- Ce este ciclul Calvin?
- Etapele ciclului Calvin
- Funcția ciclului Calvin
- Importanța ciclului Calvin
- Produse din ciclul Calvin
Vă explicăm ce este Ciclul Calvin, etapele sale, funcția și produsele sale. De asemenea, importanța sa pentru organismele autotrofe.
Ce este ciclul Calvin?
Este cunoscut sub numele de Ciclul Calvin, Ciclul Calvin-Benson sau Ciclul de fixare a carbonului în fotosinteză, la un set de procese biochimice care au loc în stomatele cloroplastelor plantelor și alte organisme autotrofi a caror nutriție Se realizează prin fotosinteză.
Reacțiile care alcătuiesc acest ciclu aparțin așa-numitei faze întunecate a procesului fotosintetic sau faza independentă de ușoară, timp în care dioxid de carbon (CO2) preluat din atmosferă, încorporându-l în organism sub formă de glucoză (C6H12O6) datorită acțiunii enzimă RuBisCo (ribulozo-1,5-bisfosfat carboxilază/oxigenază).
Ciclul Calvin își datorează numele descoperitorului său, americanul Melvin Calvin, care i-a adus Premiul Nobel pentru Chimie în 1961. Ceilalți colaboratori importanți ai săi la studiu au fost James Bassham și Andrew Benson, toți de la Universitatea din California, Berkeley.
Etapele ciclului Calvin
Ciclul Calvin este alcătuit din trei etape distincte:
- Etapa 1. Fixarea CO2, enzima RuBisCo catalizează carboxilarea ribulozei difosfat, adică fixarea dioxidului de carbon pentru a forma PGA (acidul 3-fosfogliceric).
- Pasul 2. Reducerea PGA la un zahăr (CH2O) prin formarea de glicealdehidă-3-fosfat (GAP) cu NADPH (Nicotidamidă adenin dinucleotidă fosfat) și ATP (Adenozin Trifosfat) produs în reacții dependente de lumină.
- Etapa 3. Regenerarea ribulozei difosfat, care necesită și ATP.
Funcția ciclului Calvin
Ciclul Calvin are un rol fundamental în viața plantelor: generarea de glucoză, unul dintre principalele zaharuri (din șase atomi carbon) de utilizare biochimic ca sursă de energie și material structural sau de stocare.
Ciclul folosește șase molecule de CO2 pentru a obține unul de glucoză, atașându-i la diverși receptori într-un circuit repetat de reacții chimice care consumă Energie (ATP). Sunt necesare șase ture ale ciclului pentru a compune o moleculă de glucoză. În plus, la fiecare 3 ture ale ciclului se produce o moleculă de trioză fosfat, utilizată în alte procese precum sinteza amidonului.
Importanța ciclului Calvin
Ciclul Calvin este singurul traseu metabolic folosit de organismele autotrofe pentru a încorpora material anorganic cu care se hrănesc, la fel ca CO2 atmosferic, pe care organismele care respiră îl expulzează din corpul lor. Acest lucru se întâmplă atât în organismele fotosintetice, cât și în cele chemosintetice.
În același timp, acest proces are o importanță ecologică extraordinară, deoarece în acest ciclu energia este stocată în țesuturile plantelor care este transmisă în sus în piramida trofică, servind drept hrană pentru animale erbivore, care la rândul lor servesc ca alimente la lor prădători.
Pe de altă parte, acest proces de fixare a carbonului conținut în CO2, un gaz binecunoscut al efect de sera, contribuie la racirea atmosfera iar cu reducerea gazelor responsabile de încălzire globală si schimbarea climei. De aceea astăzi este mai importantă ca niciodată.
Produse din ciclul Calvin
Ciclul Calvin produce un atom de carbon fix în fiecare dintre turele sale, așa că este nevoie de trei ture ale ciclului (și de intrarea a trei molecule de CO2, una câte una) pentru a forma o moleculă de gliceraldehidă-3-fosfat (3GP). Astfel, o parte din materialul produs poate fi reciclată pentru a reactiva RuBisCo și o altă parte poate fi folosită pentru producerea de glucoză.