सूक्ष्मदर्शी से झाँका प्रकाश संश्लेषण के ‘अंदर’！〜जलीय पौधे की पत्ती में स्टार्च की खोज〜

मैं हूँ साइंस ट्रेनर 桑子研। हर दिन एक नया प्रयोग!

किताबों में लिखा होता है कि पौधे प्रकाश की मदद से स्टार्च बनाते हैं। लेकिन क्या आपने कभी सोचा है, “सच में ऐसा होता है?”
इस बार हमने उसी रहस्य को अपनी आँखों से देखने वाला प्रयोग किया। जब माइक्रोस्कोप के नीचे पत्तियों के भीतर मौजूद छोटे-छोटे कण अचानक गहरे काले रंग में बदलते दिखाई दिए, तो सच कहिए… मुँह से अपने आप “वाह!” निकल गया।

ज़रूरी सामान

माइक्रोस्कोप, ऑक्सीजन वीड (ओओकानाडामो), स्लाइड ग्लास, कवर ग्लास, पिनसेट, आयोडीन घोल, इलेक्ट्रिक पॉट, लाइट

प्रयोग की तैयारी — “रोशनी वाली पत्ती” और “अंधेरे वाली पत्ती”

इस प्रयोग में हमने दो अलग-अलग परिस्थितियों की पत्तियाँ तैयार कीं।
ऑक्सीजन वीड को प्रयोग से लगभग डेढ़ दिन पहले इकट्ठा किया गया। फिर कुछ पत्तियों को पूरी तरह अंधेरे कमरे में रखा गया ताकि वे अपने अंदर जमा स्टार्च को लगभग पूरी तरह इस्तेमाल कर लें।

उन्हें शेल्फ के अंदर रखकर रोशनी से पूरी तरह दूर किया गया।

दूसरी ओर, कुछ पत्तियों पर डेढ़ दिन तक कृत्रिम रोशनी डाली गई ताकि वे लगातार प्रकाश संश्लेषण करती रहें।
यही “रोशनी मिली” और “रोशनी नहीं मिली” वाला फर्क इस प्रयोग की असली कुंजी था। प्रयोग में इस्तेमाल की गई लाइट यह थी।(植物育成用ライト(amazon)）

यह खास लाइट पौधों के प्रकाश संश्लेषण के लिए बनाई गई है। प्रयोग की गाइडबुक में लिखा था कि इंफ्रारेड यानी लंबी तरंगदैर्ध्य वाली रोशनी अधिक प्रभावी होती है।
लेकिन ऐसा क्यों?
असल में प्रकाश संश्लेषण के भीतर दो अलग-अलग सिस्टम काम करते हैं — “फोटोसिस्टम I” और “फोटोसिस्टम II”। दोनों अलग-अलग तरंगदैर्ध्य की रोशनी को बेहतर तरीके से अवशोषित करते हैं। खासकर लगभग 700nm की दूर-लाल रोशनी फोटोसिस्टम I को बहुत प्रभावी ढंग से सक्रिय करती है।
यह बात केवल ऑक्सीजन वीड पर लागू होती है या सभी पौधों पर?
अगर आपको इसके बारे में जानकारी हो तो ज़रूर बताइए!

पत्तियों को उबालना — आखिर क्यों?

तैयार की गई पत्तियों को इलेक्ट्रिक पॉट में लगभग 5 मिनट तक उबाला गया।
सच कहें तो इस प्रयोग का हीरो यही इलेक्ट्रिक पॉट था।

अब आपके मन में सवाल आया होगा — “उबालने की क्या ज़रूरत थी?”
बहुत अच्छा सवाल!
उबालने से पत्तियों की कोशिकाएँ टूट जाती हैं और आयोडीन घोल आसानी से अंदर तक पहुँच जाता है। साथ ही पत्तियाँ नरम हो जाती हैं, जिससे माइक्रोस्कोप से देखना आसान हो जाता है।
हमने दो एल्युमिनियम कंटेनर इस्तेमाल किए — एक में रोशनी वाली पत्तियाँ और दूसरे में अंधेरे में रखी पत्तियाँ, ताकि दोनों गड़बड़ न हों।

आयोडीन घोल से रंगना — स्टार्च कहाँ छिपा है?

उबली हुई पत्ती को पिनसेट से निकालकर स्लाइड ग्लास पर रखा गया और किचन पेपर से उसका पानी हटाया गया। फिर उस पर आयोडीन घोल डालकर लगभग 1 मिनट इंतज़ार किया गया। इसके बाद कवर ग्लास रखकर माइक्रोस्कोप से देखा गया।
आयोडीन घोल स्टार्च के संपर्क में आने पर नीले-बैंगनी से काले रंग में बदल जाता है। इसे “आयोडीन-स्टार्च प्रतिक्रिया” कहते हैं।
यानि जहाँ काला रंग दिखेगा, वहाँ स्टार्च मौजूद है।
सबसे पहले बिना आयोडीन घोल डाले पत्ती को देखा गया।

ज़ूम करके देखने पर…

क्लोरोप्लास्ट जैसे दिखने वाले कणों पर कोई रंग नहीं दिखाई दिया।
अब आयोडीन घोल डालकर देखिए।
यह अंधेरे कमरे में रखी गई पत्ती है।

क्या हल्का रंग दिखाई दे रहा है?

अब लगातार रोशनी में रखी गई पत्ती को देखिए।

और ज़ूम करने पर…

काले रंग में रंगे हुए हिस्से वास्तव में कोशिकाओं के भीतर मौजूद क्लोरोप्लास्ट थे।
जी हाँ — प्रकाश संश्लेषण की असली “फैक्ट्री” यही क्लोरोप्लास्ट हैं!
आइए दोनों की तुलना करें।

दोनों पत्तियों में क्लोरोप्लास्ट के रंग में साफ अंतर दिखाई देता है।
क्लोरोप्लास्ट केवल पौधों की कोशिकाओं में पाए जाने वाले छोटे हरे कण हैं। यहीं प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से स्टार्च (शर्करा) और ऑक्सीजन बनाई जाती है।
इस प्रयोग में केवल रोशनी वाली पत्तियों के क्लोरोप्लास्ट काले रंग में बदले, जबकि अंधेरे वाली पत्तियों में ऐसा नहीं हुआ।
इससे साफ साबित हुआ कि प्रकाश संश्लेषण वास्तव में क्लोरोप्लास्ट के अंदर ही होता है।
माइक्रोस्कोप में दिखने वाले वे छोटे-छोटे काले कण…
उन्हीं के भीतर सूरज की रोशनी से वह ऊर्जा तैयार होती है जिस पर पृथ्वी के लगभग सभी जीव निर्भर हैं।
हम जो चावल और रोटी खाते हैं, उनका स्टार्च भी आखिरकार पौधों की इसी प्रक्रिया से आता है।
क्लोरोप्लास्ट सचमुच पृथ्वी की सबसे छोटी लेकिन सबसे महत्वपूर्ण फैक्ट्रियों में से एक हैं।
अगर मौका मिले, तो आप भी माइक्रोस्कोप से “प्रकाश संश्लेषण की असली दुनिया” ज़रूर देखिए!

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