- Hvad er Calvin-cyklussen?
- Stadier af Calvin cyklus
- Funktion af Calvin cyklus
- Betydningen af Calvin-cyklussen
- Calvin cyklus produkter
Vi forklarer, hvad Calvin-cyklussen er, dens stadier, dens funktion og dens produkter. Også dens betydning for autotrofe organismer.
Hvad er Calvin-cyklussen?
Det er kendt som Calvin cyklus, Calvin-Benson cyklus eller cyklus af kulstoffiksering i fotosyntese, til et sæt biokemiske processer, der finder sted i stomata af kloroplasterne i planter og andre organismer autotrofer hvis ernæring Det udføres gennem fotosyntese.
Reaktionerne, der udgør denne cyklus, tilhører den såkaldte mørke fase af fotosyntesprocessen eller fase uafhængig af lys, hvorunder carbondioxid (CO2) taget fra atmosfæren og inkorporerer det i kroppen i form af glucose (C6H12O6) takket være virkningen af enzym RuBisCo (ribulose-1,5-bisphosphatcarboxylase / oxygenase).
Calvin Cycle skylder sit navn til sin opdager, amerikaneren Melvin Calvin, som gav ham Nobelprisen for Kemi i 1961. Hans andre vigtige samarbejdspartnere i undersøgelsen var James Bassham og Andrew Benson, alle fra University of California, Berkeley.
Stadier af Calvin cyklus
Calvin-cyklussen består af tre forskellige stadier:
- Trin 1. CO2-fiksering, enzymet RuBisCo katalyserer carboxyleringen af ribulosediphosphat, det vil sige fikseringen af kuldioxid til dannelse af PGA (3-Phosphoglyceric Acid).
- Trin 2. Reduktion af PGA til et sukker (CH2O) gennem dannelsen af glycealdehyd-3-phosphat (GAP) med NADPH (Nicotidamid adenindinukleotidphosphat) og ATP (Adenosintriphosphat) produceret i lysafhængige reaktioner.
- Trin 3. Regenerering af ribulosediphosphat, som også kræver ATP.
Funktion af Calvin cyklus
Calvin-cyklussen spiller en grundlæggende rolle i plantelivet: genererer glukose, et af de vigtigste sukkerarter (ud af seks atomer kulstof) til brug biokemisk som energikilde og struktur- eller lagermateriale.
Cyklusen bruger seks molekyler CO2 for at opnå en af glukose, ved at binde dem til forskellige receptorer i et gentagne kredsløb af kemiske reaktioner, der forbruger Energi (ATP). Seks omgange i cyklussen er nødvendige for at sammensætte et glukosemolekyle. Derudover produceres der for hver 3. omgang i cyklussen et molekyle af triosefosfat, som bruges i andre processer såsom syntese af stivelse.
Betydningen af Calvin-cyklussen
Calvin-cyklen er den eneste rute stofskifte bruges af autotrofe organismer til at inkorporere uorganisk materiale som de lever af, ligesom atmosfærisk CO2, som åndende organismer udstøder fra deres kroppe. Dette forekommer i både fotosyntetiske og kemosyntetiske organismer.
Samtidig er denne proces af enorm økologisk betydning, da energi i denne cyklus lagres i plantevæv, der transmitteres opad i den trofiske pyramide og tjener som føde for planteædende dyr, som igen fungerer som mad til deres rovdyr.
På den anden side, denne proces med at fiksere kulstof indeholdt i CO2, en velkendt gas af drivhuseffekt, bidrager til afkøling af atmosfære og med reduktion af de gasser, der er ansvarlige for global opvarmning og klima forandring. Derfor er i dag vigtigere end nogensinde.
Calvin cyklus produkter
Calvin-kredsløbet producerer et fast kulstofatom i hver af dens vindinger, så det tager tre omgange af cyklussen (og indtræden af tre CO2-molekyler, et ad gangen) for at danne et molekyle af Glyceraldehyd-3-phosphat (3GP). En del af det producerede materiale kan således genanvendes for at reaktivere RuBisCo og en anden del kan bruges til produktion af glukose.