Ciclo De Calvin Benson

Ciclo de Calvin Benson

EL CICLO DE CALVIN BENSON También conocido como el ciclo del carbono, el ciclo de Calvin es la denominación dada a una cadena cíclica de reacciones químicas que se producen en el estroma de los cloroplastos, que forman los carbohidratos después de la fijación y reducción del dióxido de carbono.

Esta cadena de reacciones se observó primero por el químico Melvin Calvin (1911-1997) y sus colaboradores cuando llevaron a cabo experimentos para identificar la ruta seguida por el dióxido de carbono absorbido por las plantas.

Para ello, llevaron a cabo, entre 1946 y 1953, una serie de investigaciones donde estudiaron el crecimiento de la Chiorella, un alga verde, en un medio con dióxido de carbono radioactivo. En esos estudios verificaron que el carbono radioactivo surgía integrado en moléculas de glucosa 30 segundos después de haberse iniciado la fotosíntesis.

Las plantas usan la energía del Sol en diminutas fábricas de energía llamadas cloroplastos. Usando la clorofila en el proceso de la fotosíntesis, convierten la energía del Sol en una forma almacenable, en moléculas de azúcar ordenadas como la glucosa.

El dióxido de carbono es capturado en un ciclo de reacciones conocido como ciclo de Calvin, o ciclo de Calvin-Benson en honor a sus descubridores. También se conoce como simplemente ciclo CO2 Las plantas que utilizan sólo el ciclo de Calvin para la fijación del carbono, se conocen como plantas C3.

El dióxido de carbono es capturado en un ciclo de reacciones conocido como ciclo de Calvin, o ciclo de CalvinBenson en honor a sus descubridores. También se conoce como simplemente ciclo CO2 Las plantas que utilizan sólo el ciclo de Calvin para la fijación del carbono, se conocen como plantas C3.

La enzima que cataliza esta reacción se conoce como RUBisCO, una gran molécula que puede ser la molécula orgánica más abundante en la Tierra.

En las plantas C3, la fotosíntesis, la fijación del carbono y el ciclo de Calvin se producen todos en un solo cloroplasto.

En las plantas C4, la fotosíntesis se lleva a cabo en el cloroplasto de una célula de pared delgada del mesófilo, y se entrega un ácido de 4 carbonos a una célula de pared gruesa de la vaina fascicular, donde el ciclo de Calvin se produce en un cloroplasto de esa segunda célula.

En las plantas CAM, la fotosíntesis y la fijación inicial de carbono se producen por la noche, y el ácido de 4 carbonos se almacena en la vacuola de la célula. Durante el día, opera el ciclo de Calvin en los mismos cloroplastos.

Descripción general del Ciclo de Calvin En las plantas, el dióxido de carbono (CO2) entra al interior de las hojas a través de unos poros llamados estomas y se difunde hacia el estroma del cloroplasto, el sitio en el cual se producen las reacciones del ciclo de Calvin, donde se sintetiza el azúcar.

Estas reacciones también se llaman reacciones independientes de la luz, porque la luz no las causa directamente se fijan (se incorporan a moléculas orgánicas) y se utilizan para formar azúcares de tres carbonos. Este proceso es estimulado por el ATP y NADPH que provienen de las reacciones luminosas, y depende de ellos.

A diferencia de las reacciones dependientes de la luz, que ocurren en la membrana tilacoidal, las reacciones del ciclo de Calvin ocurren en el estroma (espacio interior de los cloroplastos).

El ciclo de Calvin comienza con la combinación de dióxido de carbono CO2 con un compuesto de cinco átomos de carbono (ribulosa difosfato (RuDP)) dando lugar a un (RuDP)) dando lugar a un compuesto inestable con seis átomos de carbono. Este compuesto entonces se desdobla en dos moléculas de tres átomos de carbono (el ácido fosfoglicérico (PGA)).

Reacciones del ciclo de Calvin Las reacciones del ciclo de Calvin se pueden dividir en tres etapas principales: fijación de carbono, reducción y regeneración de la molécula de partida.

Etapas del Ciclo de Calvin Fijación del Carbono • La primera etapa del ciclo de Calvin incorpora carbono del CO2 en una molécula orgánica, un proceso llamado fijación de carbono.

Sin embargo, la molécula de 6 carbonos resultante es inestable y rápidamente se divide en dos moléculas de un compuesto de tres carbonos llamado 3fosfoglicerato (3-PGA). Así, por cada CO2 Que entra en el ciclo, se producen dos moléculas de 3-PGA.

Etapas del Ciclo de Calvin Reducción • En la segunda etapa, el ATP y NADPH se utilizan para convertir las moléculas de 3-PGA en moléculas de azúcar de tres carbonos, gliceraldehído-3fosfato (G3P). Esta etapa se llama así, porque NADPH debe donar sus electrones o reducir a un intermediario de tres carbonos para formar el G3P.

Etapas del Ciclo de Calvin Regeneración • La regeneración necesita ATP e implica una compleja serie de reacciones, que a mi profesor de biología de la preparatoria le gustaba llamar “secuencia desordenada de carbohidratos”.

Después de la formación de glucosa, ocurre una secuencia de reacciones químicas que dan lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más. A partir de estos productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal. Por ejemplo, el almidón producido se mezcla con el agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos minúsculos que existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es transportado hasta la raíz, donde se almacena.

La foto respiración es un proceso que ocurre en el mesófilo de la hoja, en presencia de luz y en donde la concentración de oxígeno es alta. Se trata de un “error” en el ciclo de Calvin, ya que lo más eficiente para la planta, desde el punto de vista energético, es la fijación de carbono.

La causa de esto es que las plantas evolucionaron en un ambiente con una concentración de dióxido de carbono atmosférico superior a la actual, en el cual la probabilidad de que se produjese la foto respiración era ínfima.

Foto Respiración

La Fotosíntesis Fase Oscura Son un conjunto de reacciones independientes de la luz (mal llamadas reacciones oscuras porque pueden ocurrir tanto de día como de noche) que convierten el dióxido de carbono y otros compuestos en glucosa.

La Fotosíntesis Fase Luminosa Es la primera fase de la fotosíntesis, que depende directamente de la luz o energía lumínica para poder obtener energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de moléculas de agua, formando oxígeno e hidrógeno.

Resumen de los Reactivos y Productos del Ciclo de Calvin Carbono. 3 moléculas de CO2 se combinan con 333 aceptores RuBP, lo cual forma 666 moléculas de gliceraldehído-3-fosfato (G3P). 1 moléculas de G3P sale del ciclo para formar glucosa.

5 moléculas de G3P se reciclan, lo cual regenera 333 moléculas aceptoras de RuBP. ATP. 9 moléculas de ATP se convierten en 999 ADP (6 durante la etapa de fijación y 3 durante la etapa de regeneración). NADPH. 666 moléculas de NADPH se convierten en 6 moléculas de NADP+ (durante la etapa de reducción).