Växtfotosyntes kan delas upp i två delar. Den första delen kräver ljus att byta ljus energi till kemisk energi, och dess kemiska reaktioner kallas ljusberoende reaktioner. Den andra delen, som använder den kemiska energi som skapats av den första delen för att producera växtkarbohydrater för växtfoder, består av ljusoberoende reaktioner. De ljusoberoende reaktionerna kallas också Calvin-cykeln, efter kemisten Melvin C. Calvin som vann Nobelpriset i kemi 1961 efter att ha identifierat processen.
TL; DR (för länge, läste inte)
De ljusoberoende reaktionerna vid fotosyntes är de fyra reaktioner som sker i den senare delen av fotosyntesprocessen. Också känd som Calvin-cykeln är de fyra stegen i de ljusoberoende eller mörka reaktionerna kolfixering, reduktion, kolhydratbildning och regenerering av de initiala enzymerna. Medan de är kända som de mörka reaktionerna, eftersom de inte behöver ljus för att fortsätta, sker reaktionerna under dagen samtidigt som de ljusberoende reaktionerna, eftersom de mörka reaktionerna behöver de kemiska produkterna från de ljusberoende reaktionerna som reaktanter för de fyra stegen.
Översikt över Calvins cykel
Calvins cykel använder de kemikalier som produceras under de ljusberoende reaktionerna för att fixa koldioxid och producera kolhydraterna växter behöver överleva. Sammantaget ändras prekursorkemikalierna som innehåller väte från första scenen av fotosyntes och koldioxid till kolhydrater.
I de ljusberoende reaktionerna absorberas ljuset och energin används för att dela vattenmolekylerna. De resulterande vätejonerna och elektronerna överförs till kemiskt nikotinamid-adenindinukleotidfosfat (NADP +) för att producera reducerat nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH) genom tillsats av två elektroner och en vätejon. Samtidigt ändras det kemiska adenosindifosfatet (ADP) till adenosintrifosfat (ATP) genom att tillsätta en fosfatgrupp. De nya kemikalierna används för att lagra den energi som absorberas från ljuset och göra den tillgänglig för Calvin-cykeln. Calvincykeln använder väte från NADPH, kolet från koldioxid och energi från ATP för att producera de kolhydrater som växten behöver. Under denna process ändras NADPH och ATP till NADP + och ADP så att de återigen är tillgängliga för ytterligare ljusberoende reaktioner. Calvin Cycle Reactants and Products The Calvincykeln sker inom kloroplasterna av växtceller. Varje cell har flera kloroplaster, och cellerna som innehåller dem bildar växtens löv. Inne i kloroplasterna äger Calvin cykelreaktionerna plats i stroma. Reaktanterna CO 2, ATP och NADPH initierar de fyrstegsreaktioner som utgör Calvin-cykeln. Det första steget fixar kol från koldioxid i luften. Kolatomer är fästa vid en mellanliggande sockermolekyl. I det andra steget överförs en fosfatgrupp från ATP till ett intermediärt enzym och elektroner från NADPH används för att reducera det mellanliggande sockret från steg 1. I det tredje steget reagerar det intermediära sockret med det intermediära enzymet för att bilda glukos, basala kolhydratväxter kan användas som mat. I det fjärde steget regenereras de ursprungliga kemikalierna som behövs för reaktionen. Reaktionsprodukterna är glukos, ADP och NADP +. De senare två används igen i ljusberoende reaktioner. Medan Calvin-cykelreaktionerna kan ske i frånvaro av ljus, är de faktiskt ljusberoende i växter och sker under dagen. Detta beroendet kommer från de erforderliga reaktanterna ATP och NADPH, vilka snabbt utnyttjas av Calvin-cykelreaktionerna. Reaktanterna fylls på av de ljusberoende reaktionerna från Calvins cykelprodukter ADP och NADP +. Den kompletta fotosyntesprocessen bygger på en samordnad funktion av både de ljusberoende och mörka reaktionerna för att producera kolhydrater från ljus, vatten och koldioxid.
