- Какво представлява цикълът на Калвин?
- Етапи на цикъла на Калвин
- Функция на цикъла на Калвин
- Значението на цикъла на Калвин
- Продукти от цикъла на Калвин
Обясняваме какво представлява цикълът на Калвин, неговите етапи, неговата функция и неговите продукти. Също така, значението му за автотрофните организми.
Какво представлява цикълът на Калвин?
Известен е като цикъл на Калвин, цикъл на Калвин-Бенсън или цикъл на фиксиране на въглерода в фотосинтеза, към набор от биохимични процеси, които протичат в устицата на хлоропластите на растения и други организми автотрофи чиито хранене Осъществява се чрез фотосинтеза.
Реакциите, които съставляват този цикъл, принадлежат към така наречената тъмна фаза на фотосинтетичния процес или фаза, независима от светлина, по време на което въглероден двуокис (CO2), взет от атмосферата, включвайки го в тялото под формата на глюкоза (C6H12O6) благодарение на действието на ензим RuBisCo (рибулоза-1,5-бифосфат карбоксилаза/оксигеназа).
Цикълът на Калвин дължи името си на своя откривател, американеца Мелвин Калвин, който му донесе Нобелова награда за Химия през 1961 г. Други негови важни сътрудници в изследването са Джеймс Башам и Андрю Бенсън, всички от Калифорнийския университет, Бъркли.
Етапи на цикъла на Калвин
Цикълът на Калвин се състои от три отделни етапа:
- Етап 1. Фиксиране на CO2, ензимът RuBisCo катализира карбоксилирането на рибулозния дифосфат, тоест фиксирането на въглеродния диоксид за образуване на PGA (3-фосфоглицеринова киселина).
- Стъпка 2. Редукция на PGA до захар (CH2O) чрез образуване на глицеалдехид-3-фосфат (GAP) с NADPH (никотидамид аденин динуклеотид фосфат) и АТФ (аденозин трифосфат), произведен в зависими от светлината реакции.
- Етап 3. Регенерация на рибулозния дифосфат, който изисква и АТФ.
Функция на цикъла на Калвин
Цикълът на Калвин има основна роля в живота на растенията: генерира глюкоза, една от основните захари (от шест атоми въглерод) на употреба биохимичен като източник на енергия и структурен или складов материал.
Цикълът използва шест молекули от CO2, за да се получи една от глюкозата, като ги прикрепи към различни рецептори в повтаряща се верига от химични реакции, която консумира Енергия (АТФ). Необходими са шест завъртания на цикъла, за да се състави глюкозна молекула. Освен това на всеки 3 оборота от цикъла се произвежда молекула триозен фосфат, използван в други процеси като синтеза на нишесте.
Значението на цикъла на Калвин
Цикълът на Калвин е единственият маршрут метаболитни използвани от автотрофни организми за включване на неорганичен материал с който се хранят, точно като атмосферния CO2, който дишащите организми изхвърлят от телата си. Това се случва както при фотосинтезиращи, така и при хемосинтетични организми.
В същото време този процес е от огромно екологично значение, тъй като в този цикъл енергията се съхранява в растителните тъкани, която се предава нагоре в трофичната пирамида, служейки като храна за тревопасни животни, които от своя страна служат като храна към техните хищници.
От друга страна, този процес на фиксиране на въглерода, съдържащ се в CO2, добре познат газ на парников ефект, допринася за охлаждането на атмосфера и с намаляването на газовете, отговорни за глобално затопляне и на изменението на климата. Ето защо днешният ден е по-важен от всякога.
Продукти от цикъла на Калвин
Цикълът на Калвин произвежда фиксиран въглероден атом във всеки от своите завои, така че са необходими три завъртания на цикъла (и влизането на три молекули CO2, една по една), за да се образува молекула на глицералдехид-3-фосфат (3GP). Така част от произведения материал може да бъде рециклиран за реактивиране на RuBisCo, а друга част може да се използва за производството на глюкоза.