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Das Calvin-Zyklus, Calvin-Benson-Zyklus, Calvin-Benson-Bassham-Zyklus (CBB-Zyklus) oder die dunklen Reaktionen findet in der Chloroplasten von Pflanzen und in ein paar phototropheBakterien. In diesem Fall ist die leichte Reaktion im Adenosintriphosphat (ATP) feste Energie, die zur Bildung von verwendet wird Glucose (C₆huh₁₂Ö₆) von Kohlendioxid (CO₂). Das Reduzieren NADPH,H liefert den Wasserstoff in diesem Reaktionszyklus. Der Name Dunkelreaktion ist etwas verwirrend, da der Name darauf hinweist, dass die Reaktion kein Licht benötigt und nicht, dass die Reaktion im Dunkeln stattfindet. Diese Reaktionen sind daher besser de lichtunabhängige Reaktionen erwähnt.

Die Reduktion um NADPH,H erfolgt in mehreren zyklischen enzymatischen Zwischenschritten. Bei Pflanzen erfolgt die Reduktion im stroma der Chloroplasten.

Die Entdecker dieses Zyklus waren die amerikanischen Chemiker Melvin Calvin, Andy Benson und James Bassham des Universität Berkeley in Kalifornien, der dem Reaktionszyklus seinen Namen gab.

Nettoreaktion des Calvin-Zyklus:^[1]

${displaystyle {ce {6 CO2 12 NADPH,H 18 ATP 18 H2O -> C6H12O6 24 H2O 12 NADP 18 ADP 18 P_{i}}}}$

Aufeinanderfolgende Reaktionen

Phase 1: Kohlenstoffbindung

Ribulose 1,5-Bisphosphat (RuBP)		Kohlendioxid		Wasser	→	3-Phosphoglycerinsäure	(katalysiert durch RuBisCO oder Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase)
${displaystyle {ce {3 C5H8O11(P_{i})2}}}$		${displaystyle {ce {3 CO2}}}$		${displaystyle {ce {3 H2O}}}$		${displaystyle {ce {6 C3H5O7P_{i}}}}$

Phase 2: Reduktion

3-Phosphoglycerinsäure		ATP	→	1,3-Bisphosphoglycerinsäure		ADP		Wasser
${displaystyle {ce {6 C3H5O7P_{i}}}}$		6 ATP		${displaystyle {ce {6 C3H4O10(P_{i})2}}}$		6 ADP		${displaystyle {ce {6 H2O}}}$

1,3 Bisphosphoglycerinsäure

NADPH

Wasser (zur Hydrolyse)

Wasserstoffionen

→

Glycerinaldehyd-3-phosphat

NADP

Phosphat

Wasser (nach Reduzierung)

${displaystyle {ce {6 C3H4O10(P_{i})2}}}$

6 NADPH

${displaystyle {ce {6 H2O}}}$

${displaystyle {ce {6H}}}$

${displaystyle {ce {6 C3H7O6P_{i}}}}$

6 NADP

${displaystyle {ce {6P_{i}}}}$

${displaystyle {ce {6 H2O}}}$

Nun entsteht ein Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P). Im Gesamtzyklus müssen 5 weitere gebildet werden, was bedeutet, dass der obige Zyklus noch 5 Mal durchlaufen wird. Insgesamt werden so 6 gebildet, von denen 5 in den folgenden Reaktionen verwendet werden.

Glycerinaldehyd-3-phosphat		Wasser	→	Ribulose 5-Phosphat		Phosphat
${displaystyle {ce {5 C3H7O6P_{i}}}}$		${displaystyle {ce{2H2O}}}$		${displaystyle {ce {3 C5H11O8P_{i}}}}$		${displaystyle {ce {2P_{i}}}}$

Ribulose-5-phosphat		ATP	→	Ribulose-1,5-bisphosphat		ADP		Wasser
${displaystyle {ce {3 C5H11O8P_{i}}}}$		3 ATP		${displaystyle {ce {3 C5H12O11(P_{i})2}}}$		3 ADP		${displaystyle {ce{3H2O}}}$

Das verbleibende sechste Glyceraldehyd-3-Phosphat-Molekül wird verwendet, um Glucose, Zellulose und andere Stoffe, die die Pflanze braucht.

Überblick über den Calvin-Zyklus und die Kohlenstoffbindung