পরিচিতি

আগে যা জানা দরকার

সালোকসংশ্লেষণে সবুজ উদ্ভিদ আলো, পানি ও কার্বন ডাইঅক্সাইড ব্যবহার করে খাদ্য তৈরি করে। ক্লোরোপ্লাস্টের গ্রানা অংশে আলোকনির্ভর বিক্রিয়া এবং স্ট্রোমাতে কার্বন বিজারণের বিক্রিয়া ঘটে। আলোকনির্ভর অধ্যায়ে উৎপন্ন ATP ও NADPH + H⁺ পরবর্তী বিক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়।

এই অধ্যায় কেন গুরুত্বপূর্ণ?

উদ্ভিদ কীভাবে কার্বন ডাইঅক্সাইড থেকে কার্বোহাইড্রেট তৈরি করে, তা বোঝার জন্য এই অধ্যায় অপরিহার্য। উচ্চ তাপমাত্রায় C₄ উদ্ভিদ কীভাবে কার্যকর থাকে, তা কৃষি ও পরিবেশের সঙ্গে সম্পর্কিত। পরীক্ষায় C₃ ও C₄ উদ্ভিদের তুলনা, ক্যালভিন চক্রের ধাপ এবং RuBP পুনরুৎপাদন থেকে সৃজনশীল ও সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন আসে।

এক নজরে

C₃ ও C₄ উদ্ভিদের তুলনা

সালোকসংশ্লেষণের সময় কার্বন বিজারণের পথ সব উদ্ভিদে এক নয়। অধিকাংশ উদ্ভিদে প্রথম স্থায়ী পদার্থ ৩-কার্বনযুক্ত 3PGA তৈরি হয়, তাই তাদের C₃ উদ্ভিদ বলা হয়। আবার কিছু উদ্ভিদে প্রথম স্থায়ী পদার্থ ৪-কার্বনযুক্ত অক্সালো অ্যাসিটিক অ্যাসিড তৈরি হয়, তাই তাদের C₄ উদ্ভিদ বলা হয়।

পার্থক্যগুলো ধাপে ধাপে

চক্রের অবস্থান: C₃ উদ্ভিদে ক্যালভিন চক্র কেবল মেসোফিল কোষে ঘটে। C₄ উদ্ভিদে প্রথমে মেসোফিল কোষে হ্যাচ ও স্ল্যাক চক্রে CO₂ স্থির হয়; পরে বান্ডলশীথ কোষে ক্যালভিন চক্র চলে।

দ্রুত যাচাই ১: C₃ উদ্ভিদের প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতা ও প্রথম স্থায়ী উৎপাদ কী?

দ্রুত যাচাই ২: C₄ উদ্ভিদে ক্যালভিন চক্র প্রধানত কোথায় ঘটে?

C₄ উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্য ও গুরুত্ব

উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণের একটি গুরুত্বপূর্ণ ধরন হলো C₄ পথ। C₄ উদ্ভিদের পাতায় মেসোফিল কোষ ও বান্ডলশীথ কোষ—এই দুই ধরনের কোষ সমন্বিতভাবে কাজ করে। মেসোফিল কোষে প্রথমে CO₂ স্থির হয় এবং পরে বান্ডলশীথ কোষে CO₂ সৃষ্টি ও ক্যালভিন চক্র সম্পন্ন হয়। তাই C₄ উদ্ভিদ উচ্চ তাপমাত্রাতেও কার্যকরভাবে সালোকসংশ্লেষণ করতে পারে।

১. বান্ডলশীথ কোষের উপস্থিতি ও বিন্যাস

C₄ উদ্ভিদের পাতায় বান্ডলশীথ কোষে ক্লোরোপ্লাস্ট থাকে। বান্ডলশীথ কোষগুলো ভাস্কুলার বান্ডলের চারদিকে অরীয়ভাবে বিন্যস্ত থাকে। অর্থাৎ ভাস্কুলার বান্ডলকে কেন্দ্র করে কোষগুলো রশ্মির মতো সাজানো থাকে। এই বিশেষ বিন্যাসকে C₄ উদ্ভিদের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য ধরা হয়।

মেসোফিল কোষ বান্ডলশীথ কোষকে ঘিরে থাকে। মেসোফিল কোষে CO₂ গ্রহণ ও প্রাথমিক স্থিরীকরণ ঘটে। এরপর উৎপন্ন ৪-কার্বনবিশিষ্ট যৌগ বান্ডলশীথ কোষে যায়। বান্ডলশীথ কোষে CO₂ মুক্ত হয় এবং সেই CO₂ ক্যালভিন চক্রে ব্যবহৃত হয়।

২. ক্লোরোপ্লাস্টের গঠন

C₄ উদ্ভিদের মেসোফিল কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে উন্নত প্রকৃতির গ্রানা থাকে। ফলে সেখানে আলোক বিক্রিয়া ভালোভাবে সম্পন্ন হয়। কিন্তু বান্ডলশীথ কোষের ক্লোরোপ্লাস্টে সাধারণত গ্রানা অনুপস্থিত থাকে। তাই বান্ডলশীথ ক্লোরোপ্লাস্টের গঠন মেসোফিল ক্লোরোপ্লাস্টের চেয়ে ভিন্ন। এই দুই ধরনের ক্লোরোপ্লাস্টকে ডাইমরফিক ক্লোরোপ্লাস্ট বলা হয়।

মেসোফিল কোষে উৎপন্ন ATP ও NADPH + H⁺ পরবর্তী কার্বন বিজারণে ব্যবহৃত হয়। NADP ম্যালিক অ্যাসিড এনজাইমের উপস্থিতিতে বান্ডলশীথ ক্লোরোপ্লাস্টে C₃ বা ক্যালভিন চক্র পরিচালনার প্রয়োজনীয় বিজারণী শক্তি NADPH + H⁺ উৎপন্ন হয়।

৩. PEP-কার্বক্সিলেজের ভূমিকা

C₄ উদ্ভিদের মেসোফিল কোষে রাইবিউলোজ বিসফসফেট কার্বক্সিলেজ বা রুবিস্কোর কার্যকলাপ অনুপস্থিত। তাই মেসোফিল কোষে CO₂ গ্রহণের প্রাথমিক কাজ রুবিস্কো করে না। এখানে PEP-কার্বক্সিলেজ এনজাইম CO₂ গ্রহণ করে।

1. মেসোফিল কোষে PEP প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতা হিসেবে কাজ করে।
2. PEP-কার্বক্সিলেজের সাহায্যে CO₂ যুক্ত হয়ে ৪-কার্বনবিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসিটিক অ্যাসিড তৈরি হয়।
3. এই ৪-কার্বনবিশিষ্ট যৌগ বান্ডলশীথ কোষে পৌঁছায়।
4. বান্ডলশীথ কোষে CO₂ মুক্ত হয়।
5. মুক্ত CO₂ রুবিস্কোর সাহায্যে ক্যালভিন চক্রে প্রবেশ করে এবং কার্বোহাইড্রেট তৈরি হয়।

৪. C₄ উদ্ভিদের গুরুত্ব

C₄ উদ্ভিদ ৩০°–৪৫°C উচ্চ তাপমাত্রায়ও সালোকসংশ্লেষণ সম্পন্ন করতে পারে। ফলে উচ্চ তাপমাত্রায় এদের কর্মক্ষমতা কমে যায় না। এই বৈশিষ্ট্যের জন্য উষ্ণ অঞ্চল ও মরুভূমির কাছাকাছি পরিবেশে C₄ উদ্ভিদ বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ তাপমাত্রায় C₃ উদ্ভিদের সালোকসংশ্লেষণ কমে গেলেও C₄ উদ্ভিদ তুলনামূলকভাবে সক্রিয় থাকে।

📖 পাঠ্যবইয়ের চিত্র দেখো: C₄ পাতায় ভাস্কুলার বান্ডল, বান্ডলশীথ কোষ ও মেসোফিল কোষের অরীয় বিন্যাস।

দ্রুত যাচাই

১। C₄ উদ্ভিদের মেসোফিল কোষে কোন এনজাইম CO₂ গ্রহণ করে?

২। C₄ উদ্ভিদ উচ্চ তাপমাত্রায় কেন কর্মক্ষম থাকে?

আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় ও কার্বন বিজারণ

সালোকসংশ্লেষণের সময় উদ্ভিদ বায়ুমণ্ডল থেকে CO₂ গ্রহণ করে। এই CO₂ বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে কার্বোহাইড্রেটে রূপান্তরিত হয়। কার্বোহাইড্রেট তৈরির এই অংশকে আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় বলা হয়। এখানে “আলোকনিরপেক্ষ” বলতে বোঝায়—এই বিক্রিয়াগুলোর জন্য আলোর সরাসরি প্রয়োজন নেই।

আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায়ে কী ঘটে?

1. CO₂ গ্রহণ: বায়ুমণ্ডল থেকে CO₂ পাতায় প্রবেশ করে এবং ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় পৌঁছায়।
2. শক্তির ব্যবহার: আলোকনির্ভর অধ্যায়ে তৈরি ATP কার্বন বিজারণের বিক্রিয়ায় শক্তি সরবরাহ করে।
3. বিজারণী শক্তির ব্যবহার: NADPH + H⁺ হাইড্রোজেন ও বিজারণী শক্তি সরবরাহ করে। এর সাহায্যে CO₂ ধাপে ধাপে বিজারিত হয়।
4. কার্বোহাইড্রেট উৎপাদন: ধারাবাহিক রাসায়নিক বিক্রিয়ার শেষে কার্বোহাইড্রেট তৈরি হয়। ক্যালভিন চক্রে উৎপন্ন G3P থেকে পরে গ্লুকোজ, স্টার্চ ও অন্যান্য জৈব পদার্থ তৈরি হতে পারে।

আলো না লাগলেও আলোতে কেন ঘটে?

আলোকনিরপেক্ষ বিক্রিয়ায় আলোর প্রত্যক্ষ অংশগ্রহণ নেই। অর্থাৎ আলো নিজে সরাসরি CO₂-কে কার্বোহাইড্রেটে পরিণত করে না। কিন্তু সাধারণত আলো থাকলেই কার্বন বিজারণ ঘটে। কারণ:

• আলোর উপস্থিতিতে আলোকনির্ভর অধ্যায় সক্রিয় থাকে। ফলে ATP এবং NADPH + H⁺ সরবরাহ হয়।
• আলোর সময় সাধারণত স্টোমাটা খোলা থাকে। তাই CO₂ পাতায় প্রবেশ করতে পারে এবং O₂ বাইরে বের হতে পারে।

সুতরাং আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় আলোকে সরাসরি ব্যবহার না করলেও আলোকনির্ভর অধ্যায়ের উৎপাদিত ATP ও NADPH + H⁺-এর ওপর নির্ভরশীল। এ কারণে অন্ধকারে সাধারণত এই প্রক্রিয়া চলার জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানের সরবরাহ নিশ্চিত থাকে না।

কোথায় সংঘটিত হয়?

আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় বা কার্বন বিজারণের সব গুরুত্বপূর্ণ বিক্রিয়া ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় সংঘটিত হয়। স্ট্রোমা হলো ক্লোরোপ্লাস্টের ভেতরের তরল অংশ, যেখানে ক্যালভিন চক্রের এনজাইম ও প্রয়োজনীয় উপাদান থাকে।

গতিপথ ও চক্র

কোষে সংঘটিত বিপাকীয় বিক্রিয়াগুলো নির্দিষ্ট ক্রমে একটির পর একটি ঘটলে তাকে গতিপথ (pathway) বলে। এই গতিপথ যদি আবার প্রথম অবস্থায় ফিরে এসে পুনরায় চলতে থাকে, তাকে চক্র (cycle) বলা হয়। ক্যালভিন চক্র হলো এমন একটি চক্রাকার গতিপথ।

দ্রুত যাচাই

১। কার্বন বিজারণে আলোকনির্ভর অধ্যায়ের কোন দুটি উৎপাদ ব্যবহার হয়?

২। আলোকনিরপেক্ষ বিক্রিয়াগুলো ক্লোরোপ্লাস্টের কোন অংশে ঘটে?

ক্যালভিন চক্রের কার্বন যোগ ও ফসফেট যোগ

ক্যালভিন চক্র হলো উদ্ভিদের কার্বন বিজারণের একটি চক্রাকার পথ। এই চক্রে বায়ুমণ্ডলীয় CO₂ ধাপে ধাপে বিজারিত হয়ে কার্বোহাইড্রেটে পরিণত হয়। প্রক্রিয়াটি ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমাতে ঘটে। কার্বন যোগ এবং ফসফেট যোগ হলো এই চক্রের প্রথম দুটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ।

ক্যালভিন চক্রের আবিষ্কার

১৯৪৭–১৯৪৯ সালে যুক্তরাষ্ট্রের ক্যালিফোর্নিয়ায় মেলভিন ক্যালভিন ও তাঁর সহযোগীরা সবুজ শৈবাল Chlorella-এর ওপর পরীক্ষা করেন। তাঁরা তেজস্ক্রিয় কার্বনের আইসোটোপ ¹⁴C ব্যবহার করে কার্বন বিজারণের এই চক্রাকার গতিপথ আবিষ্কার করেন। এজন্য ক্যালভিন ১৯৬১ সালে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।

প্রথম ধাপ: কার্বন যোগ বা কার্বক্সিলেশন

1. CO₂ গ্রহণ: বায়ুমণ্ডল থেকে একটি CO₂ অণু ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমাতে প্রবেশ করে।
2. RuBP-এর ভূমিকা: স্ট্রোমাতে আগে থেকে থাকা ৫-কার্বনবিশিষ্ট রাইবিউলোজ ১,৫-বিসফসফেট বা RuBP হলো CO₂-এর গ্রহীতা।
3. রুবিস্কোর সাহায্য: রাইবিউলোজ বিসফসফেট কার্বক্সিলেজ/অক্সিজেনেজ এনজাইম CO₂-কে RuBP-এর সঙ্গে যুক্ত করে। এই এনজাইমকে সংক্ষেপে রুবিস্কো (RuBisCO) বলা হয়।
4. অস্থিতিশীল যৌগ সৃষ্টি: CO₂ ও RuBP যুক্ত হয়ে ৬-কার্বনবিশিষ্ট একটি অস্থিতিশীল যৌগ তৈরি করে।
5. ভাঙন: জল (H₂O) গ্রহণ করে অস্থিতিশীল যৌগটি হাইড্রোলাইসিসের মাধ্যমে ভেঙে দুটি ৩-কার্বনবিশিষ্ট ৩-ফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড বা 3PGA তৈরি করে।

3PGA হলো ক্যালভিন চক্রের প্রথম স্থায়ী পদার্থ। একটি CO₂ অণু থেকে দুটি 3PGA তৈরি হয়। চক্রের একটি পূর্ণ পর্যায়ে ১২টি 3PGA উৎপন্ন হয়। যেহেতু প্রথম স্থায়ী পদার্থটি ৩-কার্বনবিশিষ্ট, তাই এই চক্রকে C₃ চক্রও বলা হয়।

দ্বিতীয় ধাপ: ফসফেট যোগ বা ফসফরাইলেশন

1. প্রতিটি 3PGA অণু ATP থেকে একটি ফসফেট গ্রহণ করে।
2. এই বিক্রিয়ায় 3PGA, ১,৩-বিসফসফোগ্লিসারিক অ্যাসিড বা BPGA-তে পরিণত হয়।
3. একটি ATP ব্যয় হয় এবং একটি ADP তৈরি হয়।
4. এই বিক্রিয়ায় ৩-ফসফোগ্লিসারেট কিনাস এনজাইম সাহায্য করে।

সুতরাং, ১২টি 3PGA থেকে ১২টি BPGA তৈরি হলে ১২টি ATP খরচ হয় এবং ১২টি ADP উৎপন্ন হয়।

দ্রুত যাচাই

১। ক্যালভিন চক্রকে C₃ চক্র বলা হয় কেন?

২। 3PGA থেকে BPGA তৈরির সময় কী ঘটে?

ক্যালভিন চক্রের বিজারণ ও RuBP পুনরুৎপাদন

ক্যালভিন চক্রে কার্বন যোগের পরে 3PGA থেকে ধাপে ধাপে কার্বোহাইড্রেট তৈরি হয়। এই কাজের জন্য আলোকনির্ভর অধ্যায়ে উৎপন্ন ATP এবং NADPH + H⁺ ব্যবহৃত হয়। এখানে আমরা দুটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ শিখব—বিজারণ এবং RuBP পুনরুৎপাদন।

১. BPGA-এর বিজারণ ও G3P উৎপাদন

ফসফেট যোগ ধাপে 3PGA, ATP গ্রহণ করে BPGA-তে পরিণত হয়। এরপর BPGA বিজারণের মাধ্যমে G3P উৎপন্ন করে। এই বিক্রিয়ায় BPGA, NADPH + H⁺ থেকে হাইড্রোজেন গ্রহণ করে। ফলে NADPH + H⁺, NADP⁺ হিসেবে মুক্ত হয়।

এই ধাপে গ্লিসারালডিহাইড ৩-ফসফেট ডিহাইড্রোজিনেজ এনজাইম সাহায্য করে। উৎপন্ন G3P হলো ৩-কার্বনবিশিষ্ট একটি কার্বোহাইড্রেট।

২. RuBP পুনরুৎপাদন

১২টি G3P-তে মোট কার্বনের সংখ্যা হলো—

১২ × ৩ = ৩৬টি কার্বন।

এই ১২টি G3P-এর মধ্যে ১০টি G3P পুনরুৎপাদন ধাপে অংশ নেয়। ১০টি G3P-তে কার্বনের সংখ্যা—

১০ × ৩ = ৩০টি কার্বন।

এই ৩০টি কার্বন বিভিন্ন বিক্রিয়ার মাধ্যমে ৬টি RuBP অণুতে রূপান্তরিত হয়। কারণ ৬টি RuBP-তে মোট কার্বন থাকে—

৬ × ৫ = ৩০টি কার্বন।

এভাবে RuBP আবার তৈরি হয়। এই RuBP পরবর্তী ধাপে নতুন CO₂ গ্রহণ করতে পারে। তাই ক্যালভিন চক্র থেমে যায় না; ধারাবাহিকভাবে চলতে থাকে।

৩. অবশিষ্ট G3P-এর ব্যবহার

১২টি G3P-এর মধ্যে অবশিষ্ট ২টি G3P চক্রে ফিরে যায় না। এই ২টি G3P-তে মোট কার্বন থাকে—

২ × ৩ = ৬টি কার্বন।

বিভিন্ন রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে এই ২টি G3P থেকে গ্লুকোজ, স্টার্চ, সেলুলোজ এবং অন্যান্য জৈব পদার্থ তৈরি হয়। উদ্ভিদের কোষ, লিপিড ও অন্যান্য উপাদান তৈরিতেও এসব পদার্থ ব্যবহৃত হয়।

দ্রুত যাচাই

১। BPGA কোন পদার্থের সাহায্যে বিজারিত হয়ে G3P তৈরি করে?

২। ১২টি G3P-এর মধ্যে কতটি G3P থেকে RuBP পুনরুৎপাদিত হয়?

উদাহরণ ও সমাধান

সংজ্ঞা, সূত্র ও সারসংক্ষেপ

আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় হলো ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় সংঘটিত এমন প্রক্রিয়া, যেখানে আলোর প্রত্যক্ষ সাহায্য ছাড়াই আলোকনির্ভর অধ্যায়ে উৎপন্ন ATP ও NADPH + H⁺ ব্যবহার করে CO₂ থেকে কার্বোহাইড্রেট তৈরি হয়। CO₂ বিজারিত হয়ে কার্বোহাইড্রেট তৈরি করে বলে একে কার্বন বিজারণও বলা হয়।

পরীক্ষা প্রস্তুতি

নিচের প্রশ্নগুলো অধ্যায় ৯-এর নির্ধারিত বিষয়—C₃ ও C₄ উদ্ভিদ, C₄ উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্য ও গুরুত্ব, আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় এবং ক্যালভিন চক্র—থেকে তৈরি করা হয়েছে। প্রথমে নিজে উত্তর দাও, পরে উত্তর মিলিয়ে নাও।

(ক) বহুনির্বাচনি প্রশ্ন

1. ক্যালভিন চক্রে প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতা কোনটি?
   ক) PEP   খ) RuBP   গ) 3PGA   ঘ) G3P
2. C₃ চক্রের প্রথম স্থায়ী পদার্থ কোনটি?
   ক) অক্সালো অ্যাসেটিক অ্যাসিড   খ) G3P   গ) 3PGA   ঘ) BPGA
3. C₄ উদ্ভিদে CO₂ স্থিরীকরণের প্রাথমিক এনজাইম কোনটি?
   ক) রুবিস্কো   খ) PEP-কার্বক্সিলেজ   গ) ডিহাইড্রোজিনেজ   ঘ) ফসফেটেজ
4. আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায়ের বিক্রিয়াগুলো কোথায় সংঘটিত হয়?
   ক) গ্রানায়   খ) কোষঝিল্লিতে   গ) ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায়   ঘ) নিউক্লিয়াসে
5. ক্যালভিন চক্রে 3PGA থেকে BPGA তৈরির সময় কোন শক্তিবাহী পদার্থ ব্যবহৃত হয়?
   ক) NADP⁺   খ) ATP   গ) ADP   ঘ) O₂
6. ১২টি 3PGA থেকে BPGA তৈরিতে কতটি ATP খরচ হয়?
   ক) ৬টি   খ) ১০টি   গ) ১২টি   ঘ) ২৪টি
7. C₄ উদ্ভিদের বান্ডলশীথ ক্লোরোপ্লাস্টে সাধারণত কী অনুপস্থিত থাকে?
   ক) স্ট্রোমা   খ) গ্রানা   গ) ক্লোরোফিল   ঘ) এনজাইম
8. ১২টি G3P-এর মধ্যে কতটি G3P থেকে RuBP পুনরুৎপন্ন হয়?
   ক) ২টি   খ) ৬টি   গ) ১০টি   ঘ) ১২টি

(খ) সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন

1. C₃ ও C₄ উদ্ভিদের মধ্যে বান্ডলশীথ এনাটমির পার্থক্য লেখো।
2. আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায়কে কার্বন বিজারণ বলা হয় কেন?
3. ক্যালভিন চক্রের কার্বন যোগ ধাপটি সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করো।
4. C₄ উদ্ভিদের দুটি বৈশিষ্ট্য ও দুটি গুরুত্ব লেখো।

(গ) সৃজনশীল প্রশ্ন

উদ্দীপক: একটি পরীক্ষায় দেখা গেল, ভুট্টা গাছ উচ্চ তাপমাত্রাতেও ভালোভাবে সালোকসংশ্লেষণ করছে। এর পাতায় বান্ডলশীথ কোষ ভাস্কুলার বান্ডলের চারপাশে ঘনভাবে সাজানো এবং এসব কোষে ক্লোরোপ্লাস্ট রয়েছে। অন্যদিকে ধানগাছ অপেক্ষাকৃত কম তাপমাত্রায় ভালো ফলন দেখায়। উভয় উদ্ভিদের কার্বন বিজারণে ক্যালভিন চক্রের ভূমিকা রয়েছে।

1. ক. ক্যালভিন চক্রের প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতার নাম লেখো। ১
2. খ. ভুট্টাকে C₄ উদ্ভিদ বলা হয় কেন? ২
3. গ. ক্যালভিন চক্রে ১২টি 3PGA থেকে ১২টি G3P তৈরির ধাপগুলো ব্যাখ্যা করো। ৩
4. ঘ. উদ্দীপকের আলোকে C₃ ও C₄ উদ্ভিদের মধ্যে পার্থক্য বিশ্লেষণ করো। ৪

উত্তর

(ক) বহুনির্বাচনি প্রশ্নের উত্তর

১. খ    ২. গ    ৩. খ    ৪. গ    ৫. খ    ৬. গ    ৭. খ    ৮. গ

(খ) সংক্ষিপ্ত প্রশ্নের মডেল উত্তর

1. C₃ উদ্ভিদের পাতায় বান্ডলশীথ কোষে সাধারণত ক্লোরোপ্লাস্ট থাকে না। অন্যদিকে C₄ উদ্ভিদের পাতায় ভাস্কুলার বান্ডলের চারপাশে বান্ডলশীথ কোষ ঘনভাবে সজ্জিত থাকে এবং এসব কোষে ক্লোরোপ্লাস্ট থাকে। C₄ উদ্ভিদে বান্ডলশীথ ও মেসোফিল কোষের ক্লোরোপ্লাস্টের গঠনে পার্থক্য দেখা যায়।

2. আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায়ে CO₂ বিজারিত হয়ে কার্বোহাইড্রেট তৈরি হয়। তাই এ প্রক্রিয়াকে কার্বন বিজারণ বলা হয়। এ বিক্রিয়ায় আলোর প্রত্যক্ষ প্রয়োজন হয় না; তবে আলো থাকলে ATP ও NADPH + H⁺ সরবরাহ হয় এবং স্টোমাটা খোলা থাকায় CO₂ প্রবেশ করতে পারে।

3. ক্লোরোপ্লাস্টের স্ট্রোমায় এক অণু CO₂, পাঁচ-কার্বনবিশিষ্ট RuBP-এর সঙ্গে যুক্ত হয়। রুবিস্কো এনজাইম এ কাজে সাহায্য করে। প্রথমে ছয়-কার্বনবিশিষ্ট একটি অস্থায়ী যৌগ তৈরি হয়। এটি পানির সাহায্যে ভেঙে দুই অণু 3PGA তৈরি করে। 3PGA হলো ক্যালভিন চক্রের প্রথম স্থায়ী পদার্থ।

4. C₄ উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্য হলো—বান্ডলশীথ কোষে ক্লোরোপ্লাস্ট থাকে এবং মেসোফিল কোষে PEP-কার্বক্সিলেজের মাধ্যমে প্রাথমিক CO₂ স্থিরীকরণ ঘটে। উচ্চ তাপমাত্রায়, প্রায় ৩০°সে. থেকে ৪৫°সে. তাপমাত্রায়ও এদের সালোকসংশ্লেষণ কার্যকর থাকে। এ কারণে উষ্ণ ও শুষ্ক অঞ্চলে C₄ উদ্ভিদ বেশি কর্মক্ষম।

(গ) সৃজনশীল প্রশ্নের মডেল উত্তর

ক. ক্যালভিন চক্রের প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতা হলো রাইবিউলোজ ১,৫-বিসফসফেট বা RuBP।

খ. ভুট্টার পাতায় বান্ডলশীথ কোষ ভাস্কুলার বান্ডলের চারপাশে ঘনভাবে বিন্যস্ত থাকে এবং এসব কোষে ক্লোরোপ্লাস্ট উপস্থিত। এ উদ্ভিদে প্রাথমিক CO₂ গ্রহীতা PEP এবং প্রথম স্থায়ী পদার্থ চার-কার্বনবিশিষ্ট অক্সালো অ্যাসেটিক অ্যাসিড। এ বৈশিষ্ট্যের জন্য ভুট্টাকে C₄ উদ্ভিদ বলা হয়।

গ. ক্যালভিন চক্রে 3PGA প্রথমে ATP থেকে একটি ফসফেট গ্রহণ করে BPGA-তে পরিণত হয়। ৩-ফসফোগ্লিসারেট কিনাস এনজাইম এ বিক্রিয়ায় সাহায্য করে।

১২টি 3PGA থেকে BPGA তৈরির হিসাব:

১টি 3PGA → ১টি BPGA; ATP খরচ = ১টি

সুতরাং, ১২টি 3PGA → ১২টি BPGA

ATP খরচ = ১২ × ১ = ১২টি

ADP উৎপন্ন বা যুক্ত হয় = ১২টি

এরপর ১২টি BPGA, NADPH + H⁺ থেকে হাইড্রোজেন গ্রহণ করে বিজারিত হয় এবং ১২টি G3P তৈরি করে। এ সময় ১২টি NADPH + H⁺ ব্যবহৃত হয় এবং NADP⁺ মুক্ত হয়। G3P হলো তিন-কার্বনবিশিষ্ট কার্বোহাইড্রেট।

ঘ. উদ্দীপকের ভুট্টা C₄ উদ্ভিদ এবং ধান C₃ উদ্ভিদ। তাদের পার্থক্যগুলো হলো—

সুতরাং, ভুট্টা উচ্চ তাপমাত্রায়ও কার্যকরভাবে সালোকসংশ্লেষণ করতে পারে। ধান অপেক্ষাকৃত কম তাপমাত্রায় ভালোভাবে কাজ করে এবং C₃ উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্য দেখায়।

সাধারণ ভুল ও রিভিশন

পরীক্ষায় C₃–C₄ উদ্ভিদ এবং ক্যালভিন চক্রের ধাপ লিখতে গিয়ে শিক্ষার্থীরা প্রায়ই কিছু গুরুত্বপূর্ণ তথ্য গুলিয়ে ফেলে। নিচের ছকটি মনোযোগ দিয়ে পড়ো।

রিভিশন চেকলিস্ট

• C₃ ও C₄ উদ্ভিদের অন্তত ছয়টি পার্থক্য লিখতে পারি।
• বান্ডলশীথ এনাটমি ও ক্লোরোপ্লাস্টের পার্থক্য ব্যাখ্যা করতে পারি।
• C₄ উদ্ভিদের বৈশিষ্ট্য ও গুরুত্ব বলতে পারি।
• আলোকনিরপেক্ষ অধ্যায় ও কার্বন বিজারণের সম্পর্ক বুঝিয়ে বলতে পারি।
• ক্যালভিন চক্রের কার্বন যোগ ধাপ লিখতে পারি।
• RuBP, rubisco ও 3PGA-এর ভূমিকা বলতে পারি।
• ফসফেট যোগ ও বিজারণ ধাপ সঠিক ক্রমে সাজাতে পারি।
• ১২টি 3PGA থেকে ১২টি BPGA ও ১২টি G3P তৈরির হিসাব দেখাতে পারি।
• RuBP পুনরুৎপাদনে ১০টি G3P-এর ভূমিকা ব্যাখ্যা করতে পারি।
• ATP ও NADPH + H⁺ কোথায় ব্যবহৃত হয় তা শনাক্ত করতে পারি।

নিয়মিত ধাপগুলো লিখে অনুশীলন করলেই উদ্ভিদ শারীরতত্ত্ব অনেক সহজ হয়ে যাবে।