Ragam Informasi
Pengertian Siklus Calvin, Fungsi, Tahap dan produk 1

Pengertian Siklus Calvin, Fungsi, Tahap dan produk

Hisham
13/07/2019

Pengertian

Siklus Calvin adalah siklus reaksi kimia yang dilakukan oleh tanaman untuk “memperbaiki” karbon dari CO2 menjadi gula tiga karbon. Kemudian, tumbuhan dan hewan dapat mengubah senyawa tiga karbon ini menjadi asam amino, nukleotida, dan gula yang lebih kompleks seperti pati.

Proses “fiksasi karbon” ini adalah bagaimana bahan organik paling baru dibuat. Gula yang dibuat dalam siklus Calvin juga digunakan oleh tanaman untuk penyimpanan energi jangka panjang, tidak seperti ATP yang digunakan dengan cepat setelah dibuat. Gula ini juga bisa menjadi sumber energi bagi hewan yang memakan tanaman, dan pemangsa yang memakan herbivora tersebut.

Siklus Calvin juga kadang-kadang disebut sebagai reaksi “reaksi gelap” dari fotosintesis, karena tidak didukung langsung oleh foton dari Matahari. Sebaliknya, siklus Calvin didukung oleh ATP dan NADPH, yang diciptakan dengan memanfaatkan energi dari foton dalam reaksi yang bergantung pada cahaya.

Fungsi Siklus Calvin

Fungsi siklus Calvin adalah menciptakan gula tiga-karbon, yang kemudian dapat digunakan untuk membangun gula lain seperti glukosa, pati, dan selulosa yang digunakan oleh tanaman sebagai bahan bangunan struktural. Siklus Calvin mengambil molekul karbon langsung dari udara dan mengubahnya menjadi materi tanaman.

Ini membuat siklus Calvin menjadi vital bagi keberadaan sebagian besar ekosistem, di mana tanaman membentuk dasar piramida energi. Tanpa siklus Calvin, tanaman tidak akan dapat menyimpan energi dalam bentuk yang dapat dicerna oleh herbivora. Karnivora kemudian tidak memiliki akses ke energi yang tersimpan di tubuh herbivora!

Tulang punggung karbon yang dibuat dalam siklus Calvin juga digunakan oleh tumbuhan dan hewan untuk membuat protein, asam nukleat, lipid, dan semua bahan penyusun bangunan kehidupan lainnya.

Siklus Calvin juga mengatur kadar karbon dioksida, gas rumah kaca, di atmosfer Bumi. Para ilmuwan telah menyuarakan keprihatinan karena, selain menempatkan CO2 dalam jumlah besar kembali ke udara dengan membakar batu bara, minyak, dan bensin, manusia juga telah menebang sekitar setengah dari seluruh hutan Bumi, yang memainkan peran penting dalam menghilangkan CO2 dari udara.



Tahap Siklus Calvin

Fiksasi karbon

Dalam fiksasi karbon, molekul CO2 dari atmosfer bergabung dengan molekul akseptor lima karbon yang disebut ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP).

Senyawa enam karbon yang dihasilkan kemudian dipecah menjadi dua molekul senyawa tiga-karbon, 3-asam fosfogliserat (3-PGA).

Reaksi ini dikatalisis oleh enzim RuBP karboksilase / oksigenase, juga dikenal sebagai RuBisCO. Karena peran kunci yang dimainkannya dalam fotosintesis, RuBisCo mungkin adalah enzim yang paling melimpah di Bumi.

Reduksi

Pada tahap kedua dari siklus Calvin, molekul 3-PGA yang diciptakan melalui fiksasi karbon diubah menjadi molekul gula sederhana – gliseraldehida-3 fosfat (G3P).

Tahap ini menggunakan energi dari ATP dan NADPH yang diciptakan dalam reaksi fotosintesis yang bergantung pada cahaya (reaksi terang). Dengan cara ini, siklus Calvin menjadi cara yang dilakukan tanaman untuk mengubah energi dari sinar matahari menjadi molekul penyimpanan jangka panjang, seperti gula. Energi dari ATP dan NADPH ditransfer ke gula.

Langkah ini disebut “reduksi” karena NADPH menyumbangkan elektron ke molekul asam 3-fosfogliserat untuk menciptakan gliseraldehida-3 fosfat. Dalam kimia, proses menyumbangkan elektron disebut “reduksi,” sementara proses pengambilan elektron disebut “oksidasi.”

Regenerasi

  • Beberapa molekul gliseraldehida-3 fosfat bergerak untuk membuat glukosa, sementara yang lain harus didaur ulang untuk meregenerasi senyawa RuBP lima karbon yang digunakan untuk menerima molekul karbon baru.
  • Proses regenerasi membutuhkan ATP. Ini adalah proses kompleks yang melibatkan banyak langkah.
  • Karena dibutuhkan enam molekul karbon untuk membuat glukosa, siklus ini harus diulang enam kali untuk membuat satu molekul glukosa.
Siklus-Calvin
Diagram Siklus Calvin Sederhana

Untuk mencapai persamaan ini, lima dari enam molekul fosfat gliseraldehida-3 yang diciptakan melalui siklus Calvin diregenerasikan untuk membentuk molekul RuBP. Keenam output dari siklus menjadi setengah molekul glukosa.

Produk Siklus Calvin

  1. Setiap putaran siklus Calvin “memperbaiki” satu molekul karbon yang dapat digunakan untuk membuat gula.
  2. Diperlukan tiga putaran siklus Calvin untuk menciptakan satu molekul gliseraldehida-3 fosfat.
  3. Setelah enam putaran siklus Calvin, dua molekul gliseraldehida-3 fosfat dapat dikombinasikan untuk membentuk molekul glukosa.

Setiap putaran siklus Calvin juga menggunakan 3 ATP dan 2 NADPH dalam proses reduksi (penambahan elektron ke) asam 3-fosfogliserat untuk menghasilkan gliseraldehida-3 fosfat, dan regenerasi RuBP sehingga mereka dapat menerima atom karbon baru dari CO2. dari udara. Ini berarti bahwa untuk menghasilkan satu molekul glukosa, 18 ATP dan 12 NADPH dikonsumsi.

Biologi