Die Lichtunabhängige Reaktion und der Calvin-Zyklus im Detail
Der Calvin-Zyklus ist ein fundamentaler biochemischer Prozess, der im Stroma der Chloroplasten stattfindet. Dieser komplexe Vorgang gliedert sich in drei wesentliche Calvin-Zyklus Phasen, die zusammen die Lichtunabhängige Reaktion bilden. Die Bedeutung dieses Zyklus liegt in der Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in Glucose, einem lebenswichtigen Energieträger für Pflanzen.
Definition: Der Calvin-Zyklus ist der CO₂-fixierende Teil der Photosynthese, der im Stroma der Chloroplasten abläuft und aus drei Hauptphasen besteht: Fixierung, Reduktion und Regeneration.
In der Fixierungsphase wird CO₂ durch das Enzym RuBisCO an Ribulose-1,5-bisphosphat RuBP gebunden. Dieser erste Schritt ist entscheidend für die gesamte Lichtunabhängige Reaktion Ablauf. Das entstehende instabile Zwischenprodukt zerfällt sofort in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerinsäure PGS. Diese Phase ist der Startpunkt für die Umwandlung von anorganischem Kohlenstoff in organische Verbindungen.
Die Reduktionsphase nutzt die Energie aus ATP und NADPH+H⁺, die in der Lichtabhängigen Reaktion gebildet wurden. Hier wird PGS zu Phosphoglyceraldehyd PGA reduziert. Dieser Prozess ist energieaufwendig und hebt den Kohlenstoff auf die Energiestufe der Kohlenhydrate an. Die Calvin-Zyklus Zusammenfassung zeigt, dass aus zwei PGA-Molekülen ein C₆-Körper entsteht, der entweder als Stärke gespeichert oder als Glucose in den Stoffwechsel eingeschleust wird.
Highlight: Für einen vollständigen Calvin-Zyklus werden 18 ATP und 12 NADPH+H⁺ benötigt, um aus 6 CO₂-Molekülen ein Glucose-Molekül zu bilden.