F7 - Calvincykeln

Question 1

Varför är Calvin-cykeln avgörande för att alla livsformer fungerar?

Answer 1

Calvin-cykeln är det primära sättet att omvandla gasformigt CO2 till organiskt material - biomolekyler.

Question 2

Varför är C4-vägen värdefull för tropiska växter?

Answer 2

C4-vägen gör att CO2-koncentrationen kan öka vid platsen för kolfixering. Höga koncentrationer av CO2 inhiberar rubiscos oxygenasreaktion. Denna inhibering är viktig för tropiska växter eftersom oxygenasaktiviteten ökar snabbare med temperaturen än karboxylasaktiviteten.

Question 3

Calvin-cykeln kan ses som att den äger rum i tre steg. Beskriv stegen.

Answer 3

Steg 1 (CO2 fixering): Enzymen vid namn rubisco katalyserar bindningen av CO2 till 5-kol sockret ribulosbisfosfat. Det resulterande 6-kolet är ostabilt men delar sig snabbt till TVÅ molekyler av 3-kol vid namn 3-fosfoglycerat. Alltså för varje CO2 som kommer in i cycklen produceras två 3-FGA.

Steg 2 (Reducering): Först får varje 3-FGA molekyl en fosfatgrupp från ATP och förvandlas till en dubbelt fosforylerad molekyl som kallas 1,3-bisfosfoglycerat (och lämnar ADP som en biprodukt). Sen reduceras 1,3-bisfosfoglycerat. Varje molekyl får två elektroner från NADPH och förlorar en fosfatgrupp, och molekylerna blir 3-kol socker kallade glyceraldehyd 3-fosfat. Steg 2 producerar NADP+ och fosfat (Pi) som biprodkter.

Steg 3 (Regenerering): Vissa G3F molekyler går vidare för att tillverka glukos, medan andra måste återvinnas för att regenerera RuBP acceptorn som kan användas till den fixerande delen. Regenereringen kräver ATP.

Question 4

1. Calvin-cykel ______
2. Rubisco _______
3. Carbamate _______
4. Stärkelse _______
5. Sackaros _______
6. Amylos _______
7. Amylopektin ______
8. C3-växter _______
9. C4-växter _______
10. Stomata _______

Answer 4

1. Calvin-cykel - De mörka reaktionerna.
2. Rubisco - CO2-fixering.
3. Carbamate - Krävs för rubisco-aktivitet.
4. Stärkelse - Lagringsform av kolhydrater.
5. Sackaros - Transportform av kolhydrater.
6. Amylos - endast a-1,4 kopplingar.
7. Amylopektin - Inkluderar a-1,6 länkar.
8. C3-växter - 3-fosfoglycerat bildas efter kolfixering.
9. C4-växter - Kolbindning resulterar i bildning av oxaloacetat.
10. Stomata - Tillåter utbyte av gaser

Question 5

Rubisco kräver en molekyl CO2 kovalent bunden till lysin 201 för katalytisk aktivitet. Karboxyleringen av rubisco gynnas av högt pH och hög Mg2 + -koncentration i stroma. Varför är det bra fysiologiskt förnuftigt för dessa tillstånd att gynna rubisco-karboxylering?

Answer 5

Stroma ackumulerar Mg2 + och blir alkaliskt som en följd av protonernas rörelse från stroma till thylakoidutrymmet. Således är rubisco lämplig för aktivitet när ljusreaktionerna ger ATP och NADPH som krävs för kolfixering och glukos-syntes.