- Czym jest cykl Calvina?
- Etapy cyklu Calvina
- Funkcja cyklu Calvina
- Znaczenie cyklu Calvina
- Produkty cyklu Calvin
Wyjaśniamy, czym jest cykl Calvina, jego etapy, funkcje i produkty. Również jego znaczenie dla organizmów autotroficznych.
Czym jest cykl Calvina?
Jest znany jako cykl Calvina, cykl Calvina-Bensona lub cykl wiązania węgla w fotosynteza, do zestawu procesów biochemicznych zachodzących w aparatach szparkowych chloroplastów rośliny i inne organizmy autotrofy którego odżywianie Odbywa się to poprzez fotosyntezę.
Reakcje składające się na ten cykl należą do tzw. ciemnej fazy procesu fotosyntezy lub fazy niezależnej od światło, podczas których dwutlenek węgla (CO2) pobierany z atmosfery, wcielający go do organizmu w postaci glukozy (C6H12O6) dzięki działaniu enzym RuBisCo (karboksylaza / oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanu).
Cykl Calvina zawdzięcza swoją nazwę swojemu odkrywcy, amerykańskiemu Melvinowi Calvinowi, który przyniósł mu Nagrodę Nobla za Chemia w 1961. Jego innymi ważnymi współpracownikami w badaniu byli James Bassham i Andrew Benson, wszyscy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.
Etapy cyklu Calvina
Cykl Calvina składa się z trzech odrębnych etapów:
- Etap 1. Wiązanie CO2, enzym RuBisCo katalizuje karboksylację rybulozydifosforanu, czyli wiązanie dwutlenku węgla z wytworzeniem PGA (kwas 3-fosfoglicerynowy).
- Krok 2. Redukcja PGA do cukru (CH2O) poprzez tworzenie 3-fosforanu aldehydu glicerynowego (GAP) z NADPH (fosforan dinukleotydu nikotydoamidoadeninowego) i ATP (trójfosforan adenozyny) wytwarzany w reakcjach zależnych od światła.
- Etap 3. Regeneracja difosforanu rybulozy, która wymaga również ATP.
Funkcja cyklu Calvina
Cykl Calvina odgrywa fundamentalną rolę w życiu roślin: wytwarza glukozę, jeden z głównych cukrów (z sześciu) atomy węgiel) użytkowania Biochemiczne jako źródło energii i materiału konstrukcyjnego lub magazynującego.
Cykl wykorzystuje sześć molekuły CO2 w celu uzyskania jednego z glukozy, dołączając je do różnych receptorów w powtarzającym się obiegu reakcji chemicznych, które pochłaniają Energia (ATP). Do skomponowania cząsteczki glukozy potrzeba sześciu tur cyklu. Dodatkowo co 3 tury cyklu wytwarzana jest cząsteczka fosforanu triozy, wykorzystywanego w innych procesach, takich jak synteza skrobi.
Znaczenie cyklu Calvina
Cykl Calvina to jedyna trasa metaboliczny wykorzystywane przez organizmy autotroficzne do włączenia materiał nieorganiczny którym żywią się, podobnie jak atmosferyczny CO2, który oddychające organizmy wydalają ze swoich ciał. Dzieje się tak zarówno w organizmach fotosyntetycznych, jak i chemosyntetycznych.
Jednocześnie proces ten ma ogromne znaczenie ekologiczne, ponieważ w tym cyklu energia jest magazynowana w tkankach roślinnych, która jest przekazywana w górę w piramidzie troficznej, służąc jako pokarm dla zwierzęta roślinożerne, które z kolei służą jako jedzenie Do ich drapieżniki.
Z drugiej strony, ten proces wiązania węgla zawartego w CO2, znanym gazie z efekt cieplarniany, przyczynia się do chłodzenia atmosfera oraz z redukcją gazów odpowiedzialnych za globalne ocieplenie i zmiana klimatu. Dlatego dzisiaj jest ważniejszy niż kiedykolwiek.
Produkty cyklu Calvin
Cykl Calvina wytwarza stały atom węgla w każdym ze swoich obrotów, więc potrzeba trzech obrotów cyklu (i wejścia trzech cząsteczek CO2, po jednej na raz), aby utworzyć cząsteczkę 3-fosforanu aldehydu glicerynowego (3GP). W ten sposób część wyprodukowanego materiału można poddać recyklingowi w celu reaktywacji RuBisCo, a inną część można wykorzystać do produkcji glukozy.