Siklus Calvin

Read Also

Definisi siklus Calvin

"Siklus Calvin atau siklus C3 didefinisikan sebagai serangkaian reaksi kimia yang dilakukan oleh tanaman untuk mengurangi karbon dioksida dan senyawa lain menjadi glukosa."

 

Apa itu siklus Calvin?

Siklus Calvin juga dikenal sebagai siklus C3 atau reaksi fotosintesis yang tidak tergantung pada cahaya atau gelap. Namun, ini paling aktif di siang hari ketika NADPH dan ATP berlimpah. Untuk membangun molekul organik, sel -sel tanaman menggunakan bahan baku yang disediakan oleh reaksi cahaya:

1. Energi: ATP yang disediakan oleh fotofosforilasi siklik dan non -siklik, yang mendorong reaksi endergonik.

2. Mengurangi Daya: NADPH yang disediakan oleh Photosystem I adalah sumber hidrogen dan elektron energik yang diperlukan untuk mengikatnya pada atom karbon. Sebagian besar energi cahaya yang ditangkap selama fotosintesis berakhir di ikatan gula C-H yang kaya energi.

Tanaman menyimpan energi ringan dalam bentuk karbohidrat, terutama pati dan sukrosa. Karbon dan oksigen yang diperlukan untuk proses ini diperoleh dari CO2, dan energi untuk fiksasi karbon berasal dari ATP dan NADPH yang diproduksi selama proses fotosintesis.

Konversi CO2 menjadi karbohidrat disebut siklus calvin atau siklus C3 dan dinamai Melvin Calvin yang menemukannya. Tanaman yang menjalani siklus calvin untuk fiksasi karbon dikenal sebagai tanaman C3.

Siklus Calvin membutuhkan enzim ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase/oksigenase yang biasa disebut Rubisco. Ini menghasilkan triose fosfat, 3-fosfogliserat (3-pGA), gliseraldehida-3p (GAP), dan dihydroxyacetone fosfat (DHAP), yang semuanya digunakan untuk mensintesis heksosa fosfat fruktosa-1,6-bachosphate dan fruktosa 6- fosfat.

 

Diagram siklus C3

Diagram siklus Calvin di bawah ini menunjukkan berbagai tahap siklus calvin atau siklus C3 yang mencakup fiksasi karbon, pengurangan, dan regenerasi.

Tahap siklus C3

Siklus Calvin atau siklus C3 dapat dibagi menjadi tiga tahap utama:

Fiksasi karbon

Langkah kunci dalam siklus Calvin adalah peristiwa yang mengurangi CO2.

CO2 berikatan dengan RUBP dalam proses utama yang disebut fiksasi karbon, membentuk dua-tiga molekul karbon fosfoglikerat. Enzim yang menjalankan reaksi ini adalah ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase, yang sangat besar dengan empat subunit dan hadir dalam stroma kloroplas. Enzim ini bekerja sangat lamban, hanya memproses sekitar tiga molekul Rubp per detik (proses enzim khas sekitar 1000 molekul substrat per detik). Dalam daun khas, lebih dari 50% dari semua protein adalah Rubisco. Itu dianggap sebagai protein paling berlimpah di bumi.

Pengurangan

Ini adalah tahap kedua dari siklus Calvin. Molekul 3-PGA yang dibuat melalui fiksasi karbon dikonversi menjadi molekul gula sederhana-glukosa.

Tahap ini memperoleh energi dari ATP dan NADPH yang terbentuk selama reaksi fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Dengan cara ini, siklus Calvin menjadi jalur di mana tanaman mengubah energi sinar matahari menjadi molekul penyimpanan jangka panjang, seperti gula. Energi dari ATP dan NADPH ditransfer ke gula.

Langkah ini dikenal sebagai reduksi karena elektron ditransfer ke molekul 3-PGA untuk membentuk gliseraldehida-3 fosfat.

Regenerasi

Ini adalah tahap ketiga dari siklus Calvin dan merupakan proses kompleks yang membutuhkan ATP. Pada tahap ini, beberapa molekul G3P digunakan untuk menghasilkan glukosa, sementara yang lain didaur ulang untuk meregenerasi akseptor Rubp.

Produk Siklus C3

Satu molekul karbon difiksasi pada setiap belokan siklus calvin.

Satu molekul gliseraldehida-3 fosfat dibuat dalam tiga putaran siklus Calvin.

Dua molekul gliseraldehida-3 fosfat bergabung bersama untuk membentuk satu molekul glukosa.

3 molekul ATP dan 2 NADPH digunakan selama pengurangan asam 3-fosfoglikerik menjadi gliseraldehida-3 fosfat dan dalam regenerasi RUBP.

18 ATP dan 12 NADPH dikonsumsi dalam produksi 1 molekul glukosa.

 

Poin -poin penting pada siklus C3

Siklus C3 mengacu pada reaksi gelap fotosintesis.

Secara tidak langsung bergantung pada cahaya dan pembawa energi esensial adalah produk dari reaksi yang bergantung pada cahaya.

Pada tahap pertama siklus Calvin, reaksi independen cahaya dimulai dan karbon dioksida diperbaiki.

Pada tahap kedua dari siklus C3, ATP dan NADPH mengurangi 3PGA menjadi G3P. ATP dan NADPH kemudian dikonversi menjadi ATP dan NADP+.

Pada tahap terakhir, Rubp diregenerasi. Ini membantu lebih banyak fiksasi karbon dioksida.