Der Calvin-Zyklus: Schlüsselprozess der Photosynthese

Der Calvin-Zyklus, auch als Dunkelreaktion der Photosynthese bekannt, ist ein komplexer biochemischer Prozess, der im Stroma der Chloroplasten stattfindet. Er nutzt die Energie und Reduktionsmittel aus der Lichtreaktion, um Kohlendioxid in Glucose umzuwandeln.

Definition: Der Calvin-Zyklus ist der Prozess der CO₂-Fixierung in der Photosynthese, bei dem Kohlendioxid in organische Verbindungen umgewandelt wird.

Der Zyklus lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen:

1. CO₂-Fixierung/Carboxylierung: In dieser Phase wird Kohlendioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat gebunden. Dies geschieht mithilfe des Enzyms Rubisco.

Vocabulary: Rubisco (Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase) ist das Schlüsselenzym des Calvin-Zyklus, das die Bindung von CO₂ an Ribulose-1,5-bisphosphat katalysiert.

2. Reduktionsphase: Hier werden die entstandenen Zwischenprodukte unter Verwendung von ATP und NADPH reduziert.

3. Regeneration: In dieser Phase wird der CO₂-Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat regeneriert, um den Zyklus fortzusetzen.

Highlight: Für jeden vollständigen Calvin-Zyklus werden 6 CO₂-Moleküle fixiert, um ein Glucose-Molekül zu produzieren.

Die Calvin-Zyklus Bilanz zeigt, dass für die Produktion eines Glucose-Moleküls 18 ATP und 12 NADPH + H⁺ verbraucht werden. Dies verdeutlicht den hohen Energiebedarf dieses Prozesses.

Example: Ein Calvin-Zyklus Schema könnte wie folgt aussehen: CO₂ → Ribulose-1,5-bisphosphat → 3-Phosphoglycerat → Glycerinaldehyd-3-phosphat → Glucose

Die Bedeutung des Calvin-Zyklus für die Pflanze und das globale Ökosystem kann nicht überschätzt werden. Er ist der primäre Weg, durch den atmosphärisches CO₂ in organische Verbindungen umgewandelt wird, die dann als Grundlage für das gesamte Leben auf der Erde dienen.

Quote: "Der Calvin-Zyklus ist der Prozess, durch den Pflanzen buchstäblich Luft in Nahrung umwandeln."

Für Studierende, die den Calvin-Zyklus vertiefen möchten, kann ein Calvin-Zyklus Arbeitsblatt hilfreich sein, um die einzelnen Schritte und beteiligten Moleküle zu visualisieren und zu verstehen.