M. Calvin fand heraus, wie das CO2 während der Fotosynthese in Kohlenhydrate eingebaut wird .Dadurch entdeckte er ,den nach ihm benannten Calvin – Zyklus. Während der Dunkelreaktion werden die in der Lichtreaktion gebildeten Produkte ATP und NADPH2 weiterverwendet.
Ablauf
1.) Carboxylierende Phase:
Das für die Fotosynthese notwendige CO2 wird von einem Akzeptor = Ribulose-1,5-Diphposphat, eine phosphorylierte Pentose, gebunden. Dieser Vorgang wird durch das Enzym Ribulose-1,5-Diphosphat-Carboxylase katalysiert. Dabei entsteht ein Zwischenprodukt mit sechs Kohlenstoff – Atomen. Dieser sogenannte C6 Körper ist extrem instabil und zerfällt in einem stark exergonischen Prozess sofort in zwei C3– Körper: 3-Phosphoglycerinsäure (PGS).
2.) Reduzierenden Phase:
Hierbei werden die in der Lichtreaktion gebildeten Produkte, das ATP und das NADPH2 benötigt. Das PGS wird unter ATP – Verbrauch zu 1,3-Diphosphoglycerinsäure phosphoryliert. . Diese wiederum unter Rückbildung der Reduktionsäquivalente NADPH2 zu NADP reduziert. Dabei entsteht 3- Phosphoglycerinaldehyd (PGA).
3.) Regenerierende Phase:
PGA verbindet sich mit Dihydroxyacetonphosphat zu einem weiteren C6 – Körper, nämlich der Fructose-1.6-Diphosphat. Diese wird unter Abspaltung eines Phosphat – Moleküls und damit unter Bildung von ATP zu Fructose- 6 –Phosphat umgewandelt, was anschließend wiederum in Glucose- 6- Phosphat. umgewandelt wird.
Während der regenerierenden Phase wird außerdem der CO2 – Akzeptor ,das Ribulose – Diphosphat wieder hergestellt.
Die Ausbeute ist nur 1 Glukose – Molekül !