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Calvin-Zyklus

Wir erklären, was der Calvin-Zyklus ist, seine Stadien, seine Funktion und seine Produkte. Darüber hinaus ist seine Bedeutung für autotrophe Organismen.

Der Calvin-Zyklus ist die "dunkle Phase" der Photosynthese.

  1. Was ist der Calvin-Zyklus?

Es ist bekannt als der Calvin-Zyklus, der Calvin-Benson-Zyklus oder der Zyklus der Kohlenstofffixierung in der Photosynthese, um eine Reihe von biochemischen Prozessen, die in den Stomata von Chloroplasten stattfinden von Pflanzen und anderen autotrophen Organismen, deren Ernährung durch Photosynthese erfolgt.

Die Reaktionen, die diesen Kreislauf ausmachen, gehören zur sogenannten Dunkelphase des Photosyntheseprozesses oder unabhängigen Lichtphase, in der das aus der Atmosphäre entnommene Kohlendioxid (CO 2 ) eingebaut wird Indem es in Form von Glucose (C 6 H 12 O 6 ) in den Körper eingebracht wird, dank der Wirkung des Enzyms RuBisCo (Ribulose-1, 5-Bisphosphat-Carboxylase / Oxygenase).

Der Calvin-Zyklus verdankt seinen Namen seinem Entdecker, dem Amerikaner Melvin Calvin, der ihm 1961 den Nobelpreis für Chemie einbrachte. Weitere wichtige Mitarbeiter der Studie waren James Bassham und Andrew Benson Universität von Kalifornien, Berkeley.

  1. Stadien des Calvin-Zyklus

Jeder Calvin-Zyklus durchläuft die Phasen der Fixierung, Reduktion und Regeneration.

Der Calvin-Zyklus besteht aus drei verschiedenen Phasen:

  • Stufe 1 : Die Fixierung von CO 2, dem RuBisCo-Enzym, katalysiert die Carboxylierung von Ribulosediphosphat, dh die Fixierung von Kohlendioxid unter Bildung von PGA (3-Phosphoglycerinsäure).
  • Stufe 2 : Reduktion von PGA zu einem Zucker (CH 2 O) durch Bildung von Glycealdehyd-3-phosphat (GAP) mit NADPH (Nicotidamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat) und ATP (Adenosin-Triphosphat) in den Reaktionen abhängig von das Licht
  • Stufe 3 : Regeneration von Ribulosediphosphat, das ebenfalls ATP benötigt.

  1. Calvin-Zyklus-Funktion

Der Calvin-Zyklus spielt eine grundlegende Rolle im Leben von Pflanzen: Er erzeugt Glukose, einen der Hauptzucker (mit sechs Kohlenstoffatomen) für die biochemische Verwendung als Energiequelle und Struktur- oder Speichermaterial .

Der Zyklus verwendet sechs Moleküle CO2, um eines der Glucose zu erhalten, die in einem wiederholten Kreislauf chemischer Reaktionen, die Energie verbrauchen (ATP), an verschiedene Rezeptoren gebunden werden. Sechs Runden des Zyklus sind erforderlich, um ein Glucosemolekül zusammenzusetzen. Zusätzlich wird alle 3 Runden des Zyklus ein Molekül Triosaphosphat erzeugt, das in anderen Prozessen wie der Stärkesynthese verwendet wird.

  1. Bedeutung des Calvin-Zyklus

Der Calvin-Zyklus ist der einzige Stoffwechselweg, über den autotrophe Organismen das anorganische Material, von dem sie sich ernähren, wie das atmosphärische CO 2, einbauen, das die atmenden Organismen aus ihren Organismen ausscheiden. Dies tritt sowohl in photosynthetischen als auch in chemosynthetischen Organismen auf.

Gleichzeitig ist dieser Prozess von enormer ökologischer Bedeutung, da in diesem Kreislauf im Pflanzengewebe Energie gespeichert wird, die in der Trophäenpyramide nach oben übertragen wird und als Nahrung für pflanzenfressende Tiere dient, die ihrerseits dienen von Lebensmitteln zu ihren Raubtieren.

Andererseits trägt dieser Prozess der Fixierung des in CO 2, einem bekannten Treibhausgas, enthaltenen Kohlenstoffs zur Abkühlung der Atmosphäre und zur Reduzierung der Gase bei, die für die globale Erwärmung und den Klimawandel verantwortlich sind. Deshalb ist heute wichtiger denn je.

  1. Calvin-Zyklusprodukte

Der Calvin-Zyklus produziert in jeder seiner Windungen ein festes Kohlenstoffatom, so dass der Zyklus (und der Eintritt von drei Molekülen CO 2 nacheinander) drei Windungen benötigt , um ein Molekül aus Gliceraldehyd-3- zu bilden. Phosphat (3GP). So kann ein Teil des hergestellten Materials recycelt werden, um das RuBisCo zu reaktivieren, und ein anderer Teil kann zur Herstellung von Glucose verwendet werden.

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