కాల్విన్ చక్రం

కాల్విన్ చక్రం#

కాల్విన్ చక్రం, దీనిని కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమయంలో క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణి. ఇది కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యలలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువులుగా మారుస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రాన్ని మూడు ప్రధాన దశలుగా విభజించవచ్చు:

1. కార్బన్ స్థిరీకరణ: వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ క్లోరోప్లాస్ట్లోకి వ్యాపించి, రిబ్యులోస్ 1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ (RuBP) తో కలిసి రెండు అణువుల 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3-PGA) ను ఏర్పరుస్తుంది.

2. రిడక్షన్: 3-PGA అణువులు ATP మరియు NADPH ని ఉపయోగించి గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) గా తగ్గించబడతాయి.

3. పునరుత్పత్తి: G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, మరో అణువు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

కాల్విన్ చక్రం ఒక చక్రీయ ప్రక్రియ, అంటే కాంతి శక్తి అందుబాటులో ఉన్నంత వరకు ఇది మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతం కావచ్చు. ఇది మొక్కలు తమకు మరియు ఇతర జీవులకు ఆహారాన్ని నిరంతరం ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం నిర్వచనం#

కాల్విన్ చక్రం, దీనిని కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు లేదా కార్బన్ స్థిరీకరణ ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క రెండవ దశ. ఇది క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో సంభవిస్తుంది మరియు కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యల సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువులుగా మారుస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రాన్ని మూడు ప్రధాన దశలుగా విభజించవచ్చు:

1. కార్బన్ స్థిరీకరణ: ఈ దశలో, వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ కర్బన అణువులలో స్థిరీకరించబడుతుంది. ఎంజైమ్ రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజినేస్ (రూబిస్కో) కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ (RuBP) మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది రెండు అణువుల 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3-PGA) ను ఏర్పరుస్తుంది.
2. రిడక్షన్: ఈ దశలో, 3-PGA అణువులు ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) గా తగ్గించబడతాయి.
3. పునరుత్పత్తి: ఈ దశలో, G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తర్వాత మరొక రౌండ్ కార్బన్ స్థిరీకరణలో ఉపయోగించబడుతుంది. మిగిలిన G3P అణువులు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడతాయి.

కాల్విన్ చక్రం ఒక చక్రీయ ప్రక్రియ, అంటే కాంతి శక్తి అందుబాటులో ఉన్నంత వరకు ఇది మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతం కావచ్చు. ఇది మొక్కలు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని వారు పెరగడానికి మరియు జీవించడానికి అవసరమైన కర్బన అణువులుగా నిరంతరం మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం ఎలా పనిచేస్తుందో ఇక్కడ ఒక ఉదాహరణ:

1. కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ఒక అణువు వాతావరణం నుండి క్లోరోప్లాస్ట్లోకి వ్యాపిస్తుంది.
2. కార్బన్ డయాక్సైడ్ అణువు RuBP యొక్క ఒక అణువుతో చర్య జరిపి రెండు అణువుల 3-PGA ను ఏర్పరుస్తుంది.
3. 3-PGA అణువులు ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి G3P గా తగ్గించబడతాయి.
4. G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తర్వాత మరొక రౌండ్ కార్బన్ స్థిరీకరణలో ఉపయోగించబడుతుంది.
5. మిగిలిన G3P అణువులు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడతాయి.

కాల్విన్ చక్రం మొక్కలు మరియు ఇతర కిరణజన్య సంయోగక్రియ జీవులకు ఒక ముఖ్యమైన ప్రక్రియ. ఇది సూర్యరశ్మి నుండి శక్తిని కర్బన అణువులలో నిల్వ చేయబడిన రసాయన శక్తిగా మార్చడానికి వారిని అనుమతిస్తుంది, దీనిని వారు పెరగడానికి మరియు ప్రత్యుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించుకోవచ్చు.

కాల్విన్ చక్రం అంటే ఏమిటి?#

కాల్విన్ చక్రం, దీనిని కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు లేదా కార్బన్ స్థిరీకరణ ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమయంలో క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణి. ఇది అమెరికన్ జీవరసాయన శాస్త్రవేత్త మెల్విన్ కాల్విన్ పేరు పెట్టబడింది, అతను తన సహచరులతో కలిసి 1950లలో ఈ మార్గాన్ని వివరించాడు.

కాల్విన్ చక్రం కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క రెండవ దశ, కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యల తర్వాత. కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యలలో, నీటి అణువులను విడగొట్టడానికి మరియు ATP మరియు NADPH ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కాంతి శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ శక్తి-వాహక అణువులు తర్వాత కాల్విన్ చక్రంలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువులుగా మార్చడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

కాల్విన్ చక్రాన్ని మూడు ప్రధాన దశలుగా విభజించవచ్చు:

1. కార్బన్ స్థిరీకరణ: ఈ దశలో, వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ కర్బన అణువులలో స్థిరీకరించబడుతుంది. ఎంజైమ్ రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజినేస్ (రూబిస్కో) కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ (RuBP) మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది రెండు అణువుల 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3-PGA) ను ఏర్పరుస్తుంది.

2. రిడక్షన్: ఈ దశలో, 3-PGA అణువులు ATP మరియు NADPH ని ఉపయోగించి గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) గా తగ్గించబడతాయి.

3. RuBP యొక్క పునరుత్పత్తి: ఈ దశలో, G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తర్వాత కార్బన్ స్థిరీకరణ దశలో చక్రాన్ని మళ్లీ ప్రారంభించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. G3P యొక్క మరొక అణువు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

కాల్విన్ చక్రం ఒక చక్రీయ ప్రక్రియ, అంటే కాంతి శక్తి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీరు అందుబాటులో ఉన్నంత వరకు ఇది మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతం కావచ్చు. ఇది మొక్కలు పెరగడానికి మరియు జీవించడానికి అవసరమైన ఆహారాన్ని నిరంతరం ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం కోసం ఇక్కడ ఒక సరళీకృత సమీకరణం ఉంది:

6 CO2 + 6 H2O + కాంతి శక్తి → C6H12O6 + 6 O2

ఈ సమీకరణం కాల్విన్ చక్రం కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని, కాంతి శక్తితో పాటు, గ్లూకోజ్ మరియు ఆక్సిజన్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తుందని చూపిస్తుంది. గ్లూకోజ్ ఒక చక్కెర, దీనిని మొక్కలు శక్తి కోసం ఉపయోగిస్తాయి, అయితే ఆక్సిజన్ కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ఒక వ్యర్థ ఉత్పత్తి.

కాల్విన్ చక్రం భూమిపై జీవితానికి ఒక అత్యవసర ప్రక్రియ. ఇది మొక్కలు పెరగడానికి అవసరమైన ఆహారాన్ని అందిస్తుంది మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తొలగించడం ద్వారా మరియు ఆక్సిజన్ను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా భూమి యొక్క వాతావరణాన్ని నియంత్రించడంలో కూడా సహాయపడుతుంది.

C3 చక్రం రేఖాచిత్రం#

C3 చక్రం, దీనిని కాల్విన్ చక్రం లేదా కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమయంలో క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణి. ఈ ప్రతిచర్యలు కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యల సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువులుగా మారుస్తాయి.

C3 చక్రాన్ని మూడు దశలుగా విభజించవచ్చు:

1. కార్బన్ స్థిరీకరణ: ఈ దశలో, వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ రిబ్యులోస్ 1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ (RuBP) తో కలిసి రెండు అణువుల 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3-PGA) ను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ ప్రతిచర్య ఎంజైమ్ రిబ్యులోస్ 1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజినేస్ (రూబిస్కో) చే ఉత్ప్రేరకం చేయబడుతుంది.
2. రిడక్షన్: ఈ దశలో, 3-PGA అణువులు ATP మరియు NADPH ని ఉపయోగించి గ్లిసరాల్డిహైడ్ 3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) గా తగ్గించబడతాయి. ఈ ప్రతిచర్య ఎంజైమ్లు గ్లిసరాల్డిహైడ్ 3-ఫాస్ఫేట్ డీహైడ్రోజినేస్ మరియు ట్రయోస్ ఫాస్ఫేట్ ఐసోమరేస్ చే ఉత్ప్రేరకం చేయబడుతుంది.
3. పునరుత్పత్తి: ఈ దశలో, G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే G3P యొక్క మరొక అణువు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. RuBP యొక్క పునరుత్పత్తి ఎంజైమ్లు ఫ్రక్టోస్ 1,6-బిస్ఫాస్ఫేటేస్ మరియు సెడోహెప్ట్యులోస్ 1,7-బిస్ఫాస్ఫేటేస్ చే ఉత్ప్రేరకం చేయబడుతుంది.

C3 చక్రం ఒక చక్రీయ ప్రక్రియ, అంటే కాంతి శక్తి అందుబాటులో ఉన్నంత వరకు ఇది మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతం కావచ్చు. ఇది మొక్కలు పెరగడానికి మరియు జీవించడానికి అవసరమైన కర్బన అణువులను నిరంతరం ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

C3 చక్రం యొక్క సరళీకృత రేఖాచిత్రం ఇక్కడ ఉంది:

[C3 చక్రం యొక్క చిత్రం]

C3 మొక్కల ఉదాహరణలు:

• గోధుమ
• బియ్యం
• సోయాబీన్స్
• మొక్కజొన్న
• బంగాళాదుంపలు
• టమోటాలు
• లెట్యూస్
• పాలకూర

C4 మొక్కల ఉదాహరణలు:

• మొక్కజొన్న
• జొన్న
• చెరకు
• స్విచ్ గ్రాస్
• బర్ముడా గ్రాస్
• జోయ్సియా గ్రాస్

CAM మొక్కల ఉదాహరణలు:

• అనాసపండ్లు
• కాక్టి
• సక్యులెంట్స్
• బ్రోమెలియాడ్స్
• ఆర్కిడ్లు

C3 చక్రం యొక్క దశలు#

కాల్విన్ చక్రం, దీనిని కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు లేదా కార్బన్ స్థిరీకరణ ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది మొక్కలు మరియు కొన్ని ఇతర జీవులలో క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో సంభవించే రసాయన ప్రతిచర్యల శ్రేణి. కాల్విన్ చక్రం కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క రెండవ దశ, కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యల తర్వాత.

కాల్విన్ చక్రాన్ని మూడు దశలుగా విభజించవచ్చు:

1. కార్బన్ స్థిరీకరణ: ఈ దశలో, వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ కర్బన అణువులలో స్థిరీకరించబడుతుంది. ఎంజైమ్ రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజినేస్ (రూబిస్కో) కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు రిబ్యులోస్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ (RuBP) మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది రెండు అణువుల 3-ఫాస్ఫోగ్లిసరేట్ (3-PGA) ను ఏర్పరుస్తుంది.

2. రిడక్షన్: ఈ దశలో, 3-PGA అణువులు గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) గా తగ్గించబడతాయి. ఎంజైమ్ గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ డీహైడ్రోజినేస్ 3-PGA మరియు NADPH మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది G3P ను ఏర్పరుస్తుంది.

3. పునరుత్పత్తి: ఈ దశలో, G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే G3P యొక్క మరొక అణువు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. ఎంజైమ్ రిబ్యులోస్-5-ఫాస్ఫేట్ కైనేస్ G3P మరియు ATP మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది రిబ్యులోస్-5-ఫాస్ఫేట్ (Ru5P) ను ఏర్పరుస్తుంది. ఎంజైమ్ ఫాస్ఫోరిబులోకైనేస్ Ru5P మరియు ATP మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది RuBP ను ఏర్పరుస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం ఒక చక్రీయ ప్రక్రియ, అంటే ఇది మళ్లీ మళ్లీ పునరావృతం కావచ్చు. ఇది మొక్కలు వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ను నిరంతరం స్థిరీకరించడానికి మరియు కర్బన అణువులను సంశ్లేషణ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం ఎలా పనిచేస్తుందో ఇక్కడ ఒక ఉదాహరణ:

1. వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క ఒక అణువు క్లోరోప్లాస్ట్లోకి వ్యాపిస్తుంది.
2. ఎంజైమ్ రూబిస్కో కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు RuBP మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది రెండు అణువుల 3-PGA ను ఏర్పరుస్తుంది.
3. ఎంజైమ్ గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ డీహైడ్రోజినేస్ 3-PGA మరియు NADPH మధ్య ప్రతిచర్యను ఉత్ప్రేరకం చేస్తుంది, ఇది G3P ను ఏర్పరుస్తుంది.
4. G3P యొక్క ఒక అణువు RuBP ని పునరుత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే G3P యొక్క మరొక అణువు గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువుల సంశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.
5. కాల్విన్ చక్రం పునరావృతం అవుతుంది.

కాల్విన్ చక్రం మొక్కల పెరుగుదల మరియు జీవితానికి ఒక అత్యవసర ప్రక్రియ. ఇది మొక్కలు వాతావరణం నుండి కార్బన్ డయాక్సైడ్ను శక్తి మరియు పెరుగుదల కోసం ఉపయోగించబడే కర్బన అణువులుగా మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.

C3 చక్రం యొక్క ఉత్పత్తులు#

కాల్విన్ చక్రం, దీనిని కాంతి-స్వతంత్ర ప్రతిచర్యలు లేదా కార్బన్ రిడక్షన్ ప్రతిచర్యలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క రెండవ దశ. ఇది క్లోరోప్లాస్ట్ల స్ట్రోమాలో జరుగుతుంది మరియు కాంతి-ఆధారిత ప్రతిచర్యలలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ATP మరియు NADPH నుండి శక్తిని ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిని గ్లూకోజ్ మరియు ఇతర కర్బన అణువులుగా మారుస్తుంది.

కాల్విన్ చక్రం యొక్క ఉత్పత్తులు:

• గ్లూకోజ్: గ్లూకోజ్ ఒక సాధారణ చక్కెర, ఇది చాలా జీవులకు ప్రాథమిక శక్తి వనరు. గ్లిసరాల్డిహైడ్-3-ఫాస్ఫేట్ (G3P) యొక్క రెండు అణువులు కలిసినప్పుడు ఇది ఉత్పత్తి అవుతుంది.
• ఇతర కర్బన అణువులు: కాల్విన్ చక్రం అమైనో ఆమ్లాలు, కొవ్వు ఆమ్లాలు మరియు న్యూక్లియోటైడ్లు వంటి ఇతర కర్బన అణువులను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ అణువులు ప్రోటీన్లు, లిపిడ్లు మరియు న్యూక్లిక్ ఆమ్లాలను నిర్మించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి కణాల నిర్మాణం మరియు పనితీరుకు అవసరం.

కాల్విన్