Calvin-Zyklus (lichtunabhängige Reaktion)

Calvin-Zyklus Definition

• beschreibt die Sekundärreaktion der Fotosynthese

• hierbei wird Glucose mithilfe der Produkte der Primärreaktion (ATP und NADPH +H⁺ ) und aufgenommenen CO₂ synthesiert

Nebenprodukte

die dabei entstehenden Nebenprodukte NADP⁺ und ADP+Pi dienen wiederum als Edukte der Primärreaktion

Ort

Stroma der Chloroplasten

1.CO2-Fixierung (Carboxylierung)

• durch das Enzym RUBISCO (Ribulosebiposphat-Carboxylase-Oxygenase)

• Aufnahme von 6 CO₂ → 12 PGS

6 Ribulosebiphosphat (RuBP, C₅-Körper) + 6 CO2 + 6 H2O →12 Phosphoglycerinsäure (PGS, C₃-Körper)

2.Aktivierung

• Entstandenes PGS wird durch ATP zu BPGS aktiviert und auf Reduktion vorbereitet

12 PGS + 12 ATP → 12 Biphosphatglycerinsäure + 12 ADP (BPGS, C₃- Körper)

3.Reduktion und Zuckersynthese

• BPGS wird durch NADPH + H⁺ reduziert

• Dadurch Erhöhung des Energieniveaus auf das von Glucose

• Anschließend Zuckersynthese 2 PGS → Glucose

12 BPGS + 12 NADPH/H⁺ → 12 Phosphoglycerinaldehyd + 12 NADP⁺ + RPi+ 12 H₂O PGA, C₃- Körper

4.Regeneration

• die 10 verbleibenden PGA (C₃) werden unter Aufwendung von 6 ATP zu 6 RuBP (C₅) in Komplexer Abfolge von Reaktionen regeneriert

• Calvin-Zyklus beginnt erneut mit 6 RuBP

10 PGA + 6 ATP → 6 RuBP + 6 (ADP + Pi)

Übersicht und ergebnis der Sekundärreaktion

6CO₂ + 12 NADPH/H⁺ + 18 ATP → C₆H₁₂O₆ + 12 NADP⁺ + 18 (ADP+Pi) + 6 H₂O

Gesamtsummengleichung der Fotosynthese

6CO₂ + 12 H₂O → C₆H₁₂O₂ + 6O₂ + 6H₂O sekundär primär sekundär primär sekundär

Funktion der entstandenen Glucose

Kann

• in form von Stärke (als Reserve) gespeichert

• als Saccharose im Phloem transportiert

• in Cellulose (Zellwand) umgewandelt

• in Fructose (Nektar/Früchte) umgewandelt

• in der Zellatmung verwendet

werden