カルビン回路

カルビン回路とは何か、その段階、その機能、そしてその製品について説明します。また、独立栄養生物にとってのその重要性。

カルビン回路は、光合成の「暗期」です。

カルビン回路とは何ですか?

これは、カルビン回路、カルビン-ベンソン回路、または炭素固定のサイクルとして知られています。 光合成、葉緑体の気孔で起こる一連の生化学的プロセスに 植物 および他の生物 独立栄養生物 だれの 栄養 それは光合成によって行われます。

このサイクルを構成する反応は、光合成プロセスのいわゆる暗期または独立した相に属します。 ライト、その間に 二酸化炭素 (CO2)大気から取り出され、ブドウ糖(C6H12O6)の形で体内に取り込まれます。 エンザイム RuBisCo(リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ)。

カルビン回路の名前は、その発見者であるアメリカのメルヴィンカルビンに由来し、ノーベル賞を受賞しました。 化学 彼の他の重要な研究協力者は、カリフォルニア大学バークレー校のジェームズ・バッシャムとアンドリュー・ベンソンでした。

カルビン回路の段階

各カルビン回路は、固定、還元、再生の段階を経ます。

カルビン回路は、次の3つの異なる段階で構成されています。

  • ステージ1。CO2固定、酵素RuBisCoは、リブロース二リン酸の​​カルボキシル化、つまり二酸化炭素の固定を触媒してPGA(3-ホスホグリセリン酸)を形成します。
  • ステップ2.NADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)とグリセルアルデヒド-3-リン酸(GAP)の形成によるPGAの糖(CH2O)への還元 ATP (アデノシン三リン酸)光依存性反応で生成されます。
  • ステージ3。ATPも必要とするリブロース二リン酸の​​再生。

カルビン回路の機能

カルビン回路は植物の生命に基本的な役割を果たします:主要な糖の1つであるブドウ糖を生成します(6つのうち) 原子 カーボン)の使用 生化学 エネルギー源および構造材料または貯蔵材料として。

サイクルは6を使用します 分子 ブドウ糖の1つを得るためにCO2の。 エネルギー (ATP)。グルコース分子を構成するには、サイクルの6ターンが必要です。さらに、サイクルの3ターンごとに、デンプンの合成などの他のプロセスで使用されるトリオースリン酸の分子が生成されます。

カルビン回路の重要性

カルビン回路が唯一のルートです 代謝 独立栄養生物が組み込むために使用する 無機材料 呼吸する生物が体から排出する大気中のCO2と同じように、それらが餌を与えます。これは、光合成生物と化学合成生物の両方で発生します。

同時に、このプロセスは生態学的に非常に重要です。なぜなら、このサイクルでは、エネルギーが植物組織に蓄えられ、栄養ピラミッドで上向きに伝達され、 草食動物、これは順番に 食物 彼らに 捕食者.

一方、CO2に含まれる炭素を固定するこのプロセスは、 温室効果、の冷却に貢献します 雰囲気 との原因となるガスの削減で 地球温暖化 そしてその 気候変動。そのため、今日がこれまで以上に重要になっています。

カルビン回路製品

カルビン回路は、その各ターンで固定炭素原子を生成するため、グリセルアルデヒド-3-リン酸(3GP)の分子を形成するには、サイクルの3ターン(および一度に1つずつ3つのCO2分子の侵入)が必要です。したがって、生成された材料の一部は、RuBisCoを再活性化するためにリサイクルでき、別の部分は、グルコースの生成に使用できます。

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