Шаги цикла Кальвина и диаграмма

Цикл Кальвина — это набор независимых от света окислительно-восстановительных реакций, которые происходят во время фотосинтеза и фиксации углерода для преобразования диоксида углерода в сахар глюкозу. Эти реакции происходят в строме хлоропласта, который представляет собой заполненную жидкостью область между тилакоидной мембраной и внутренней мембраной органеллы. Вот посмотрите на окислительно-восстановительные реакции, которые происходят во время цикла Кальвина.

Другие названия цикла Кальвина

Вы можете знать цикл Кальвина под другим именем. Набор реакций также известен как темновые реакции, цикл C3, цикл Кальвина-Бенсона-Бассама (CBB) или цикл восстановительного пентозофосфата. Цикл был открыт в 1950 году Мелвином Кэлвином, Джеймсом Бэшемом и Эндрю Бенсоном из Калифорнийского университета в Беркли. Они использовали радиоактивный углерод-14, чтобы проследить путь атомов углерода при связывании углерода.

Обзор цикла Кальвина

Цикл Кальвина является частью фотосинтеза, который происходит в два этапа. На первом этапе в химических реакциях используется энергия света для производства АТФ и НАДФН. На второй стадии (цикл Кальвина или реакции Темноты) углекислый газ и вода превращаются в органические молекулы, такие как глюкоза. Хотя цикл Кальвина можно назвать «реакциями темноты», на самом деле эти реакции не возникают в темноте или в ночное время. Для реакций требуется пониженный уровень НАДФ, который возникает в результате светозависимой реакции. Цикл Кальвина состоит из:

  • Фиксация углерода — углекислый газ (CO 2 ) реагирует на производят глицеральдегид-3-фосфат (G3P). Фермент RuBisCO катализирует карбоксилирование 5-углеродного соединения с образованием 6-углеродного соединения, которое расщепляется пополам с образованием двух молекул 3-фосфоглицерата (3-PGA). Фермент фосфоглицераткиназа катализирует фосфорилирование 3-PGA с образованием 1,3-бифосфоглицерата (1,3BPGA).
  • Реакции восстановления — фермент глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназа катализирует восстановление 1,3BPGA под действием NADPH.
  • Регенерация рибулозо-1,5-бисфосфата (RuBP) — в конце регенерации чистый прирост набор реакций — одна молекула G3P на 3 молекулы углекислого газа.

Химическое уравнение цикла Кальвина

Общее химическое уравнение для Цикл Кальвина:

  • 3 CO 2 + 6 NADPH + 5 H 2 O + 9 ATP → глицеральдегид-3-фосфат (G3P) + 2 H + + 6 NADP + + 9 ADP + 8 Pi (Pi = неорганический фосфат)

Для производства одной молекулы глюкозы требуется шесть прогонов цикла. Излишки G3P, полученные в результате реакций, могут быть использованы для образования различных углеводов в зависимости от потребностей растения..

Примечание о независимости от света

Хотя этапы цикла Кальвина не требуют света, процесс происходит только тогда, когда свет доступен (дневное время) . Почему? Потому что это пустая трата энергии, потому что без света не бывает электронного потока. Таким образом, ферменты, которые приводят в действие цикл Кальвина, регулируются как светозависимые, хотя сами химические реакции не требуют фотонов.

Ночью растения превращают крахмал в сахарозу и выделяют ее во флоэму. Растения CAM накапливают яблочную кислоту ночью и выделяют ее днем. Эти реакции также известны как «темные реакции».

Источники

  • Bassham J, Benson A, Calvin M (1950 ). «Путь углерода в фотосинтезе». J Biol Chem 185 (2): 781–7. PMID 14774424.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий