Calvin cyklus

Calvin cyklus Definition

Calvin cyklus er den cyklus af kemiske reaktioner udført af planter til at “fastsætte” kulstof fra CO2 i tre-carbon sukkerarter.

senere kan planter og dyr omdanne disse tre-carbonforbindelser til aminosyrer, nukleotider og mere komplekse sukkerarter såsom stivelse.

denne proces med” carbonfiksering ” er, hvordan de fleste nye organiske stoffer oprettes. De sukkerarter, der er skabt i Calvin-cyklussen, bruges også af planter til langvarig energilagring, i modsætning til ATP, der bruges hurtigt op, efter at den er oprettet.

disse plantesukker kan også blive en energikilde for dyr, der spiser planterne, og rovdyr, der spiser disse planteetere.

Calvin-cyklussen kaldes også undertiden de “lysuafhængige” reaktioner ved fotosyntese, da den ikke drives direkte af fotoner fra solen. I stedet drives Calvin-cyklussen af ATP og NADPH, som skabes ved at udnytte energien fra fotoner i de lysafhængige reaktioner.

Calvin-cyklusens funktion

Calvin-cyklusens funktion er at skabe tre-carbon sukkerarter, som derefter kan bruges til at opbygge andre sukkerarter såsom glukose, stivelse og cellulose, der bruges af planter som et strukturelt byggemateriale. Calvin-cyklussen tager molekyler af kulstof lige ud af luften og gør dem til plantemateriale.

Dette gør Calvin-cyklussen afgørende for eksistensen af de fleste økosystemer, hvor planter danner basen af energipyramiden. Uden Calvin-cyklussen ville planter ikke være i stand til at opbevare energi i en form, som planteædere kunne fordøje. Kødædere ville efterfølgende ikke have adgang til energi lagret i kroppen af planteædere!

de kulstofrygben, der er oprettet i Calvin-cyklussen, bruges også af planter og dyr til at fremstille proteiner, nukleinsyrer, lipider og alle de andre byggesten i livet.Calvin-cyklussen regulerer også niveauerne af drivhusgas, en drivhusgas, i Jordens atmosfære. Forskere har rejst bekymring, fordi mennesker ud over at sætte enorme mængder CO2 tilbage i luften ved at brænde kul, olie og gas, også har skåret ned omkring halvdelen af alle Jordens skove, som spiller en vigtig rolle i fjernelsen af CO2 fra luften.

Vi vil diskutere, hvordan Calvin-cyklussen skaber enkle sukkerarter fra CO2 nedenfor.

Calvin Cycle Steps

Carbonfiksering

i carbonfiksering kombineres et CO2-molekyle fra atmosfæren med et fem-carbon acceptormolekyle kaldet ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP).

den resulterende seks-carbonforbindelse opdeles derefter i to molekyler af tre-carbonforbindelsen, 3-phosphoglycerinsyre (3-PGA).denne reaktion katalyseres af RuBP, også kendt som RuBisCO. På grund af den centrale rolle, det spiller i fotosyntese, er RuBisCo sandsynligvis den mest rigelige på jorden.

reduktion

i anden fase af Calvin-cyklussen omdannes 3 – PGA-molekylerne skabt gennem carbonfiksering til molekyler af et simpelt sukker-glyceraldehyd-3-phosphat (G3P).

denne fase bruger energi fra ATP og NADPH skabt i de lysafhængige reaktioner af fotosyntese. På denne måde bliver Calvin-cyklussen den måde, hvorpå planter omdanner energi fra sollys til langtidsopbevaringsmolekyler, såsom sukkerarter. Energien fra ATP og NADPH overføres til sukkeret.

dette trin kaldes” reduktion”, fordi NADPH donerer elektroner til 3-phosphoglycerinsyremolekylerne for at skabe glyceraldehyd-3-phosphat. I kemi kaldes processen med at donere elektroner “reduktion”, mens processen med at tage elektroner kaldes “iltning.”

regenerering

nogle glyceraldehyd-3 fosfatmolekyler går til at fremstille glukose, mens andre skal genbruges for at regenerere den fem-carbon RuBP-forbindelse, der bruges til at acceptere nye carbonmolekyler.

regenereringsprocessen kræver ATP. Det er en kompleks proces, der involverer mange trin.

fordi det tager seks carbonmolekyler at fremstille en glukose, skal denne cyklus gentages seks gange for at fremstille et enkelt molekyle glukose.

for at opnå denne ligning regenereres fem ud af seks glyceraldehyd-3 fosfatmolekyler, der oprettes gennem Calvin-cyklussen, til dannelse af RuBP-molekyler. Den sjette afslutter cyklussen for at blive halvdelen af et glukosemolekyle.

Calvin cyklus Diagram

forenklet Calvin cyklus diagram

Calvin cyklus produkter

hver tur af Calvin cyklus “rettelser” et molekyle af kulstof, der kan bruges til at gøre sukker.

det tager tre omdrejninger af Calvin-cyklussen at skabe et molekyle glyceraldehyd-3-phosphat.

efter seks omdrejninger af Calvin-cyklussen kan to molekyler glyceraldehyd-3-phosphat kombineres for at fremstille et glukosemolekyle.

hver drejning af Calvin-cyklussen bruger også op 3 ATP og 2 NADPH i processerne til reduktion (tilsætning af elektroner til) 3-phosphoglycerinsyre til fremstilling af glyceraldehyd-3-phosphat og regenerering af RuBP, så de kan acceptere et nyt atom af kulstof fra CO2 fra luften.

dette betyder, at for at producere et enkelt molekyle glucose forbruges 18 ATP og 12 NADPH.

  • Chloroplast – organellen i planteceller, hvor energi fra sollys omdannes til ATP og sukker.
  • Energipyramide-et diagram, der illustrerer strømmen af energi gennem et økosystem.
  • fotosyntese-den proces, hvormed levende ting fanger energi fra sollys og bruger den til at fremstille brændstof og organiske materialer til at bygge deres celler.

test

1. Hvorfor er Calvin-cyklussen vigtig for de fleste økosystemer?
A. Det forvandler kulsyre fra luften til kulstof, som levende ting kan bruge til at fremstille sukkerarter, proteiner, nukleotider og lipider.
B. Det lagrer energi fra sollys ind i langtidsopbevaringsformen af sukker, som kan bruges af planter eller spises af dyr for at danne grundlaget for fødekæden.
C. Det fjerner kulsyre, som er en drivhusgas, fra luften.
D. alle ovenstående.

svar på spørgsmål #1
D er korrekt. Alle ovenstående er grunde til, at Calvin-cyklen er vigtig!

2. Hvorfor kaldes den anden fase af Calvin-cyklussen “reduktion”?
A. fordi det reducerer antallet af carbonatomer i 3-phosphoglycerinsyre.
B. Fordi det reducerer mængden af energi i det samlede system.
C. Fordi NADPH giver elektroner til 3-phosphoglycerinsyre, som er en kemisk proces kaldet “reduktion.”
D. Ingen af ovenstående.

svar på spørgsmål #2
C er korrekt. I kemi betyder det at “reducere” noget at give det elektroner. NADPH giver elektroner til 3-phosphoglycerisk virkning i” reduktionsstadiet ” i Calvin-cyklussen.

3. Hvad er kilden til ATP og NADPH, der bruges i Calvins cyklus?
A. aerob respiration finder sted i mitokondrier.
B. energi udnyttet fra sollys i kloroplasterne.
C. energi høstet fra flygtige kemikalier, såsom jern, brint eller ammoniak.
D. Ingen af ovenstående.

svar på spørgsmål #3
B er korrekt. Calvin-cyklussen drives af energi, der udnyttes fra sollys i kloroplasterne. Cyklussen udføres af fotosyntetiske planter: aerob respiration og kemosyntese, beskrevet i de andre svar, bruges af andre typer livsformer.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.