Przeczytaj
Większość energii swobodnej, która jest skumulowana w organizmach żywych, pochodzi ze słońca. Jest to możliwe dzięki przekształcaniu energii świetlnej w energię chemiczną w postaci cukrów, które następnie mogą być przekształcane w inne cząsteczki tworzące biomasę. Kluczowym etapem w syntezie tych związków organicznych jest faza ciemna fotosyntezyfaza ciemna fotosyntezy, podczas której dochodzi do redukcji węgla w cyklu Calvina. Procesy zachodzące w cyklu Calvina prowadzą do asymilacji dwutlenku węgla i syntezy związków organicznych.
Sumaryczne równanie reakcji zachodzących podczas cyklu Calvina przy założeniu, że produktem jest glukoza, gdzie HIndeks dolny 22 oznacza wodory pochodzące z NADPH+HIndeks górny ++, wygląda następująco:
Miejsce zachodzenia cyklu Calvina
Cykl Calvina zachodzi w stromie chloroplastów, gdzie znajdują się wszystkie enzymy potrzebne do zachodzenia kolejnych reakcji. Tam też występują cząsteczki siły asymilacyjnej, czyli ATP i NADPH+HIndeks górny ++, które powstają na błonach tylakoidów podczas fazy jasnej fotosyntezyfazy jasnej fotosyntezy.
Etapy Cyklu Calvina:
Bilans fotosyntezy
Myśląc o produktach fotosyntezy, zazwyczaj przyjmuje się, że są to cząsteczki glukozy. W praktyce – nie tylko. Przeanalizujmy, ile rund cyklu Calvina musi zajść, żeby wytworzyć jedną cząsteczkę glukozy netto. Do asymilacji jednej cząsteczki dwutlenku węgla (CIndeks dolny 11) potrzeba trzech cząsteczek ATP (włączając reakcje regeneracji) i dwóch cząsteczek NADPH+HIndeks górny ++. Jedna cząsteczka glukozy zawiera sześć atomów węgla (CIndeks dolny 66), więc bilans jej wytworzenia przedstawia się następująco:
Bilans ten świadczy o wysoce endoergicznym charakterze fotosyntezy.
Pełna nazwa enzymu RuBisCO to karboksylaza/oksygenaza rybulozo‑1,5‑bisfosforanu. Oznacza to, że katalizuje on również reakcję włączania tlenu do cząsteczki rybulozo‑1,5‑bisfosforanu, co zapoczątkowuje konkurencyjny dla fotosyntezy proces fotooddychaniafotooddychania u roślin.
Słownik
faza fotosyntezy niezależna bezpośrednio od światła; asymilacja COIndeks dolny 22 i powstanie związków organicznych – przemiana substancji
faza fotosyntezy bezpośrednio zależna od światła, umożliwiająca wytworzenie siły asymilacyjnej (ATP, NADPH+HIndeks górny ++), wykorzystywanej w dalszych etapach fotosyntezy
fotorespiracja – proces zachodzący w obecności światła, polegający na pobieraniu tlenu (OIndeks dolny 22) i wydzielaniu dwutlenku węgla (COIndeks dolny 22) przez komórki fotosyntetyzujących roślin
(gr. fos – światło; synthesis – łączenie) proces przetwarzania przez organizmy samożywne (autotrofy) energii świetlnej w energię chemiczną
kwas 3‑fosfoglicerynowy/3‑fosfoglicerynian – kwas organiczny; związek chemiczny z grupy fosforanów biorący udział w glikolizie i cyklu Calvina
aldehyd 3‑fosfoglicerynowy – ufosforylowana trioza; ester kwasu fosforowego będący pośrednim produktem w glikolizie i pierwotnym produktem fotosyntezy, z którego syntetyzowane są inne związki organiczne
(ang. ribulose bisphosphate carboxylase‑oxygenase) karboksylaza/oksygenaza rybulozo‑1,5‑bisfosforanu, karboksydysmutaza; enzym występujący w komórkach roślin, glonów, sinic oraz innych bakterii fotosyntetyzujących i chemosyntetyzujących katalizujący reakcję przyłączenia cząsteczki dwutlenku węgla do rybulozo‑1,5‑bisfosforanu (RuBP) podczas cyklu Calvina; bierze również udział w reakcji fotooddychania