Цикл Кальвіна – це серія хімічних реакцій, які відбуваються в хлоропластах рослин під час фотосинтезу. Цикл названий на честь американського біохіміка Мелвіна Кальвіна, який відкрив його в 1950-х роках. Цикл Кальвіна є одним з найважливіших процесів в біології рослин, оскільки він дозволяє рослинам перетворювати енергію сонячного світла в хімічну енергію.

Хімічні реакції фотосинтезу

Фотосинтез – це процес, під час якого рослини використовують енергію сонячного світла для перетворення вуглекислого газу і води в глюкозу і кисень. Цикл Кальвіна є частиною цього процесу, оскільки він дозволяє рослинам фіксувати вуглекислий газ і перетворювати його в органічні сполуки. Хімічні реакції фотосинтезу відбуваються в двох стадіях: світлозалежній стадії і темнозалежній стадії. Світлозалежна стадія відбувається в тилакоїдах хлоропластів і включає в себе перетворення енергії сонячного світла в хімічну енергію. Темнозалежна стадія, до якої належить цикл Кальвіна, відбувається в стромі хлоропластів і включає в себе фіксацію вуглекислого газу і перетворення його в глюкозу.

Структура циклу Кальвіна

Цикл Кальвіна складається з трьох стадій: карбоксиляції, редукції і регенерації. Під час карбоксиляції вуглекислий газ фіксується до молекули рибулозо-1,5-бісфосфату (RuBP) з утворенням 3-фосфоглицерату (3-PGA). Під час редукції 3-PGA перетворюється в глицеральдегід-3-фосфат (G3P) за допомогою енергії, отриманої від світлозалежної стадії фотосинтезу. Під час регенерації RuBP регенерується з G3P, щоб цикл міг повторитися. Цикл Кальвіна включає в себе ряд ферментів, які каталізують хімічні реакції, що відбуваються під час циклу.

Наступний список показує основні етапи циклу Кальвіна:

• Карбоксиляція: вуглекислий газ фіксується до RuBP з утворенням 3-PGA
• Редукція: 3-PGA перетворюється в G3P за допомогою енергії, отриманої від світлозалежної стадії фотосинтезу
• Регенерація: RuBP регенерується з G3P, щоб цикл міг повторитися

Біологічне значення циклу Кальвіна

Цикл Кальвіна має велике біологічне значення, оскільки він дозволяє рослинам фіксувати вуглекислий газ і перетворювати його в органічні сполуки. Цей процес є основним джерелом органічної речовини для більшості живих організмів на Землі. Крім того, цикл Кальвіна є важливим процесом в регуляції рівня вуглекислого газу в атмосфері, оскільки він дозволяє рослинам поглинати вуглекислий газ з атмосфери. Цикл Кальвіна також має велике значення в сільському господарстві, оскільки він дозволяє рослинам виробляти глюкозу, яка використовується як джерело енергії для росту і розвитку рослин.

Думки експертів

Мене звуть Іван Петрович, і я біохімік з багаторічним досвідом дослідження метаболічних процесів в живих організмах. Сьогодні я хочу розповісти вам про цикл кальвіна, також відомий як цикл Кальвіна-Бенсона або цикл фіксації вуглецю.

Цикл кальвіна – це серія хімічних реакцій, які відбуваються в хлоропластах рослин, водоростів і деяких бактерій. Цей цикл є одним з найважливіших процесів у фотосинтезі, оскільки він дозволяє організмам перетворювати вуглекислий газ (CO2) на органічні сполуки, які можуть бути використані для росту і розвитку.

Цикл кальвіна складається з трьох основних стадій: карбоксилювання, відновлення і регенерація. На стадії карбоксилювання молекула CO2 приєднується до молекули рибулозо-1,5-бісфосфату (RuBP), утворюючи молекулу 3-фосфогліцерату (3-PGA). Ця реакція каталізується ферментом RuBisCO (рибулозо-1,5-бісфосфат карбоксилаза/оксигеназа).

На стадії відновлення молекули 3-PGA відновлюються до молекул гліцералдегіду-3-фосфату (G3P) за допомогою енергії, отриманої від світла під час фотосинтезу. Ця реакція відбувається за допомогою ферменту фосфогліцераткінази.

На стадії регенерації молекули G3P використовуються для регенерації молекул RuBP, які потім можуть бути використані для повторення циклу. Ця стадія включає в себе кілька ферментів, включаючи фосфогліцераткіназу, гліцералдегід-3-фосфатдегідрогеназу і рибулозо-5-фосфаткіназу.

Цикл кальвіна є важливим процесом у фотосинтезі, оскільки він дозволяє рослинам і іншим організмам перетворювати вуглекислий газ на органічні сполуки, які можуть бути використані для росту і розвитку. Крім того, цикл кальвіна також грає важливу роль у регулюванні рівня CO2 в атмосфері, що має велике значення для клімату Землі.

У висновку, цикл кальвіна – це складний біохімічний процес, який відбувається в хлоропластах рослин і деяких бактерій. Він дозволяє організмам перетворювати вуглекислий газ на органічні сполуки, які можуть бути використані для росту і розвитку. Цикл кальвіна є важливим процесом у фотосинтезі і грає важливу роль у регулюванні рівня CO2 в атмосфері.