fotoszintézis
(Calvin-ciklus, Calvin-Benson ciklus, Calvin–Benson–Bassham (CBB) ciklus, reduktív pentóz foszfát (RPP) ciklus, C3 ciklus, fotoszintetikus szénredukciós ciklus, Hill-reakció)
Összetett folyamat, amelynek során a fényenergia felhasználásával víz és szén-dioxid szőlőcukorrá alakul át.
6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2
Fényelnyelő pigmentek, különösen a kloroplasztiszban található klorofill,
alapvető fontossággal bírnak a folyamat során, amelyre egyedül a zöld növények
és a fotoszintetizáló baktériumok képesek.
A légköri oxigén fő
forrását a növények jelentik, a fotoszintézisük melléktermékeként felszabaduló
oxigén révén.
A szőlőcukor molekulákból kialakuló cellulóz a napfény energiájának legelterjedtebb vegyi tárolója, a leggyakoribb szerves molekula a Földön.
A képen a növények zöld szintesteiben (kloroplaszt) lejátszódó fotoszintézis folyamat látható.
A fotoszintézis fénytől független anyagcsere reakcióútja
a Calvin-ciklus, amely a kloroplasztiszban, a sztrómában játszódik le.
Melvin Calvin, és
kollegái (Andrew Benson és James A. Bassham) tisztázták a reakcióutat,
amely a szén-dioxid
megkötéséből és szőlőcukorrá
történő redukciójából áll. (Említik Calvin-Benson ciklus, Calvin–Benson–Bassham (CBB) ciklus, reduktív pentóz foszfát (RPP) ciklus, C3 ciklus vagy fotoszintetikus szénredukciós ciklus néven is)
A ciklusban a szén-dioxid
a ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz enzim
segítségével kapcsolódik a ribulóz-1,5-biszfoszfáthoz, egy hat szénatomos, nem
stabil vegyületté, ami két molekula,
három szénatomos glicerinsav-3-foszfátra
bomlik. Ez átalakul gilcerinaldehid-3-foszfáttá, amely a ribulóz-1,5-biszfoszfát
regenerálására, valamint glükóz
és fruktóz termelésére
használódik.
Egy izolált, megvilágított kloroplaszt oxigén-kibocsátása a Hill-reakció, amikor egy megfelelő elektronakceptort, például kálium-ferricianidot adnak a környező vízhez. A reakciót Rober Hill (1899-1991) fedezte fel 1939-ben. Az elektronakceptor helyettesíti a NADP+-t, a természetes akceptort a fotoszintézis fénytől függő reakciójában.