Der Calvin-Zyklus: Schlüsselprozess der Photosynthese

Der Calvin-Zyklus, auch als Dunkelreaktion einfach erklärt, ist ein essentieller Teilprozess der Photosynthese. Er findet im Stroma der Chloroplasten statt und dient der Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in Glucose. Dieser komplexe biochemische Vorgang lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen.

Definition: Der Calvin-Zyklus ist der Prozess der CO2-Fixierung und Glucosebildung in der Photosynthese, der im Stroma der Chloroplasten abläuft und Energie aus der Lichtreaktion nutzt.

Die erste Phase ist die CO2-Fixierung oder Carboxylierung. Hier wird das Calvin-Zyklus Schema deutlich:

Highlight: In dieser Phase werden sechs CO2-Moleküle an sechs Ribulose-1,5-bisphosphat-Moleküle (RuBP) gebunden. Dies geschieht mithilfe des Enzyms RuBisCO.

Die zweite Phase umfasst die Reduktion und Glucose-Bildung. Hier kommen die Energieträger ATP und NADPH+H+ zum Einsatz:

Example: ATP wird gespalten und überträgt Phosphatreste auf 3-Phosphoglycerat-Moleküle, während NADPH+H+ Wasserstoffionen überträgt. Am Ende dieser Phase entstehen Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) Moleküle.

Die dritte und letzte Phase ist die Regeneration des CO2-Akzeptors:

Vocabulary: RuBP (Ribulose-1,5-bisphosphat) - Der CO2-Akzeptor, der in dieser Phase regeneriert wird, um den Zyklus aufrechtzuerhalten.

Das Calvin-Zyklus Arbeitsblatt würde typischerweise die Calvin-Zyklus Reaktionsgleichung enthalten:

Quote: "6 CO2 + 12 NADPH+H+ + 18 ATP → C6H12O6 + 6 H2O + 12 NADP+ + 18 ADP+P"

Diese Gleichung verdeutlicht die Calvin-Zyklus Bilanz und zeigt, dass für die Bildung eines Glucose-Moleküls der Zyklus sechsmal durchlaufen werden muss. Die CO2-Fixierung Photosynthese ist somit ein energieaufwändiger Prozess, der die in der Lichtreaktion gewonnene Energie effizient nutzt.