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:
Zur Fixierung von einem Molekül CO2 werden demnach 3 ATP und 2 Moleküle NADPH + 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).