Concetti Chiave
- Il ciclo di Calvin avviene nello stroma dei cloroplasti, utilizzando ATP e NADPH dalla fase luminosa per sintetizzare glucosio.
- Il RuBP, uno zucchero con 5 atomi di carbonio e 2 gruppi fosfato, reagisce con CO2 grazie all'enzima RuBisCO, fondamentale nella fotosintesi.
- Ogni molecola di RuBP reagisce con una molecola di CO2, scindendosi in due molecole di difosfoglicerato, per un totale di 12 molecole di 3-fosfoglicerato.
- L'ATP e l'NADPH sono utilizzati per convertire il 3-fosfoglicerato in fosfogliceraldeide, tramite fosforilazione e riduzione.
- Il glucosio sintetizzato viene principalmente trasformato in cellulosa, ma anche in fruttosio, saccarosio, amido e piruvato.
Il processo della fase oscura
Dopo la fase luminosa abbiamo gli NADPH (ridotti) e ATP. Il processo (fase oscura) prosegue nello stroma dei cloroplasti e si forma il glucosio. Esso si forma a partire da un costrutto già presente. Il gamete femminile ha già delle sostanze all’interno. La pianta si porta delle molecole biologiche grazie alle quali costruisce quelle più complesse sulle quali sviluppa le sue capacità di crescere.
Il ruolo del RuBP e del RuBisCO
Quando il seme germoglia il processo di sintetizzazione del glucosio avviene grazie al ribulosio bifosfato (RuBP), zucchero con 5 atomi di carbonio e 2 gruppi fosfato (gruppi PO3). Esso partecipa ad una serie di reazioni cicliche, il principio di Calvin. Il RuBP. È una serie di reazioni cicliche. Le molecole arrivano da altri processi all’interno della pianta; il processo si è attivato già nei semi. Il RuBP ha un gruppo chetonico (nel C2) e ha 2 gruppi fosfato (nel C1 e nel C5). Questa molecola reagisce con il CO2 grazie ad un enzima Ribulosio bifosfato carbossilasi/ossigenasi (RuBisCO). Esso è forse l’enzima più diffuso della Terra, in quanto fa la fase oscura della fotosintesi. Esso aggiunge un carbonio al RuBP. Quest’ultimo, nel momento in cui acquista un carbonio si scinde in 2 molecole: difosfoglicerato. Per fare una molecola di glucosio occorrono 6 CO2. Ognuna di queste molecole reagisce con un RuBP. Il ciclo va verso destra e l’inizio è la fine; la CO2 reagisce con quello che esce dalla reazione. La molecola si scinde in 2. Si formano 12 molecole di 3fosfoglicerato (il gruppo P sta nel gruppo 3) 12 3PG. Entra in campo l’ATP, che deriva dalla fase luminosa della fotosintesi. In questo passaggio ogni molecola di fosfoglicerato diventa 1-3 difosfoglicerato. Il fosfoglicerato subisce un’altra fosforilazione (uno attaccato al C1 e uno al C3). Il fosfoglicerato si riduce a fosfogliceraldeide perché l’NADPH si ossida. L’NADPH cede 12 H+, 12 elettroni e 12 gruppi P. Se si passa dal gruppo carbossilico all’aldeidico si ha una riduzione.
Quando il coenzima redox ha l’H è ridotto. L’NADPH, ossidandosi porta il fosfoglicerato a diventare fosfogliceraldeide.
La formazione del glucosio
Il glucosio che si forma dopo il ciclo di Calvin va a formare soprattutto cellulosa; forma anche fruttosio, saccarosio e amido oltre al piruvato.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del ribulosio bifosfato (RuBP) nel ciclo di Calvin?
- Come avviene la trasformazione del fosfoglicerato nel ciclo di Calvin?
- Quali sono i prodotti finali del glucosio formato nel ciclo di Calvin?
Il RuBP è uno zucchero con 5 atomi di carbonio e 2 gruppi fosfato che reagisce con il CO2 grazie all'enzima RuBisCO, avviando una serie di reazioni cicliche fondamentali per la sintesi del glucosio.
Il fosfoglicerato subisce una fosforilazione e si riduce a fosfogliceraldeide grazie all'ossidazione dell'NADPH, che cede protoni, elettroni e gruppi fosfato.
Il glucosio formato nel ciclo di Calvin contribuisce principalmente alla formazione di cellulosa, ma anche di fruttosio, saccarosio, amido e piruvato.
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