना/थाइलेकॉइड में (ATP, NADPH, O₂); जैव-संश्लेषी चरण पीठिका में।Grana = light, stroma = dark.
  3. PS I → P700, PS II → P680; reaction centre = chlorophyll a.PS I → P700, PS II → P680; अभिक्रिया केंद्र = क्लोरोफ़िल a।P700 / P680.
  4. Non-cyclic: PS II + PS I → ATP + NADPH + O₂. Cyclic: only PS I, stroma lamellae → only ATP.अचक्रीय: PS II + PS I → ATP + NADPH + O₂। चक्रीय: केवल PS I, पीठिका पटलिकाएँ → केवल ATP।Cyclic = sirf ATP.
  5. ATP synthase: CF₀ = proton channel in membrane, CF₁ = makes ATP on stroma side; H⁺ high in lumen.ATP सिंथेज़: CF₀ = झिल्ली में प्रोटॉन चैनल, CF₁ = पीठिका की ओर ATP; ल्यूमेन में H⁺ अधिक।CF₀ channel, CF₁ ATP.
  6. Calvin cycle: carboxylation (RuBisCO), reduction, regeneration; 1 glucose = 6 CO₂, 18 ATP, 12 NADPH.केल्विन चक्र: कार्बोक्सिलीकरण (RuBisCO), अपचयन, पुनर्जनन; 1 ग्लूकोज़ = 6 CO₂, 18 ATP, 12 NADPH।18 ATP, 12 NADPH.
  7. C₃ acceptor RuBP (5C) → PGA (3C); C₄ acceptor PEP (3C) → OAA (4C) by PEPcase in mesophyll.C₃ ग्राही RuBP (5C) → PGA (3C); C₄ ग्राही PEP (3C) → OAA (4C), पर्णमध्योतक में PEPcase।RuBP vs PEP.
  8. Kranz anatomy = bundle sheath wreath; C₄ = maize, sorghum; no photorespiration.क्रांज़ शारीरिकी = पूलाच्छद माला; C₄ = मक्का, ज्वार; प्रकाश श्वसन नहीं।Kranz, no photorespiration.
  9. Light saturation ≈ 10% of full sunlight; CO₂ is the major limiting factor (C₃ saturate > 450, C₄ ≈ 360 µL L⁻¹).प्रकाश संतृप्ति ≈ पूर्ण सूर्य प्रकाश का 10%; CO₂ प्रमुख सीमाकारी (C₃ > 450, C₄ ≈ 360 µL L⁻¹)।10% light; CO₂ main.

⚠ Common mistakes⚠ आम गलतियाँ⚠ Common mistakes

  • Saying O₂ released in photosynthesis comes from CO₂ — it comes from water splitting at PS II.O₂ को CO₂ से आई बताना — यह PS II पर जल विघटन से आती है।O₂ paani se.
  • Calling the dark reaction one that happens only at night — it needs no light directly but runs in daytime using ATP and NADPH from the light reaction.अंधकार अभिक्रिया को केवल रात में होने वाली बताना — यह सीधे प्रकाश नहीं चाहती पर दिन में प्रकाश अभिक्रिया के ATP-NADPH से चलती है।Dark reaction raat wali nahi.
  • Thinking PS I was discovered first because it works first — names follow discovery order; the electron path starts at PS II.PS I को पहले कार्य करने वाला मानना — नाम खोज के क्रम में; इलेक्ट्रॉन पथ PS II से शुरू।Path PS II se shuru.
  • Saying C₄ plants do not use the Calvin cycle — they do, in the bundle sheath; C₄ only adds a CO₂-concentrating step.C₄ में केल्विन चक्र नहीं मानना — पूलाच्छद में होता है; C₄ केवल CO₂ सांद्रण चरण जोड़ता है।C₄ mein bhi Calvin.
  • Putting RuBisCO in C₄ mesophyll — mesophyll has PEPcase; RuBisCO is in the bundle sheath.C₄ पर्णमध्योतक में RuBisCO बताना — वहाँ PEPcase; RuBisCO पूलाच्छद में।Mesophyll = PEPcase.
  • Saying photorespiration makes ATP — it makes no sugar, ATP or NADPH and actually uses ATP.प्रकाश श्वसन से ATP बनना कहना — न शर्करा, न ATP, न NADPH; उलटे ATP खर्च।Photorespiration wasteful.

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NCERT exercises (tap a question to see the answer)NCERT अभ्यास (उत्तर देखने के लिए प्रश्न पर टैप करें)NCERT exercises (answer dekhne ke liye question par tap kijiye)

1. By looking at a plant externally, can you tell whether a plant is C₃ or C₄? Why and how?1. पौधे को बाहर से देखकर क्या बता सकते हैं कि वह C₃ है या C₄? क्यों और कैसे?1. Bahar se C₃/C₄?
Not reliably. C₃ and C₄ plants look alike externally; the difference is in internal anatomy (Kranz) and biochemistry. Only indirect hints exist — C₄ plants are usually tropical grasses/crops of hot, dry, sunny places (maize, sorghum, sugarcane) and grow fast — but a sure answer needs a leaf section or a test of the first CO₂ fixation product.विश्वसनीय रूप से नहीं। C₃ और C₄ बाहर से समान दिखते; अंतर आंतरिक शारीरिकी (क्रांज़) और जैव-रसायन में है। केवल संकेत — C₄ प्रायः गर्म, शुष्क, धूप वाले स्थानों की घास/फ़सलें (मक्का, ज्वार, गन्ना), तेज़ वृद्धि — पर पक्का उत्तर पत्ती की काट या पहले CO₂ उत्पाद की जाँच से।Nahi — farq andar (Kranz anatomy, biochemistry) mein. Sirf hint: garam, sukhe area ki grasses (maize, sugarcane).
2. By looking at which internal structure of a plant can you tell whether a plant is C₃ or C₄? Explain.2. पौधे की किस आंतरिक संरचना को देखकर C₃ या C₄ बता सकते हैं? समझाइए।2. Kaunsi internal structure?
The leaf anatomy (T.S. of leaf). C₄ leaves show Kranz anatomy: vascular bundles surrounded by a wreath of large bundle sheath cells with many chloroplasts, thick gas-impervious walls and no intercellular spaces. In C₃ leaves the bundle sheath cells are small with few or no chloroplasts, and the mesophyll (palisade + spongy) does the photosynthesis.पत्ती की शारीरिकी (अनुप्रस्थ काट)। C₄ पत्ती में क्रांज़ शारीरिकी: संवहन बंडलों के चारों ओर बड़ी पूलाच्छद कोशिकाओं की माला, अनेक हरितलवक, गैस-अपारगम्य मोटी भित्ति, अंतराकोशिकीय अवकाश नहीं। C₃ में पूलाच्छद कोशिकाएँ छोटी, हरितलवक कम या नहीं; प्रकाश-संश्लेषण पर्णमध्योतक (खंभ + स्पंजी) में।Leaf T.S. — C₄ mein Kranz anatomy (bade bundle sheath cells, bahut chloroplasts). C₃ mein nahi.
3. Even though a very few cells in a C₄ plant carry out the biosynthetic – Calvin pathway, yet they are highly productive. Can you discuss why?3. C₄ पौधे की बहुत कम कोशिकाएँ केल्विन पथ चलाती हैं, फिर भी वे अधिक उत्पादक हैं। क्यों?3. C₄ zyada productive kyon?
Because the C₄ mechanism concentrates CO₂ around RuBisCO in the bundle sheath: mesophyll PEPcase (which has no oxygenase activity) fixes CO₂ efficiently even at low concentration, and C₄ acids are decarboxylated in the bundle sheath, raising CO₂ there. So RuBisCO works almost only as a carboxylase — no photorespiration, no loss of fixed carbon. C₄ plants also tolerate high temperature and high light and keep fixing CO₂ with partly closed stomata (less water loss). Hence greater biomass.क्योंकि C₄ क्रियाविधि पूलाच्छद में RuBisCO के पास CO₂ सांद्रित करती है: पर्णमध्योतक का PEPcase (जिसमें ऑक्सीजिनेज़ क्रिया नहीं) कम सांद्रता पर भी CO₂ स्थिर करता, और C₄ अम्ल पूलाच्छद में टूटकर वहाँ CO₂ बढ़ाते। अतः RuBisCO लगभग केवल कार्बोक्सिलेज़ — प्रकाश श्वसन नहीं, स्थिर कार्बन की हानि नहीं। C₄ उच्च ताप व तीव्र प्रकाश सहते और आंशिक बंद रंध्रों में भी CO₂ स्थिर करते। इसलिए अधिक जैवभार।RuBisCO ke paas CO₂ zyada → sirf carboxylation, photorespiration nahi; high temp/light mein bhi kaam → zyada biomass.
4. RuBisCO is an enzyme that acts both as a carboxylase and oxygenase. Why do you think RuBisCO carries out more carboxylation in C₄ plants?4. RuBisCO कार्बोक्सिलेज़ और ऑक्सीजिनेज़ दोनों है। C₄ पौधों में यह अधिक कार्बोक्सिलीकरण क्यों करता है?4. C₄ mein carboxylation zyada kyon?
RuBisCO’s choice between CO₂ and O₂ depends on their relative concentration (binding is competitive, and its affinity for CO₂ is much higher). In C₄ plants RuBisCO is only in the bundle sheath cells, where C₄ acids (malic/aspartic) from the mesophyll are decarboxylated, building up a high CO₂ concentration; thick gas-tight walls keep O₂ low. With CO₂ ≫ O₂ at the active site, RuBisCO acts mainly as a carboxylase and photorespiration is avoided.RuBisCO का CO₂ या O₂ चुनना उनकी आपेक्षिक सांद्रता पर निर्भर (स्पर्धी बंधन, CO₂ के प्रति अधिक बंधुता)। C₄ में RuBisCO केवल पूलाच्छद कोशिकाओं में, जहाँ पर्णमध्योतक से आए C₄ अम्ल टूटकर उच्च CO₂ सांद्रता बनाते; मोटी गैस-रोधी भित्ति O₂ कम रखती। सक्रिय स्थल पर CO₂ ≫ O₂, अतः RuBisCO मुख्यतः कार्बोक्सिलेज़, प्रकाश श्वसन नहीं।Bundle sheath mein C₄ acid tootkar CO₂ bahut → RuBisCO carboxylase banta, O₂ se nahi judta.
5. Suppose there were plants that had a high concentration of chlorophyll b, but lacked chlorophyll a, would it carry out photosynthesis? Then why do plants have chlorophyll b and other accessory pigments?5. यदि किसी पौधे में क्लोरोफ़िल b अधिक हो पर क्लोरोफ़िल a न हो, तो क्या वह प्रकाश-संश्लेषण करेगा? फिर पौधों में क्लोरोफ़िल b और सहायक वर्णक क्यों होते हैं?5. Sirf chl b ho toh?
No (as described in NCERT). Chlorophyll a is the chief pigment and forms the reaction centre (P680, P700) of both photosystems; without it the absorbed energy cannot drive the photochemical reaction. Accessory pigments (chlorophyll b, xanthophylls, carotenoids) absorb light of other wavelengths and transfer the energy to chlorophyll a, so a wider range of light is used; they also protect chlorophyll a from photo-oxidation.नहीं (NCERT के अनुसार)। क्लोरोफ़िल a मुख्य वर्णक है और दोनों प्रकाश तंत्रों का अभिक्रिया केंद्र (P680, P700) बनाता; इसके बिना अवशोषित ऊर्जा प्रकाश-रासायनिक अभिक्रिया नहीं चला सकती। सहायक वर्णक (क्लोरोफ़िल b, ज़ैंथोफ़िल, कैरोटिनॉइड) अन्य तरंगदैर्घ्य ग्रहण कर ऊर्जा क्लोरोफ़िल a को देते, जिससे प्रकाश की व्यापक सीमा उपयोग होती; साथ ही क्लोरोफ़िल a को प्रकाश-ऑक्सीकरण से बचाते।Nahi — reaction centre chl a hi hai. Accessory pigments doosri wavelengths le kar energy chl a ko dete + photo-oxidation se bachate.
6. Why is the colour of a leaf kept in the dark frequently yellow, or pale green? Which pigment do you think is more stable?6. अंधेरे में रखी पत्ती प्रायः पीली या हल्की हरी क्यों हो जाती है? कौन-सा वर्णक अधिक स्थायी है?6. Andhere mein patta peela kyon?
In the dark, chlorophyll is not synthesised (its formation needs light) and the existing chlorophyll breaks down, so the green colour fades. The carotenoids and xanthophylls (yellow–orange) remain and become visible, so the leaf looks yellow or pale green. Hence the carotenoids/xanthophylls are more stable than chlorophyll.अंधेरे में क्लोरोफ़िल का संश्लेषण नहीं होता (इसके बनने को प्रकाश चाहिए) और उपस्थित क्लोरोफ़िल टूट जाता है, इसलिए हरा रंग फीका। कैरोटिनॉइड और ज़ैंथोफ़िल (पीले–नारंगी) बचे रहकर दिखते, पत्ती पीली या हल्की हरी। अतः कैरोटिनॉइड/ज़ैंथोफ़िल क्लोरोफ़िल से अधिक स्थायी हैं।Andhere mein chlorophyll nahi banta aur tootta → carotenoids/xanthophylls dikhte. Ye zyada stable.
7. Look at leaves of the same plant on the shady side and compare it with the leaves on the sunny side. Or, compare the potted plants kept in the sunlight with those in the shade. Which of them has leaves that are darker green? Why?7. एक ही पौधे की छायादार और धूप वाली ओर की पत्तियों (या धूप व छाया में रखे गमलों) की तुलना कीजिए। किसकी पत्तियाँ गहरी हरी हैं? क्यों?7. Shade vs sun leaves.
Leaves in the shade are usually darker green. In low light the plant makes more chlorophyll (and larger grana/antenna) per unit area to capture as much of the limited light as possible. Leaves in strong sunlight need less chlorophyll, and intense light can also photo-oxidise some chlorophyll, so they look lighter green.प्रायः छाया की पत्तियाँ गहरी हरी। कम प्रकाश में पौधा सीमित प्रकाश अधिकतम ग्रहण करने हेतु प्रति इकाई क्षेत्र अधिक क्लोरोफ़िल बनाता। तेज़ धूप की पत्तियों को कम क्लोरोफ़िल चाहिए और तीव्र प्रकाश कुछ क्लोरोफ़िल का प्रकाश-ऑक्सीकरण भी कर देता, इसलिए वे हल्की हरी।Shade wale patte gehre hare — kam light pakadne ke liye zyada chlorophyll; tez dhoop chlorophyll todti.
8. Figure 11.10 shows the effect of light on the rate of photosynthesis. Based on the graph: (a) At which point/s (A, B or C) in the curve is light a limiting factor? (b) What could be the limiting factor/s in region A? (c) What do C and D represent on the curve?8. चित्र 11.10 प्रकाश का प्रकाश-संश्लेषण की दर पर प्रभाव दिखाता है: (a) वक्र के किस बिंदु (A, B या C) पर प्रकाश सीमाकारी है? (b) क्षेत्र A में सीमाकारी कारक क्या हो सकते हैं? (c) C और D क्या दर्शाते हैं?8. Graph A, B, C, D.
(a) In region A (and up to about B), where the rate rises with light intensity, light is limiting. (b) In region A the limiting factor is light (its intensity); CO₂ and temperature are in excess relative to it. (c) C is the plateau (light saturation) — further light does not raise the rate because other factors (CO₂ concentration, temperature) now limit it. D marks the light intensity at which saturation is reached (the saturation point, ~10% of full sunlight). See the light-curve diagram above.(a) क्षेत्र A में (लगभग B तक), जहाँ दर प्रकाश के साथ बढ़ती, प्रकाश सीमाकारी। (b) क्षेत्र A में सीमाकारी कारक प्रकाश (तीव्रता); CO₂ व ताप उसकी तुलना में अधिक। (c) C पठार (प्रकाश संतृप्ति) — अधिक प्रकाश से दर नहीं बढ़ती क्योंकि अब अन्य कारक (CO₂, ताप) सीमाकारी। D वह प्रकाश तीव्रता जिस पर संतृप्ति (~10% सूर्य प्रकाश)। ऊपर प्रकाश-वक्र चित्र देखें।(a) A (B tak) — light limiting. (b) Light. (c) C = saturation, ab CO₂/temp limiting; D = saturation wali light intensity.
9. Give comparison between the following: (a) C₃ and C₄ pathways (b) Cyclic and non-cyclic photophosphorylation (c) Anatomy of leaf in C₃ and C₄ plants9. तुलना कीजिए: (a) C₃ और C₄ पथ (b) चक्रीय और अचक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन (c) C₃ और C₄ पादपों की पत्ती की शारीरिकी9. Comparisons.
(a) C₃ vs C₄: primary acceptor RuBP (5C) vs PEP (3C); first product 3-PGA (3C) vs OAA (4C); enzyme RuBisCO vs PEPcase (then RuBisCO); occurs in mesophyll only vs mesophyll + bundle sheath; photorespiration present vs absent; optimum temperature lower vs higher; CO₂ saturation > 450 vs ≈ 360 µL L⁻¹; productivity lower vs higher; e.g. wheat, rice vs maize, sorghum. (b) Cyclic vs non-cyclic: only PS I vs PS I + PS II; electrons return to PS I vs go to NADP⁺; products ATP only vs ATP + NADPH; no water splitting/O₂ vs water split, O₂ released; occurs in stroma lamellae vs grana thylakoids; possible with light > 680 nm. (c) Leaf anatomy: C₃ — bundle sheath cells small, few/no chloroplasts, mesophyll differentiated (palisade + spongy) with intercellular spaces; C₄ — Kranz anatomy: large bundle sheath cells in a wreath, many chloroplasts, thick walls impervious to gases, no intercellular spaces, mesophyll around them.(a) C₃ बनाम C₄: प्राथमिक ग्राही RuBP (5C) बनाम PEP (3C); पहला उत्पाद 3-PGA (3C) बनाम OAA (4C); एंजाइम RuBisCO बनाम PEPcase (फिर RuBisCO); केवल पर्णमध्योतक बनाम पर्णमध्योतक + पूलाच्छद; प्रकाश श्वसन होता बनाम नहीं; इष्टतम ताप कम बनाम अधिक; CO₂ संतृप्ति > 450 बनाम ≈ 360 µL L⁻¹; उत्पादकता कम बनाम अधिक; जैसे गेहूँ, धान बनाम मक्का, ज्वार। (b) चक्रीय बनाम अचक्रीय: केवल PS I बनाम PS I + PS II; इलेक्ट्रॉन PS I पर लौटते बनाम NADP⁺ को; उत्पाद केवल ATP बनाम ATP + NADPH; जल विघटन/O₂ नहीं बनाम जल विघटन, O₂ मुक्त; पीठिका पटलिकाएँ बनाम ग्रेना थाइलेकॉइड; 680 nm से अधिक प्रकाश में भी। (c) पत्ती शारीरिकी: C₃ — पूलाच्छद कोशिकाएँ छोटी, हरितलवक कम/नहीं, पर्णमध्योतक (खंभ + स्पंजी) में अंतराकोशिकीय अवकाश; C₄ — क्रांज़ शारीरिकी: माला में बड़ी पूलाच्छद कोशिकाएँ, अनेक हरितलवक, गैस-अपारगम्य मोटी भित्ति, अंतराकोशिकीय अवकाश नहीं।(a) RuBP/PGA/RuBisCO, photorespiration haan vs PEP/OAA/PEPcase, nahi; wheat vs maize. (b) Cyclic: PS I, sirf ATP, no O₂, stroma lamellae; non-cyclic: PS I + II, ATP + NADPH + O₂. (c) C₄ = Kranz anatomy.

🎯 Quiz — 14 questions🎯 क्विज़ — 14 प्रश्न🎯 Quiz — 14 questions

Tap an option. The answer and a short reason appear at once.किसी विकल्प पर टैप करें। उत्तर और छोटा कारण तुरंत दिखेगा।Kisi option par tap kijiye. Answer aur chhota reason turant dikhega.

1. Oxygen released in photosynthesis comes from …प्रकाश-संश्लेषण में मुक्त O₂ कहाँ से आती है?O₂ kahan se?

2. Engelmann used the alga …एंगेलमान ने कौन-सा शैवाल प्रयोग किया?Engelmann ka alga?

3. The reaction centre of PS II is …PS II का अभिक्रिया केंद्र …PS II centre?

4. Cyclic photophosphorylation produces …चक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन से बनता है …Cyclic product?

5. Cyclic photophosphorylation takes place in the …चक्रीय प्रकाश फ़ॉस्फ़ोरिलेशन कहाँ होता है?Cyclic kahan?

6. In chemiosmosis, protons accumulate in the …रसोपरासरण में प्रोटॉन कहाँ एकत्र होते हैं?H⁺ kahan jama?

7. The first stable product of CO₂ fixation in C₃ plants is …C₃ पादपों में CO₂ स्थिरीकरण का पहला स्थायी उत्पाद …C₃ pehla product?

8. To make one glucose, the Calvin cycle needs …एक ग्लूकोज़ के लिए केल्विन चक्र को चाहिए …1 glucose = ?

9. The primary CO₂ acceptor in C₄ plants is …C₄ पादपों में प्राथमिक CO₂ ग्राही …C₄ acceptor?

10. Kranz anatomy is typical of …क्रांज़ शारीरिकी किसकी विशेषता है?Kranz kiska?

11. In C₄ plants, RuBisCO is present in …C₄ पादपों में RuBisCO कहाँ होता है?C₄ RuBisCO kahan?

12. In photorespiration, RuBP + O₂ gives …प्रकाश श्वसन में RuBP + O₂ से बनता है …Photorespiration product?

13. Light saturation of photosynthesis occurs at about … of full sunlight.प्रकाश संतृप्ति पूर्ण सूर्य प्रकाश के लगभग … पर।Saturation?

14. Blackman’s law of limiting factors was given in …ब्लैकमैन का सीमाकारी कारकों का नियम …Blackman year?

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These are Simple Learning Hub's own study notes written to follow the NCERT Class 11 Biology textbook (2026-27 reprint of the rationalised edition) section by section; read them with the official NCERT chapter. Diagrams are original SLH drawings based on the NCERT figures they name.ये Simple Learning Hub के अपने स्टडी नोट्स हैं, जो NCERT कक्षा 11 जीव विज्ञान की किताब (2026-27) के हर अनुभाग के साथ लिखे गए हैं; इन्हें NCERT के आधिकारिक अध्याय के साथ पढ़िए। डायग्राम SLH के अपने बनाए चित्र हैं।Ye Simple Learning Hub ke apne study notes hain, jo NCERT Class 11 Biology ki kitaab (2026-27) ke har section ke saath likhe gaye hain; inhe NCERT ke official chapter ke saath padhiye. Diagrams SLH ki apni drawings hain.