Ο κύκλος Calvin παρουσιάζεται σε απλοποιημένη μορφή

Μεταβολικές διεργασίες φυτών και βακτηρίων

Ο κύκλος Calvin, που συχνά αναφέρεται ως κύκλος Calvin-Benson ή κύκλος διφωσφορικής ριβουλόζης, επιστρέφει στους βιοχημικούς Calvin και Benson. Επηρεάζει όλους τους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Είναι μέρος του μεταβολισμού των φυτών και των βακτηρίων και αντιστοιχεί στην κυκλική αλληλουχία μεμονωμένων χημικών αντιδράσεων. Η μετατροπή του CO₂ στη γλυκόζη είναι ο πρωταρχικός στόχος του κύκλου.

• Ενώ οι άνθρωποι και τα ζώα απορροφούν οργανικές ουσίες για μεταβολισμό, τα φυτά και τα βακτήρια χρησιμοποιούν ανόργανες ουσίες όπως το CO
  instagram viewer
  ₂ ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ. Ο μεταβολικός τους ρυθμός είναι επομένως υψηλότερος από ό, τι σε ανθρώπους ή ζώα.
• Σε αντίθεση με τα ζώα και τους ανθρώπους, τα φυτά δεν είναι ετεροτροφικοί αλλά αυτότροφοι οργανισμοί. Δηλαδή, φτιάχνουν το δικό τους κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης ενέργεια και παράγετε τα δικά σας θρεπτικά συστατικά μετατρέποντας την ενέργεια του φωτός.
• Ο μεταβολισμός των βακτηρίων είναι πολύ διαφορετικός. Για παράδειγμα, μερικά είναι χημειοαυτροτροφικά και μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα σε άνθρακα.
• Η μεταβολική διαδικασία των αυτοτροφικών οργανισμών απαιτεί νερό, το CO ως αρχικό υλικό₂ και ορυκτά, για παράδειγμα μέσω ενός τύπου εδάφους συγκεκριμένης σύνθεσης. Δεδομένου ότι οι θερμοκρασίες επηρεάζουν το ρυθμό και το προϊόν των αντιδράσεων, απαιτούν επίσης ορισμένες θερμοκρασίες.


Βιολογία - η σκοτεινή αντίδραση

Κανένας φοιτητής βιολογίας δεν μπορεί να αποφύγει το αντικείμενο της φωτοσύνθεσης. ΕΝΑ …

• Οι φωτεινές και σκοτεινές αντιδράσεις είναι τα δύο βασικά στάδια του μεταβολισμού των αυτοτροφικών οργανισμών, δηλαδή η φωτοσύνθεση. Και οι δύο αντιδράσεις χρησιμεύουν στην παραγωγή θρεπτικών συστατικών, με το οξυγόνο να παράγεται ως απόβλητο.

Ο κύκλος Calvin είναι ένα άλλο όνομα για το πρώτο μεταβολικό στάδιο της σκοτεινής αντίδρασης. Επηρεάζει το φάσμα όλων των φυτών, μέχρι ορισμένες ομάδες φυκών και ορισμένους τύπους βακτηρίων. Τι ακριβώς συμβαίνει όμως κατά τη διάρκεια της σκοτεινής αντίδρασης;

Απλοποιημένη εξήγηση της σκοτεινής αντίδρασης στη φωτοσύνθεση

Εξετάστε το μεταβολισμό των φυτών:

• Για τη φωτοσύνθεση, οι οργανισμοί αφομοιώνουν το διοξείδιο του άνθρακα με τη βοήθεια του ATP και του NADPH για να σχηματίσουν οξυγόνο και άνθρακα. Αυτή είναι η σκοτεινή αντίδραση.
• Κατά τη διάρκεια της σκοτεινής αντίδρασης, το διοξείδιο του άνθρακα αρχικά μειώνεται κατά αρκετά επίπεδα οξείδωσης. Με απλά λόγια, αυτό σημαίνει ότι ένα από τα δύο εξερχόμενα άτομα Ο διαχωρίζεται. Ταυτόχρονα, προστίθενται δύο άτομα Η, δημιουργώντας γλυκόζη.
• Αυτή η γλυκόζη αποτελείται από έξι από τις μονάδες H-C-OH. Οι συνδέσεις C-C συνδέουν τις έξι μεμονωμένες μονάδες μεταξύ τους.
• Αυτός ο κύκλος ακολουθείται από την κυκλική αντίδραση φωτός, κατά την οποία, εκτός από το οξυγόνο, αποκαθίστανται τα αρχικά υλικά ATP και NADPH. Έτσι το παιχνίδι μπορεί να ξεκινήσει από την αρχή.

Αυτή η περιγραφή αναπαράγει μόνο τη σκοτεινή αντίδραση στο πλαίσιο της φωτοσύνθεσης με εξαιρετικά απλουστευμένο τρόπο. Εάν ενδιαφέρεστε για τις λεπτομερείς μεμονωμένες διαδικασίες, η παρακάτω ενότητα μπορεί να σας βοηθήσει.

Ο κύκλος του Calvin με λεπτομέρειες

Ο κύκλος Calvin αποτελείται από μια σύνθεση και μια φάση αναδιοργάνωσης.

• ο περίληψη: Στην αρχή του κύκλου, το διοξείδιο του άνθρακα συνδέεται με ένα μόριο C5, το λεγόμενο ριβουλόζη-1,5-διφωσφορικό. Αυτό δημιουργεί ένα σώμα C6, το οποίο στη συνέχεια διαιρείται έξι φορές.
• Αυτή η διαίρεση οδηγεί σε δύο ασταθή σώματα C3, δηλαδή συνολικά δώδεκα σώματα C3, που ονομάζονται φωσφογλυκερικά μόρια. Με τη βοήθεια των οξειδωτικών ATP και NADH, ο οργανισμός μειώνει αυτά τα δώδεκα σώματα C3. Αυτά τα δώδεκα μόρια είναι μόρια γλυκεραλδεyδης-3-φωσφορικής.
• Ο οργανισμός χρησιμοποιεί δύο από αυτά για την παραγωγή γλυκόζης. Τέλος, τα υπόλοιπα σώματα C3 μετατρέπονται ξανά σε σώματα C5 από ATP, που αντιστοιχεί στη φάση αναδιοργάνωσης.
• Αυτή η φάση αναδιοργάνωσης είναι το πιο πολύπλοκο μέρος του κύκλου. Από τέσσερα σώματα C3 υπάρχουν αρχικά δύο σώματα C6, τα λεγόμενα φρουκτόζη-1,6-διφωσφορική. Με δύο επιπλέον σώματα C3, αυτό έχει ως αποτέλεσμα δύο σώματα C4 το καθένα, τα οποία ονομάζονται ερυθροζόλη-4-φωσφορική. Ταυτόχρονα, σχηματίζονται δύο σώματα C5, που ονομάζονται ριβουλόζη-5-φωσφορική.
• Στη συνέχεια, τα σώματα C4 αντιδρούν το καθένα με δύο επιπλέον σώματα C3 για να σχηματίσουν δύο σώματα C7, τα οποία ονομάζονται sedoheptulose-1,7-διφωσφορική. Αυτά τα δύο σώματα αντιδρούν ξανά με δύο σώματα C3 για να σχηματίσουν τέσσερα σώματα C5. Η ριβουλόζη-5-φωσφορική αναγεννάται τέσσερις φορές.
• Δεν υπάρχουν πλέον σώματα C3, αλλά έχουν απομείνει έξι ριβουλόζη-5-φωσφορική. Αυτά αντιστοιχούν σε ένα πρόδρομο της ριβουλόζης-1,5-διφωσφορικής, η οποία χρησιμεύει ως σημείο σύνδεσης για το διοξείδιο του άνθρακα στην αρχή του κύκλου του Calvin. Τα μόρια ριβουλόζης-1,5-διφωσφορικού άλατος παράγονται από αυτό το προκαταρκτικό στάδιο σε ένα στάδιο φωσφολοποίησης με τη βοήθεια έξι ΑΤΡ. Ο κύκλος ξεκινά τώρα από την αρχή.

Αυτή η διαδικασία είναι πάντα ενδιαφέρουσα. Η γνώση της για τη φωτοσύνθεση των φυτών έχει διευρυνθεί έτσι σημαντικά. Τα σκίτσα θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε ακόμη περισσότερο τη σύνθετη διαδικασία.