Chu trình Canvin là gì? Các sản phẩm của chu trình Canvin

Sinh họcChu trình Canvin là gì? Các sản phẩm của chu trình Canvin

Ngày đăng:

5
(1)

Chu trình Canvin là gì và tại sao nó lại quan trọng đối với quang hợp, đặc biệt là ở thực vật C3? Trong bài viết này từ DINHNGHIA.COM.VN, chúng ta sẽ khám phá chu trình Canvin, một quá trình hóa học thiết yếu giúp thực vật chuyển đổi CO2 thành glucose, cung cấp năng lượng cho sự sống. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về chu trình này và vai trò của chu trình Canvin trong thế giới tự nhiên.

Chu trình Canvin là gì?

Khái niệm chu trình Canvin là gì

Vào năm 1951, ba nhà khoa học người Mỹ là Melvin Calvin, James Bassham, và Andrew Benson tại Đại học California, Berkeley đã đưa ra chu trình Canvin. Chu trình c3 gồm một chuỗi các phản ứng oxi hóa khử diễn ra ở lục lạp. Giai đoạn này nằm trong quá trình quang hợp ở thực vật c3. Người ta gọi quá trình này là pha tối bởi vì toàn bộ quá trình quang hợp diễn ra ở môi trường không cần ánh sáng trực tiếp.

Trong chu trình Canvin, thực vật hấp thu năng lượng dưới dạng ATP và NADPH trong ánh sáng và sử dụng chúng để biến CO2 hấp thụ được thành các phân tử đường glucose và lycerandehit-3-phosphat (G3P). Có nghĩa là năng lượng dưới dạng ATP và NADPH mà thực vật hấp thu được sẽ chuyển sang tích trữ trong liên kết hóa học của các đường này.

Khái niệm chu trình Canvin
Khái niệm chu trình Canvin

Tên gọi của chu trình Canvin

Chu trình Canvin được nghiên cứu bởi ba nhà khoa học Berkeley là Melvin Calvin, Andrew Benson và James Bassham thuộc Đại học California. Các tên gọi khác của chu trình Canvin:

  • Chu trình Calvin–Benson-Bassham
  • Chu trình khử pentose phosphat
  • Chu trình C3
  • Chu trình CBB
Chu trình Canvin được nghiên cứu bởi ba nhà khoa học Berkeley là Melvin Calvin, Andrew Benson và James Bassham
Chu trình Canvin được nghiên cứu bởi ba nhà khoa học Berkeley là Melvin Calvin, Andrew Benson và James Bassham

Sản phẩm của chu trình Canvin

Sản phẩm của chu trình Canvin được tạo ra sau khi kết thúc toàn bộ quá trình đó là cacbohidrat. Tuy nhiên trong khi chu trình diễn ra, vẫn có một số sản phẩm tạm thời được tạo ra là 2 phân tử glycerandehit-3-photphat (gọi tắt là G3P), 3 ADP và 2NADP+.

Phân tử G3P bao hàm 3 cacbon. RiDP còn gọi là ribulose 1,5-diphosphat phải được tái sản sinh thì chu trình c3 mới hoạt động tiếp được. Vì thế, trong 2 phân tử G3P, 5 trong số 6 cacbon sẽ được được “đầu tư” vào 1 chu trình mới và kết quả là số “lãi” sinh ra trong mỗi chu trình Calvin là 1 cacbon.

Để tạo ra 1 phân tử G3P (3 cacbon ) và một phân tử đường glucose (6 cacbon) sẽ phải cần đến 3 chu trình. Chu trình Canvin tạo ra các sản phẩm có thể được chuyển hoá thành các loại chất đường bột như sucroza, xenluloza, tinh bột tuỳ vào nhu cầu của thực vật.

Sản phẩm của chu trình Canvin
Sản phẩm của chu trình Canvin

Các giai đoạn của chu trình Canvin

Chu trình Canvin gồm mấy giai đoạn? Chu trình Canvin ở thực vật được chia thành 3 giai đoạn chính.

Giai đoạn Pha 1: Cố định Carbon

Giai đoạn cố định 𝐶𝑂2 (cacbon) còn được gọi là giai đoạn cacboxyl hóa. Giai đoạn này cố định này bằng cách gắn các phân tử cacbonic (𝐶𝑂2) để kết hợp với riboluzo-1,5 đi photphat (viết tắt là ri1,5DP) tạo ra một hợp chất 6C. Trong giai đoạn cố định, riboluzo-1,5 đi photphat là chất nhận đầu tiên và duy nhất của cả chu trình.

Tuy nhiên, hợp chất 6C không ổn định nên nó phân thành 2 phân tử 3 – carbon (3-phosphoglycerate). Quá trình được khái quát như sau:

𝑅𝑖1,5𝐷𝑃+𝐶𝑂2→𝐴𝑃𝐺

Pha 1: Cố định Carbon
Pha 1: Cố định Carbon

Giai đoạn Pha 2: Pha khử

Tiếp theo trong trong chu trình Canvin là giai đoạn khử. Lúc này, các axit phosphoglixeric (APG) – sản phẩm của gian đoạn cố định 𝐶𝑂2 sẽ bị khử thành aldehit phosphoglixeric (AlPG), ATP. Đồng thời, giai đoạn khử cũng sẽ có sự tham gia của NADPH – sản phẩm của pha sáng.

Sau đó, một phần AlPG sẽ rời khỏi chu trình và kết hợp phân tử triozon khác. Sản phẩm của quy trình này là 𝐶6𝐻12𝑂6. Cuối cùng từ đó tạo ra các axit amin và tinh bột.

Pha 2: Pha khử
Pha 2: Pha khử

Giai đoạn Pha 3: Pha tái sinh chất nhận (RiDP)

Hoạt động tái tạo chất nhận ban đầu là riboluzo-1,5 đi photphat (ri1,5DP) là giai đoạn cuối trong chu trình Cavin. Lúc này, các AlPG còn sót lại sẽ sẽ phục hồi ri1,5DP và kết thúc chu trình Canvin.

Các giai đoạn của chu trình Canvin
Các giai đoạn của chu trình Canvin

Phương trình hóa học của chu trình Canvin

Phương trình hóa học của chu trình Canvin là:

3 CO 2 + 6 NADPH + 5 H2O + 9 ATP → glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) + 2 H + + 6 NADP + + 9 ADP + 8 Pi (Pi = phốt phát vô cơ).

Để tạo ra một phân tử glucose, sáu chu kỳ của chu trình sẽ được thực hiện. Các phản ứng có thể được sử dụng để sản xuất ra thặng dư G3P tạo thành một loạt các carbohydrate, tùy vào nhu cầu của nhà máy.

Phương trình hóa học của chu trình Canvin
Phương trình hóa học của chu trình Canvin

Những điều cần biết về chu trình Canvin

Những điều bạn cần biết về chu trình Canvin:

  • Chu trình Canvin quang hợp của thực vật c3 diễn ở pha tối. Hoạt động của chu trình Canvin giải phóng ra 𝐶𝑂2 để tổng hợp năng lượng, và chủ yếu là các loại đường như như  saccarozơ, tinh bột, hay xenlulozơ và 𝐶6𝐻12𝑂6. Tuỳ vào nhu cầu của từng loại thực vật mà chu trình Cavin sẽ cho ra sản phẩm khác nhau.
  • Khi đứng dưới các tán cây chúng ta sẽ thấy khó thở vì cây đang thực hiện chu trình Canvin nên một lượng lớn 𝐶𝑂2 được giải phóng ra.
  • Hợp chất 3C là sản phẩm đầu tiên của chu trình. Vì vậy, các loài cây thực hiện chu trình Canvin đều được gọi là thực vật C3, phổ biến là cây gỗ lớn và rêu.
  • Để tạo ra một phân tử 𝐶6𝐻12𝑂6, pha sáng cần đưa tới 12𝑁𝐷𝑃𝐻+18𝐴𝑇𝑃+11𝐻20. Đối với giai đoạn tái tạo chất nhận riboluzo-1,5 đi photphat tưởng chừng như sẽ trong một thời gian ngắn nhưng thực tế phải phải trải quan 9 phản ứng được xúc tác bởi các enzym khác nhau trong stroma trong thời gian khá dài.
Một số điều cần biết chu trình Canvin
Một số điều cần biết chu trình Canvin

Xem thêm:

Hy vọng qua bài viết này, chúng ta đã hiểu rõ hơn về chu trình Canvin. Nếu có bất cứ thắc mắc gì về sản phẩm của chu trình canvin, hãy để lại nhận xét phía dưới, chúng mình sẽ cùng nhau tìm hiểu và trao đổi nhé!

Bạn thấy bài viết này hữu ích chứ?

Hãy chọn vào ngôi sao để đánh giá bài viết

Đánh giá trung bình 5 / 5. Lượt đánh giá 1

Hãy là người đầu tiên đánh giá bài viết

Hãy để lại bình luận

Xem nhiều

Bài tin liên quan

1m2 bằng bao nhiêu km2? Chuyển đổi mét vuông sang kilo mét vuông

Mét vuông và ki-lô-mét vuông là đơn vị đo...

1 hg bằng bao nhiêu g, mg, ng? Cách quy đổi nhanh, chuẩn xác

Đơn vị cân lường hectogram thường thấy trong nhiều...

Hướng dẫn quy đổi Mét trên giây sang Centimet trên giây chuẩn

Đơn vị m/s và cm/s đóng vai trò quan...

1m bằng bao nhiêu inch? Hướng dẫn chuyển đổi mét sang inch

Trong nhiều lĩnh vực, đơn vị mét thường được...