Hvad er lette uafhængige reaktioner?

Plantens fotosyntese kan opdeles i to dele. Den første del kræver lys til at skifte lysenergi til kemisk energi, og dets kemiske reaktioner kaldes lysafhængige reaktioner. Den anden del, der bruger den kemiske energi, der er skabt af den første del til fremstilling af plantecarbohydrater til plantefødevarer, består af lysuafhængige reaktioner. De lysuafhængige reaktioner kaldes også Calvin-cyklen, efter kemiker Melvin C. Calvin, der vandt Nobelprisen i kemi i 1961 efter at have identificeret processen.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

De lysuafhængige reaktioner ved fotosyntese er de fire reaktioner, der finder sted i den senere del af fotosynteseprocessen. Også kendt som Calvin-cyklen er de fire trin i de lysuafhængige eller mørke reaktioner carbonfiksering, reduktion, kulhydratdannelse og regenerering af de oprindelige enzymer. Selvom de er kendt som de mørke reaktioner, fordi de ikke behøver lys at fortsætte, finder reaktionerne sted på dagen samtidig med de lysafhængige reaktioner, fordi de mørke reaktioner har brug for de kemiske produkter fra de lysafhængige reaktioner som reaktanter til De fire trin.

Oversigt over Calvins cyklus

Calvins cyklus bruger de kemikalier, der produceres under de lysafhængige reaktioner for at fastsætte kuldioxid og producere kulhydratplanterne, der skal overleve. Samlet set ændres forstadiekemikalierne, der indeholder hydrogen fra den første fase af fotosyntese og carbondioxid, til kulhydrater.

I de lysafhængige reaktioner absorberes lys, og energien bruges til at opdele vandmolekyler. De resulterende hydrogenioner og elektroner overføres til kemisk nicotinamid-adenin-dinukleotidphosphat (NADP ^{+) for at producere reduceret nikotinamid-adenin-dinukleotidphosphat (NADPH) ved tilsætning af to elektroner og en hydrogenion. Samtidig ændres det kemiske adenosindifosfat (ADP) til adenosintrifosfat (ATP) ved tilsætning af en phosphatgruppe. De nye kemikalier bruges til at opbevare den absorberede energi fra lyset og gøre den tilgængelig for Calvin-cyklen.}

Calvin-cyklen bruger hydrogen fra NADPH, kulbrintet fra kuldioxid og energi fra ATP til at producere de kulhydrater, planten har brug for. Under denne proces ændres NADPH og ATP tilbage til NADP ^{+ og ADP, så de igen er tilgængelige for yderligere lysafhængige reaktioner.}

Calvin Cycle Reactants and Products

The Calvin cyklus finder sted inden for chlorplasterne af planteceller. Hver celle har flere chloroplaster, og cellerne der indeholder dem danner plantens blade. Inde i chloroplasterne finder Calvin cyklereaktionerne sted i stroma. Reaktanterne CO _{2, ATP og NADPH indleder de fire-trins reaktioner, der udgør Calvin-cyklen.}

Det første trin løser kulstof fra kuldioxid i luften. Carbonatomer er bundet til et mellemliggende sukkermolekyle. I det andet trin overføres en phosphatgruppe fra ATP til et mellemprodukt enzym, og elektroner fra NADPH anvendes til at reducere mellemproduktet fra trin 1. I det tredje trin reagerer mellemproduktet med det intermediære enzym til dannelse af glucose, basale kulhydratplanter kan bruges som mad. I det fjerde trin regenereres de originale kemikalier, der er nødvendige til reaktionen. Reaktionsprodukterne er glucose, ADP og NADP ^{+. Sidstnævnte to bruges igen i lysafhængige reaktioner.}

Mens Calvin-cyklereaktionerne kan finde sted i mangel af lys, er de faktisk lysafhængige i planter og foregår i løbet af dagen. Denne afhængighed kommer fra de krævede reaktanter ATP og NADPH, som hurtigt opbruges af Calvin-cyklereaktionerne. Reaktanterne genopfyldes af de lysafhængige reaktioner fra Calvins cyklusprodukter ADP og NADP ^{+. Den komplette fotosynteseproces er baseret på en koordineret funktion af både de lysafhængige og mørke reaktioner for at producere kulhydrater fra lys, vand og kuldioxid.}