- Что такое цикл Кальвина?
- Этапы цикла Кальвина
- Функция цикла Кальвина
- Важность цикла Кальвина
- Продукты цикла Кальвина
Мы объясняем, что такое цикл Кальвина, его этапы, функции и продукты. Также его значение для автотрофных организмов.
Что такое цикл Кальвина?
Он известен как цикл Кальвина, цикл Кальвина-Бенсона или цикл фиксации углерода в фотосинтез, к набору биохимических процессов, происходящих в устьицах хлоропластов растения и другие организмы автотрофы чей питание Осуществляется посредством фотосинтеза.
Реакции, составляющие этот цикл, относятся к так называемой темной фазе фотосинтетического процесса или фазе, не зависящей от светлый, во время которого углекислый газ (CO2), взятый из атмосферы, попадает в организм в виде глюкозы (C6H12O6) благодаря действию фермент RuBisCo (рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа).
Цикл Кальвина получил свое название от своего первооткрывателя, американца Мелвина Кальвина, который принес ему Нобелевскую премию за Химия в 1961 году. Другими его важными сотрудниками в исследовании были Джеймс Бэшем и Эндрю Бенсон, все из Калифорнийского университета в Беркли.
Этапы цикла Кальвина
Цикл Кальвина состоит из трех отдельных этапов:
- Этап 1. Фиксация CO2, фермент RuBisCo катализирует карбоксилирование дифосфата рибулозы, то есть фиксацию диоксида углерода с образованием PGA (3-фосфоглицериновой кислоты).
- Этап 2. Восстановление PGA до сахара (CH2O) посредством образования глицеальдегид-3-фосфата (GAP) с NADPH (никотидамид адениндинуклеотидфосфат) и АТФ (Аденозинтрифосфат) образуется в светозависимых реакциях.
- Этап 3. Регенерация дифосфата рибулозы, для которого также требуется АТФ.
Функция цикла Кальвина
Цикл Кальвина играет фундаментальную роль в жизни растений: производство глюкозы, одного из основных сахаров (из шести атомы углерод) использования биохимический как источник энергии и конструкционный или запасной материал.
В цикле используется шесть молекулы CO2, чтобы получить одну из глюкозы, присоединяя их к различным рецепторам в повторяющейся цепи химических реакций, которые потребляют Энергия (АТФ). Для образования молекулы глюкозы необходимо шесть витков цикла. Кроме того, каждые 3 витка цикла вырабатывается молекула триозофосфата, используемого в других процессах, таких как синтез крахмала.
Важность цикла Кальвина
Цикл Кальвина - единственный маршрут метаболический используется автотрофными организмами для включения неорганический материал которым они питаются, точно так же, как атмосферный CO2, который дышащие организмы выбрасывают из своего тела. Это происходит как в фотосинтетических, так и в хемосинтезирующих организмах.
В то же время этот процесс имеет огромное экологическое значение, поскольку в этом круговороте в тканях растений накапливается энергия, которая передается вверх по трофической пирамиде, служа пищей для травоядные животные, которые, в свою очередь, служат еда к их хищники.
С другой стороны, этот процесс фиксации углерода, содержащегося в CO2, хорошо известном газе парниковый эффект, способствует охлаждению атмосфера и с уменьшением количества газов, ответственных за глобальное потепление и изменение климата. Вот почему сегодня важнее, чем когда-либо.
Продукты цикла Кальвина
Цикл Кальвина производит фиксированный атом углерода на каждом своем витке, поэтому для образования молекулы глицеральдегид-3-фосфата (3GP) требуется три витка цикла (и вступление трех молекул CO2, по одной за раз). Таким образом, часть произведенного материала может быть переработана для реактивации RuBisCo, а другая часть может быть использована для производства глюкозы.