Ciclo de Calvin

As plantas usan a enerxía do Sol en diminutas fábricas de enerxía chamadas cloroplastos. Usando a clorofila no proceso da fotosíntesis, converten a enerxía do Sol nunha forma almacenable, en moléculas de azucre ordenadas como a glicosa. Desta maneira, o dióxido de carbono do aire e a auga do chan que están nun estado máis desordenado, combínanse para formar moléculas máis ordenadas de azucre.

O dióxido de carbono é capturado nun ciclo de reaccións coñecido como ciclo de Calvin, ou ciclo de Calvin-Benson en honra aos seus descubridores. Tamén se coñece como simplemente ciclo C3. As plantas que utilizan só o ciclo de Calvin para a fixación do carbono, coñécense como plantas C3. O dióxido de carbono difúndase no estroma dos cloroplastos e combínase cun azucre de cinco carbonos, a ribulosa-1,5-bifosfato (RuBP). A encima que cataliza esta reacción coñécese como RuBisCo, unha gran molécula que pode ser a molécula orgánica máis abundante na Terra. Esta reacción catalizada produce un intermedio de 6 carbonos, que se descompón case de inmediato para formar dúas moléculas do composto de 3 carbonos o ácido 3-fosfoglicérico (3PGA). O feito de que esta molécula de 3 carbonos sexa o primeiro produto estable da fotosíntesis, leva á práctica de chamar a isto o ciclo C3.
Nas plantas C3, a fotosíntesis, a fixación do carbono e o ciclo de Calvin prodúcense todos nun só cloroplasto.
Nas plantas C4, a fotosíntesis leva a cabo no cloroplasto dunha célula de parede delgada do mesófilo, e entrégase un ácido de 4 carbonos a unha célula de parede grosa da vaina fascicular, onde o ciclo de Calvin prodúcese nun cloroplasto desa segunda célula. Isto protexe ao ciclo de Calvin dos efectos da fotorrespiración.
Nas plantas CAM, a fotosíntesis e a fixación inicial de carbono prodúcense pola noite, e o ácido de 4 carbonos almacénase na vacuola da célula. Durante o día, opera o ciclo de Calvin nos mesmos cloroplastos.

A enerxía para partir do ATP e da coenzima reducida NADPH, utilízase para eliminar do 3PGA un grupo fosfato, e reducir o difosfoglicerato resultante (DPGA), para producir o azucre de 3 carbonos gliceraldehído-3-fosfato (G3P). Parte deste G3P utilízase para rexenerar a RuBP e continuar o ciclo, pero outra parte está dispoñible para a síntese molecular e utilízase para facer difosfato de fructosa. O difosfato de fructosa utilízase a continuación para facer glicosa, sacarosa, almidón e outros carbohidratos.