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Tutorial MenuePflanzengentechnikLerneinheit 2 von 4

Pflanzenernährung

Die Dunkelreaktion

Unter Verwendung des in der Lichtreaktion gebildeten ATP und NADPH wird das durch Respiration von der Pflanze aufgenommene CO2 im Calvin-Cyclus (reduktiver Pentosephosphatweg) in Triosephosphat verwandelt. Diese Reaktion läuft nach folgender Gleichung ab:

6CO2+ 12NADPH+ 12H++ 18ATP+ 12H2O C6H12O6+ 12NADP++ 18ADP+ 18Pi

Zur Fixierung von einem Molekül CO2 werden demnach 3 ATP und 2 Moleküle NADPH + H+ benötigt. Der Calvin-Cyclus ist in drei Teile unterteilt:

  • Carboxylierungsphase: Schlüsselenzym dieser Phase ist bei den meisten Pflanzen die Ribulose- 1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase genannt RuBisCo. Sie katalysiert die Carboxylierung von Ribulose-1,5-bisphosphat. Da das Carboxylierungsprodukt sehr instabil ist, erfolgt sofort eine hydrolytische Spaltung des Produkts in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat.
  • Reduktionsphase: In dieser Phase findet in mehreren Schritten die Synthese von Triosephosphat (D-Glycerinaldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat) statt. Das Triosephosphat wird entweder zur Synthese von Zellmaterial oder zur Regenerierung verwendet.
  • Regenerierungsphase: Damit der Cyclus wieder von Neuem beginnen kann, muss der CO2-Akzeptor, das Ribulose-1,5-bisphosphat, regeneriert werden.
Abb.1
Überblick über die wichtigsten Reaktionen des Calvin-Cyclus
Hinweis
Die einzelnen Moleküle und Enzyme des Calvin-Cyclus lassen sich durch Mausklick auf die entsprechende Stelle der Grafik (Abb. 1) in einem separaten Fenster öffnen (bei den Enzymen muss das Fenster ggf. vergrößert werden).
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