Ciclul Calvin
Această intrare sau secțiune despre fiziologia și chimia plantelor nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Ciclul Calvin- Benson al fotosintezei cu clorofilă este un proces metabolic ciclic care are loc în stroma cloroplastului și care folosește ATP și NADPH din faza dependentă de lumină pentru a sintetiza glucoza . Acest ciclu constituie așa-numita fază întunecată a fotosintezei și este independent de lumină. Ferredoxina , redusă prin absorbția radiației luminii, oxidează reducând tioredoxinele . Acestea au rolul important de a activa enzimele care reglează reacțiile ciclului.
Procesul atașează o moleculă de CO 2 la o moleculă de 5 carbon , ribuloză-1,5-bisfosfat, datorită unei enzime numite RuBisCO ( ribuloză -1,5-bisfosfat carboxilază oxigenază ); o serie de reacții care implică hidrogeni deja disponibili în NADPH 2 și care provin din fotoliza apei permit sinteza zaharozei , din care se obțin glucoză și fructoză .
Formarea glucozei prin ciclul Calvin-Benson
Glucoza este alcătuită din șase atomi de carbon, în timp ce CO 2 are doar unul. Odată cu ciclul Calvin-Benson 6 molecule de pornire, pentoză ceto zahăr Ribuloză 1,5-bisfosfat, se leagă la 6 molecule de CO 2 ; Se obțin astfel 12 molecule cu trei atomi de carbon (C3) gliceraldehidă-3-fosfat : zece dintre acestea reformează 6 bisfosfatul de ribuloză inițial, celelalte două dau o moleculă de glucoză cu șase atomi de carbon, ceea ce reprezintă câștigul net al ciclului.
Prima reacție a ciclului Calvin-Benson constă în eliberarea de dioxid de carbon, de către enzima stromală ribuloză-1,5-bi s fosfat carboxilază / oxigenază ( carboxilază RuBP / oxigenază sau RuBisCO ) , pe un compus organic cu 5 atomi de carbon , ribuloză-1,5-bisfosfat (RuBP), cu intervenția unei molecule de apă . Acest lucru duce la formarea unui compus instabil cu 6 carbon, care se descompune imediat în două molecule de 3 carbon, 3-fosfoglicerat (acid 3-fosfogliceric, PGA). Deoarece primul compus stabil care se formează după fixarea CO 2 , PGA, conține 3 atomi de carbon, ciclul Calvin-Benson este numit și ciclul C3 .
Fiecare moleculă PGA se leagă apoi de o grupare fosfat derivată din clivajul ATP (cel format în timpul fazei luminoase) transformându-se astfel în 1,3-bisfosfoglicerat. Acesta din urmă, folosind energia care derivă din oxidarea NADPH, care provine și din faza luminoasă și din ruperea unei legături fosforice, este în cele din urmă redusă la 3-fosfogliceraldehidă (PGAL sau GAP). NADP, acum oxidat, revine apoi în lanțul de transport al electronilor din faza ușoară, gata să fie redus din nou și apoi oxidat din nou.
Produsele ciclului Calvin-Benson
Pentru fiecare 6 molecule de CO 2 fixate în ciclul Calvin-Benson, se formează 12 molecule de gliceraldehidă-3-fosfat (G3P) și dintre acestea, 10 continuă ciclul până când 6 molecule sunt reconstituite printr-o serie de reacții ale RuBP (în faza de reconstrucție a celor 6 molecule de RuBP sunt consumate alte 6 molecule de ATP) în timp ce 2 părăsesc ciclul pentru a urma o soartă complet diferită. Aceste 2 molecule de gliceraldehidă-3-fosfat, care reprezintă câștigul net al ciclului, se combină pentru a forma fructoză bifosfat din care este originar apoi glucoza fosfat în majoritatea cazurilor. Acesta din urmă, de îndată ce este rezumat, poate urma diferite destine:
- este combinat cu fosfat de fructoză pentru a forma zaharoză care, prin sistemul conductor, este transportată către diferitele părți ale plantei;
- alternativ, mai multe molecule de glucoză fosfat se pot uni pentru a forma amidon primar în același cloroplast ;
- glucoză fosfat poate fi utilizat pentru sinteza altor molecule precum, de exemplu, celuloza .
Prezența ciclului Calvin-Benson în fotosinteză face ca molecula capabilă să lege CO 2 (RuBP) să se regenereze continuu, asigurând întotdeauna prezența sa în cloroplast . Mai mult, în reacțiile ciclice etapele sunt treptate, astfel încât să necesite o cantitate limitată de energie de fiecare dată, corespunzătoare celei care poate asigura ruperea unei legături de mare energie, cum ar fi cea a ATP .
rezumat
Evenimentele care au loc în timpul fazei întunecate pot fi împărțite în trei etape:
- fixarea CO 2 pe un acceptor (RuBP);
- utilizarea ATP și puterea de reducere (NADPH 2 ) din faza luminoasă;
- regenerarea acceptorului de CO 2 (RuBP).
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre ciclul Calvin
linkuri externe
- ( EN ) Ciclul Calvin , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
