Gli esseri umani non sono gli unici ad amare i carboidrati. Anche le piante ne hanno bisogno per sopravvivere e i carboidrati sono un'importante fonte di energia. Durante la fotosintesi, le piante combinano l'acqua con l'anidride carbonica e la luce solare per produrre carboidrati. Ci sono due parti della fotosintesi: le reazioni dipendenti dalla luce e le reazioni indipendenti dalla luce o reazioni al buio.
Il ciclo di Calvin è una reazione oscura perché non ha bisogno della luce solare. Sebbene possa accadere durante il giorno, questo processo non richiede l'energia del sole per funzionare. Altri nomi per il ciclo di Calvin includono il ciclo di Calvin-Benson, reazione indipendente dalla luce, fissazione del carbonio e C3 percorso.
Durante il ciclo di Calvin, la pianta cattura l'anidride carbonica, che reagisce con lo zucchero, il ribulosio bisfosfato - RuBP - per produrre uno zucchero a sei atomi di carbonio. Successivamente, questo zucchero a sei atomi di carbonio si rompe con l'aiuto dell'enzima RuBisCO per produrre due molecole di acido 3-fosfoglicerico o 3PGA. Quindi, l'adenosina trifosfato, l'ATP e la nicotinammide adenina dinucleotide fosfato idrogeno, chiamato NADPH, convertono il 3PGA in gliceraldeide-3-fosfato, abbreviato come G3P. Una parte del G3P diventa RuBP, quindi il ciclo può ricominciare. Un'altra porzione di G3P aiuta a creare fruttosio difosfato, che può diventare carboidrati come il glucosio o il saccarosio.
Il prodotto finale del ciclo di Calvin è uno zucchero semplice. Questo zucchero può diventare un carboidrato come l'amido, che è una fonte di energia vitale per le piante. Ad esempio, le piante possono trasportare il glucosio per svolgere processi importanti come aiutare la respirazione a rilasciare energia. Possono anche convertire il glucosio per scopi di conservazione o usarlo come elemento costitutivo per crescere più grandi.
La quantità di anidride carbonica a cui la pianta può accedere influisce sul ciclo di Calvin. Una maggiore concentrazione di anidride carbonica significa che la velocità del processo di fotosintesi può aumentare. Inoltre, la temperatura influisce sul ciclo. Poiché richiede enzimi, una temperatura troppo alta o troppo bassa lo influenzerà.
Melvin Calvin, un chimico americano, ha scoperto il ciclo di Calvin. In seguito ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 1961. Mentre lavorava all'Università della California, a Berkeley, ha usato un isotopo del carbonio-14 per comprendere il processo di fotosintesi nelle piante. Questo isotopo radioattivo lo ha aiutato a determinare come funziona la reazione indipendente dalla luce nelle alghe unicellulari.