Sei alle prese con lo studio di biologia per il test di ammissione a medicina, veterinaria o professioni sanitarie? Sicuramente stai dedicando la dovuta attenzione al processo di fotosintesi. In tal caso, non puoi fare a meno di un approfondimento sul ciclo di Calvin.
Continua a leggere per scoprire in cosa consiste, qual è la sua funzione e le fasi di svolgimento.
A cosa serve il ciclo di Calvin
Il ciclo di Calvin-Benson della fotosintesi, detto anche fase oscura, ha la funzione di sintetizzare il saccarosio, dalla cui scissione si ottengono il glucosio e il fruttosio.
Inoltre, il ciclo di Calvin attiva gli enzimi che regolano le reazioni del ciclo e comporta la riduzione del carbonio.
Questo processo porta il nome dello scienziato che l’ha scoperto, il biochimico statunitense Melvin Calvin. Lo studio delle piante di Clorella e l’identificazione di tutte le fasi del processo, l’hanno portato alla vittoria del premio Nobel per la chimica nel 1961.
Ora che sai a cosa serve il ciclo di Calvin e perché si chiama in questo modo, scopri le sue fasi.
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Le tre fasi del ciclo di Calvin
Dove avviene il ciclo di Calvin? Come dopo il giorno viene la notte, alla fase luminosa segue la fase oscura della fotosintesi, di cui fa parte il ciclo di Calvin Benson, che avviene nello stroma, sostanza granulare incolore che compone la matrice di un mitocondrio o un cloroplasto.
Perché il ciclo di Calvin è chiamato fase oscura? Questa fase si chiama così perché avviene in assenza di luce.
Quante sono le fasi del ciclo di Calvin? In totale le fasi sono tre, eccole nel dettaglio:
- carbossilazione. 3 molecole di CO2 e tre di H2O entrano in reazione con 3 molecole di ribulosio 1,5-bifosfato. Così si formano 6 molecole di 3-fosfoglicerato. Questa reazione è catalizzata dalla RuBisCo. RuBisCO e l’acronimo dell’enzima ribulosio-1,5-bifosfato carbossilasi-ossigenasi che catalizza la carbossilazione del ribulosio-1,5-bifosfato e la rottura dell’intermedio instabile a 6 atomi di carbonio, con formazione di 2 molecole di acido 3-fosfoglicerico.
- riduzione. In questa fase, il 3-fosfoglicerato si riduce a gliceraldeide 3-fosfato. L’ATP generato va a fosforilare il 3-fosfoglicerato al gruppo carbossilico, producendo un acido, detto 1,3-bifosfoglicerato. Questa reazione è catalizzata dalla 3-fosfoglicerato chinasi.
- rigenerazione. Dopo la fase di riduzione, si ottengono 6 molecole di gliceraldeide 3-fosfato. Di queste 5 saranno usate per rigenerare il ribulosio 1,5-bifosfato, attraverso una serie di 10 reazioni catalizzate da enzimi, uno dei quali richiede ATP. L’ultima servirà per la sintesi di amido e saccarosio.
Adesso sai che cosa avviene nella fase oscura della fotosintesi. Continua a leggere per scoprire cosa si produce in questo processo.
Ciclo di Calvin: cosa si produce
Scopriamo adesso i prodotti del ciclo di Calvin. Ogni 6 molecole di CO2 si formano 12 molecole di gliceraldeide-3-fosfato. Di queste, 10 continuano il ciclo e ricostruiscono 6 molecole di RuBisCo.
Altre 2 molecole di gliceraldeide-3-fosfato escono dal ciclo e si uniscono per formare il fruttosio bifosfato dal quale poi si origina il glucosio fosfato.
Il glucosio fosfato può avere varie destinazioni:
- unirsi al fruttosio fosfato per formare il saccarosio;
- unirsi con altre molecole di glucosio fosfato per creare amido primario;
- essere utilizzato per la sintesi di altre molecole, come la cellulosa.
L’attività ossigenasica e di recupero del glicolato dell’enzima RuBisCo prende il nome di fotorespirazione, perché porta alla produzione di CO2 e al consumo di O2.
Una curiosità è che per ovviare allo spreco di energia derivante dalla fotorespirazione, piante come il granturco e la canna da zucchero hanno sviluppato dei meccanismi alternativi. Queste piante tipiche dei climi caldi, dette C4, hanno le cellule della guaina vascolare e le cellule del mesofillo.
Ciclo di Calvin riassunto
Come possiamo riassumere il ciclo di Calvin? Ecco cosa devi ricordare assolutamente di questo processo per il test di ammissione:
- ha la funzione di sintetizzare il saccarosio, da cui si ottengono il glucosio e il fruttosio;
- le fasi del ciclo di Calvin sono tre;
- la carbossilazione dell’accettore della CO2, il ribulosio-1,5-difosfato forma due molecole di 3-fosfoglicerato;
- la riduzione del 3-fosfoglicerato forma il carboidrato gliceraldeide-3-fosfato;
- la rigenerazione dell’accettore della CO2, il ribulosio-1,5-difosfato.
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