La fotosintesi è un processo in due fasi. Innanzitutto, le reazioni dipendenti dalla luce sfruttano l’energia solare per generare ATP e NADPH. In secondo luogo, le reazioni indipendenti dalla luce, chiamate anche ciclo di Calvin, utilizzano tali molecole per fissare l'anidride carbonica nei carboidrati.

TL;DR

Il ciclo di Calvin, che prende il nome dal premio Nobel Melvin C. Calvin, comprende quattro reazioni sequenziali:fissazione del carbonio, riduzione, sintesi dei carboidrati e rigenerazione dell'enzima di partenza. Sebbene possa verificarsi al buio, funziona durante il giorno perché fa affidamento sull'ATP e sul NADPH prodotti dalle reazioni alla luce.

Panoramica del ciclo di Calvino

All'interno dello stroma dei cloroplasti, il ciclo di Calvin trasforma l'energia catturata nell'ATP e il potere riducente del NADPH in glucosio e altri zuccheri. Combina l'ossidazione del NADPH e l'idrolisi dell'ATP con la riduzione della CO₂, producendo così un carboidrato stabile che alimenta la crescita delle piante.

Reattivi e prodotti chiave

Input essenziali:CO₂ , ATP e NADPH . Output:glucosio , ADP e NADP⁺ . Gli ultimi due vengono riciclati nelle reazioni dipendenti dalla luce, completando il ciclo fotosintetico.

Quattro passi del ciclo di Calvino

1. Fissazione del carbonio: La CO₂ si lega allo zucchero ribulosio-1,5-bifosfato a cinque atomi di carbonio (RuBP) tramite l'enzima RuBisCO, formando un fugace intermedio a sei atomi di carbonio che si divide in due molecole di 3-fosfoglicerato (3-PGA).
2. Riduzione: L'ATP dona un gruppo fosfato a 3‑PGA, mentre il NADPH fornisce elettroni e uno ione idrogeno, convertendo 3‑PGA nello zucchero ricco di energia gliceraldeide‑3‑fosfato (G3P).
3. Formazione di carboidrati: Due molecole G3P si combinano per produrre una molecola di glucosio o altri zuccheri che fungono da nutrimento per le piante.
4. Rigenerazione del RuBP: Le restanti molecole G3P vengono fosforilate dall'ATP e rimodellate in RuBP, consentendo al ciclo di ripetersi.

Anche se il ciclo di Calvin può procedere senza luce diretta, nelle piante è fondamentalmente dipendente dalla luce perché consuma ATP e NADPH prodotti dalle reazioni alla luce. Lo scambio continuo tra le due fasi garantisce un apporto costante di carboidrati e un pool rinnovabile di vettori energetici.

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