Не только люди любят углеводы. Они также нужны растениям для выживания, а углеводы - важный источник энергии. Во время фотосинтеза растения объединяют воду с углекислым газом и солнечным светом для образования углеводов. Фотосинтез состоит из двух частей: светозависимые реакции и светонезависимые реакции или реакции темноты.
Цикл Кальвина - мрачная реакция, потому что ему не нужен солнечный свет. Хотя это может происходить в течение дня, для работы этого процесса не требуется энергия солнца. Другие названия цикла Кальвина включают цикл Кальвина-Бенсона, светонезависимую реакцию, фиксацию углерода и C3 путь.
Во время цикла Кальвина растение улавливает углекислый газ, который вступает в реакцию с сахаром, рибулозобисфосфатом - RuBP - с образованием шестиуглеродного сахара. Затем этот шестиуглеродный сахар расщепляется с помощью фермента RuBisCO с образованием двух молекул 3-фосфоглицериновой кислоты или 3PGA. Затем аденозинтрифосфат, АТФ и никотинамидадениндинуклеотидфосфат водород, называемый NADPH, превращают 3PGA в глицеральдегид-3-фосфат, сокращенно G3P. Часть G3P становится RuBP, поэтому цикл можно начинать заново. Другая часть G3P помогает создавать дифосфат фруктозы, который может превращаться в углеводы, такие как глюкоза или сахароза.
Конечный продукт цикла Кальвина - простой сахар. Этот сахар может стать углеводом, например крахмалом, который является жизненно важным источником энергии для растений. Например, растения могут транспортировать глюкозу для выполнения важных процессов, таких как помощь дыханию для высвобождения энергии. Они также могут преобразовывать глюкозу для хранения или использовать ее как строительный блок для роста.
Количество углекислого газа, к которому растение может получить доступ, влияет на цикл Кальвина. Более высокая концентрация углекислого газа означает, что скорость процесса фотосинтеза может увеличиваться. Кроме того, на цикл влияет температура. Поскольку для этого требуются ферменты, на него повлияет либо слишком высокая, либо слишком низкая температура.
Мелвин Кальвин, американский химик, открыл цикл Кальвина. Позже он получил Нобелевскую премию по химии 1961 года. Работая в Калифорнийском университете в Беркли, он использовал изотоп углерода-14, чтобы понять процесс фотосинтеза в растениях. Этот радиоактивный изотоп помог ему определить, как независимая от света реакция работает в одноклеточных водорослях.