Фотосинтеза биљака може се поделити на два дела. Први део захтева да светлост промени светлосну енергију у хемијску, а њене хемијске реакције називају се реакцијама зависним од светлости. Други део, који користи хемијску енергију створену првим делом за производњу биљних угљених хидрата за биљну храну, састоји се од реакција независних од светлости. Реакције независне од светлости називају се и Цалвиновим циклусом, према хемичару Мелвину Ц. Цалвин који је 1961. године добио Нобелову награду за хемију након идентификације процеса.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Независне од светлости реакције фотосинтезе су четири реакције које се дешавају у каснијем делу процеса фотосинтезе. Такође познат као Цалвинов циклус, четири корака светлосно независних или тамних реакција су фиксација угљеника, редукција, стварање угљених хидрата и регенерација почетних ензима. Иако су познате као тамне реакције, јер им није потребно светло да би се наставиле, реакције се одвијају током дана у исто време када и реакције зависне од светлости, јер тамне реакције требају хемијске производе из реакција зависних од светлости као реактанти за четворку степенице.
Преглед Цалвиновог циклуса
Цалвинов циклус користи хемикалије произведене током реакција зависних од светлости да би поправио угљен-диоксид и произвео угљене хидрате који биљкама требају да преживе. Све у свему, хемикалије претече које садрже водоник из прве фазе фотосинтезе и угљен-диоксид се мењају у угљене хидрате.
У реакцијама зависним од светлости, светлост се апсорбује и енергија се користи за цепање молекула воде. Настали јони водоника и електрони преносе се у хемијски никотинамид аденин динуклеотид фосфат (НАДП+) да би се добио редуковани никотинамид аденин динуклеотид фосфат (НАДПХ) додавањем два електрона и јона водоника. Истовремено, хемијски аденозин дифосфат (АДП) се мења у аденозин трифосфат (АТП) додавањем фосфатне групе. Нове хемикалије се користе за складиштење енергије која се апсорбује из светлости и чине је доступном за Цалвинов циклус.
Калвинов циклус користи водоник из НАДПХ, угљеник из угљен-диоксида и енергију из АТП за производњу угљених хидрата који су биљци потребни. Током овог процеса НАДПХ и АТП се враћају у НАДП+ и АДП тако да су поново доступни за додатне реакције зависне од светлости.
Реактанти и производи циклуса Цалвин
Калвинов циклус се одвија унутар хлоропласта биљних ћелија. Свака ћелија има неколико хлоропласта, а ћелије које их садрже чине лишће биљке. Унутар хлоропласта се у строми одвијају реакције Цалвиновог циклуса. Реактанти ЦО2, АТП и НАДПХ покрећу реакције у четири корака које чине Цалвинов циклус.
Први корак поправља угљеник из угљен-диоксида у ваздуху. Атоми угљеника су везани за средњи молекул шећера. У другом кораку, фосфатна група из АТП се преноси на интермедијарни ензим, а електрони из НАДПХ користе се за смањење интермедијарног шећера из корака 1. У трећем кораку, интермедијарни шећер реагује са интермедијарним ензимом да би створио глукозу, коју основне биљке угљених хидрата могу користити као храну. У четвртом кораку се обнављају оригиналне хемикалије потребне за реакцију. Продукти реакције су глукоза, АДП и НАДП+. Последње две се поново користе у реакцијама зависним од светлости.
Иако се реакције Цалвиновог циклуса могу одвијати у одсуству светлости, оне у ствари зависе од светлости у биљкама и одвијају се током дана. Ова зависност долази од потребних реактаната АТП и НАДПХ, који се брзо троше реакцијама Цалвиновог циклуса. Реактанти се допуњавају реакцијама зависним од светлости из Цалвинових производа циклуса АДП и НАДП+. Комплетни процес фотосинтезе заснива се на координираном функционисању и реакција зависних од светлости и мрака како би се произвели угљени хидрати из светлости, воде и угљен-диоксида.