Calvinzyklus kurz erklärt?
Kann mir einer den Calvinzyklus bzw. die Dunkelreaktion kurz und verständlich erklären? Im Internet stehen nur riesen Texte mit denen ich nichts anfangen kann.
3 Antworten
Der Calvinzyklus ernährt uns alle, denn er ermöglicht die Bildung von Kohlenhydraten (Zuckern und Stärke...) aus dem Kohlendioxid der Luft.
Die Photosynthese kann man in die Phase der lichtabhängigen Bildung von Redoxäquivalenten (NADPH+H+) und Energieäquivalenten (ATP) und die danach erfolgende Phase zur Bildung von Baustoffen zu Kohlenhydraten (vor allem Stärke) unterteilen. Die erste Reaktion läuft ausschließlich im Licht ab und wird daher Lichtreaktion genannt - die Energieumwandlung von Lichtenergie in chemische Energie an den Thylokoidmembranen der Chloroplasten benötigt eben die Einstrahlung von Photonen. Der Calvinzyklus ist der nachgeschaltete Weg zum Verbrauch der Redoxäquivalente und des ATP zum Zwecke des Kohlenhydrataufbaus. Der Begriff Dunkelreaktion ist daher irreführend, läuft dieser Prozess doch auch (und vor allem) im Licht.
Wichtigster Bestandteil bei den allermeisten (C3-) Pflanzen ist im Calvin-Zyklus wohl das zentrale Enzym, das CO2 als Kohlenstoffquelle nutzt, um daraus Kohlenhydtratvorstufen zu machen. Dieses Enzym nutzt Ribulose1,5bisPhosphat als Substrat und kann dieses carboxilieren oder bei sehr hohen Temperaturen und hoher O2-Konzentration auch oxidieren. Daher nennt man dieses Enzym RUBISCO (Ribulose1,5 bis Phosphat Carboxilase - Oxigenase). Diese Schwäche der Oxigenase-Funktion wird bei einigen besonderen Pflanzen (C4- und CAM Pflanzen) durch besondere Strukturen (zeitliche oder räumliche Trennung der Carboxilierung von der Lichtreaktion) über ein anderes Enzym ausgeglichen (hier wird dann eine PEP-Carboxilase vorgeschaltet, die keine nennenswerte Oxigenase-Funktion hat).
Im Calvin Zyklus wird also bei jedem Umlauf ein CO2, also ein Kohlenstoffatom eingebaut - nach drei Umläufen steht also ein C3-Körper zur Verfügung. Dieser C3-Körper kann dann in den Aufbau von Zuckern (Glucose) fließen, die dann zu osmotisch nicht wirksamen langen Ketten - also Stärke - zusammengefügt werden.
Der Calvin-Zyklus verbraucht also große Teile der in der Lichtreaktion erzeugten ATP und NADPH+H+ - Molkeüle und regeneriert damit wieder NADP+ und ADP, während immer weiter CO2 eingefangen und zur Stärkesynthese genutzt werden kann.
Hoffe, das hilft...Viel Spaß bei der Photosynthese- einem der interessantesten Themen der Pflanzenphysiologie!!
Der Doc
Hi,
im Calvin-Zyklus geht es um die Synthese von Kohlenhydraten (Hexosen = Zucker mit 6 C-Atomen) aus CO2 (Kohlenstoffdioxid aus der Luft). Die Umsetzungen können wie folgt formuliert werden:
6CO2 + 12(NADPH + H+) + 18ATP ----> C6H12O6 + 12NADP+ + 6H2O + 18(ADP + P)
Die Aufnahme des CO2 aus der Luft in eine organische Verbindung nennt man CO2-Fixierung.
Der Weg vom CO2 zum Kohlenhydrat ist ein Kreisprozess, in den CO2 eingeführt und aus dem Kohlenhydrat entnommen wird. Er wurde von Calvin und Mitarbeitern aufgeklärt und heißt daher Calvin-Zyklus.
Das prominenteste Enzym dieses Stoffwechselzyklus ist dasjenige, welches das CO2 aus der Luft in organische Verbindung überführt, die Ribulose-bisphosphat-Carboxylase (Abk.: Rubisco). Die Rubisco nimmt CO2 aus der Luft und setzt Ribulose-1,5-bisphosphat und Wasser in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat um.
Im weiteren Verlauf des Zyklus entstehen 2 Moleküle Glyceral-3-phosphat, woraus Glocose-6-phosphat aufgebaut wird und Ribulose-1,5-bisphosphat wird wieder regeneriert, so dass es erneut von vorne als Akzeptor für das CO2 in den Zyklus eintreten kann. ATP und NADPH, die beiden Produkte der Lichtreaktion, werden im Calvin-Zyklus verbraucht. Gruß, Cliff
Dann spar ich mir auch die Mühe einen "riesen Text" zu schreiben:
Den Calvin Zyklus kannst du in 3 Abschnitte einteilen. 1. Fixierung, 2. Reduktion, 3. Regeneration.
Beim ersten Schritt wird CO2 fixiert. Beim nächsten Schritt werden die Zwischenprodukte stückweise reduziert und umgewandelt und beim letzten Schritt wird ein Teil der Zwischenprodukte wieder zur Fixierung verwendet. Der andere (kleinere) Teil der Zwischenprodukte dient der Zuckerherstellung.
Ziel ist es aus CO2 Zucker herzustellen. Dabei wird NADPH zur Reduktion und ATP benötigt und verbraucht. Der Calvin Zyklus bildet mit der lichtabhängigen Reaktion einen geschlossenen Kreislauf.
LG