Люди не єдині, хто любить вуглеводи. Вони також потрібні рослинам, щоб вижити, а вуглеводи - важливе джерело енергії. Під час фотосинтезу рослини поєднують воду з вуглекислим газом і сонячним світлом, утворюючи вуглеводи. Фотосинтез має дві частини: реакції, що залежать від світла, та реакції, що не залежать від світла, або темряви.
Цикл Кальвіна - це темна реакція, оскільки він не потребує сонячного світла. Хоча це може відбуватися і вдень, для роботи цього процесу не потрібна енергія сонця. Інші назви циклу Кальвіна включають цикл Кальвіна-Бенсона, незалежну від світла реакцію, вуглецеву фіксацію та С3 шлях.
Під час циклу Кальвіна рослина захоплює вуглекислий газ, який реагує із цукром, бісфосфатом рибулози - RuBP -, отримуючи шестивуглецевий цукор. Далі цей шестивуглецевий цукор розщеплюється за допомогою ферменту RuBisCO, утворюючи дві молекули 3-фосфогліцеринової кислоти або 3PGA. Потім аденозинтрифосфат, АТФ та нікотинамід-аденин-динуклеотид-фосфатний водень, що називається NADPH, перетворюють 3PGA в гліцеральдегід-3-фосфат, скорочений як G3P. Частина G3P стає RuBP, тому цикл може розпочатися знову. Інша порція G3P допомагає створити фруктозу дифосфат, який може перетворитися на вуглеводи, такі як глюкоза або сахароза.
Кінцевим продуктом циклу Кальвіна є простий цукор. Цей цукор може стати вуглеводом, таким як крохмаль, який є життєво важливим джерелом енергії для рослин. Наприклад, рослини можуть транспортувати глюкозу для здійснення важливих процесів, таких як сприяння диханню для вивільнення енергії. Вони також можуть конвертувати глюкозу для зберігання або використовувати її як будівельний матеріал для збільшення.
Кількість вуглекислого газу, до якої рослина може отримати доступ, впливає на цикл Кальвіна. Більша концентрація вуглекислого газу означає, що швидкість процесу фотосинтезу може зростати. Крім того, температура впливає на цикл. Оскільки для цього потрібні ферменти, на нього вплине занадто висока або занадто низька температура.
Мелвін Кальвін, американський хімік, відкрив цикл Кальвіна. Згодом він виграв Нобелівську премію з хімії в 1961 році. Працюючи в Каліфорнійському університеті в Берклі, він використовував ізотоп вуглецю-14, щоб зрозуміти процес фотосинтезу в рослинах. Цей радіоактивний ізотоп допоміг йому визначити, як працює світлозалежна реакція в одноклітинних водоростях.
