Carlo ha scritto:
Gentilissima Professoressa,
le chiederei, se possibile, qualche chiarimento approfondito sul ciclo di Calvin-Benson della fase oscura della fotosintesi clorofilliana. La ringrazio anticipatamente.
Distinti saluti.
Rispondo così:
Nella fase oscura della fotosintesi clorofilliana il carbonio del diossido di carbonio, CO2, viene ridotto a glucosio; il ciclo di Calvin-Benson è l’insieme delle reazioni chimiche che realizzano tale trasformazione. Gli enzimi che intervengono nel processo sono presenti nello stroma del cloroplasto e utilizzano l'energia chimica contenuta nell'ATP e nel NADPH prodotti nella fase luminosa.
Nella prima fase il diossido di carbonio viene fissato ad un composto contenente 5 atomi di carbonio, chiamato ribulosio-1,5-difosfato, che indichiamo per brevità RuDP; si forma così uno zucchero a sei atomi di carbonio. Questo però è instabile e si scinde quasi subito in due parti contenenti ciascuna 3 atomi di carbonio; il loro nome è 3-fosfoglicerato ma per semplicità si utilizza la sigla PGA. Successivamente, ogni molecola di PGA viene trasformata in gliceraldeide-3-fosfato (la cui sigla è PGAL), uno zucchero che per la propria sintesi richiede 6 molecole di NADPH.
Poiché da ogni molecola di RuDP si formano due molecole di PGAL, 6 molecole di RuDP consentono alla pianta di ottenere 12 molecole di PGAL. Di queste, dieci sono utilizzate per produrre nuovamente le molecole di RuDP, cioè del composto accettore di CO2, mentre due si combinano per formare una molecola di glucosio (che contiene 6 atomi di carbonio). La rigenerazione dell'accettore fa sì che il processo "oscuro" della fotosintesi abbia carattere ciclico. Alla fine del ciclo di Calvin-Benson le molecole di ATP e NADPH si sono invece trasformate, rispettivamente, in ADP e NADP+, e sono pronte per entrare nuovamente nella fase luminosa della fotosintesi.
Lo schema complessivo relativo alla formazione di una molecola di glucosio pertanto è:
6 RuDP + 6 CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H+ + 12 H2O® 6 RuDP + glucosio + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+ + 3 H2O
dove la sigla Pi sta ad indicare il gruppo fosfato inorganico che si libera quando l’ATP si trasforma in ADP.
Non so se questo ti basti, o se non sia adatto al tuo livello di conoscenze; ti indico allora un sito su cui puoi trovare immagini che facilitano la comprensione dell’argomento e ulteriori approfondimenti: http://www.sdasr.unict.it/materiale/LT_06_fotosintesi.pdf.
Cari saluti anche a te.
