Der Calvin-Zyklus: Lichtunabhängige Reaktion der Photosynthese

Der Calvin-Zyklus, auch als Dunkelreaktion oder lichtunabhängige Reaktion bezeichnet, ist ein komplexer biochemischer Prozess, der im Stroma der Chloroplasten stattfindet. Er bildet den zweiten Teil der Photosynthese und ist entscheidend für die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in Glucose.

Definition: Der Calvin-Zyklus ist der Prozess, bei dem Pflanzen CO₂ in organische Verbindungen umwandeln, unter Verwendung von Energie und Reduktionsmitteln aus der Lichtreaktion.

Der Zyklus lässt sich in drei Calvin-Zyklus Phasen unterteilen:

1. Fixierungsphase: In dieser Phase wird CO₂ an Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) gebunden. Dies geschieht mit Hilfe des Enzyms RubisCO.

   Vocabulary: RubisCO (Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase) ist das Schlüsselenzym des Calvin-Zyklus, das die CO₂-Fixierung katalysiert.

2. Reduktionsphase: Die gebildete Phosphoglycerinsäure (PGS) wird zu Phosphoglycerinaldehyd (PGA) reduziert. Dieser Schritt benötigt Energie in Form von ATP und Reduktionsmittel NADPH.

   Highlight: Die Reduktionsphase ist entscheidend für die Umwandlung von CO₂ in organische Verbindungen, da hier die Oxidationszahl des Kohlenstoffs sinkt.

3. Regenerationsphase: In dieser Phase wird das Akzeptormolekül RuBP regeneriert, um den Zyklus fortzusetzen.

Das Calvin-Zyklus Schema zeigt, dass für jeden vollständigen Zyklus sechs CO₂-Moleküle fixiert werden, um ein Glucose-Molekül zu bilden.

Example: Die Calvin-Zyklus Bilanz lässt sich vereinfacht darstellen als: 6 CO₂ + 12 NADPH/H⁺ + 18 ATP → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 Pi

Diese Calvin-Zyklus Reaktionsgleichung verdeutlicht den Energiebedarf und die Stoffumsetzung im Zyklus.

Quote: "Ohne CO₂ wird kein PGS gebildet und kein RuBP regeneriert."

Diese Aussage unterstreicht die Bedeutung von CO₂ für den gesamten Prozess und erklärt, warum der Calvin-Zyklus auch als CO₂-Fixierung bezeichnet wird.

Für Studierende, die den Calvin-Zyklus einfach erklärt haben möchten, ist es wichtig zu verstehen, dass dieser Prozess die Umwandlung von anorganischem Kohlenstoff (CO₂) in organische Verbindungen (Zucker) ermöglicht, was die Grundlage für das Pflanzenwachstum und letztlich für die gesamte Nahrungskette bildet.

Ein Calvin-Zyklus Arbeitsblatt könnte Studierenden helfen, die einzelnen Schritte und beteiligten Moleküle besser zu visualisieren und zu verstehen. Es würde den Lichtunabhängige Reaktion Ablauf Schritt für Schritt darstellen und die Verbindung zur Lichtabhängigen Reaktion durch den Verbrauch von ATP und NADPH verdeutlichen.