Sekundärvorgänge der Fotosynthese

Die Zelle hat nun ATP und auch NADPH+H⁺. Was fehlt noch?

Während der Sekundärreaktionen der Fotosynthese werden diese Energieformen (= die Produkte der Lichtreaktion) in dauerhafte Speicherformen überführt (Zucker, Stärke).

NADPH+H⁺ sind bereits schon gute und relativ stabile Formen, um die Energie des eingestrahlten Sonnenlichts zu speichern, Zucker und Stärke eignen sich jedoch deutlich besser Langzeitspeicher für die aufgenommene Energie.

Im Verlauf der lichtunabhängigen Reaktion werden die beteiligten Komponenten reduziert!

NADPH+H⁺ wird verbraucht.

Ablauf der Sekundärreaktion

(1) Phase der CO₂-Fixierung

CO₂ bindet an Ribulose-1,5-bisphosphat (RubP2), einem C5-Körper. Dabei wird ein instabiler C6-Körper gebildet, aus dem 2 C3-Körper entstehen.

C3-Körper = 3-Phosphoglycerat oder 3-Phosphoglycerinsäure (3-PG)

(2) Reduktionsphase

Reduktion und Phosphorylierung bilden nun in zwei Teilschritten Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP).

ATP erhöht das Energieniveau des 3-PG zum 1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG).

Die Säure 1,3-BPG wird zum Aldehyd reduziert, wobei das NADPH+H⁺ aus der Lichtreaktion als Elektronendonor benötigt wird.

Der aktivierte C3-Körper GAP stellt die Grundstufe der Glukosebildung dar. Aus zwei C3-Körpern kann rein rechnerisch der C6-Körper Glukose gebildet werden. Die Bildung von einem Mol Glukose benötigt 6 Mol CO₂, der Calvin-Zyklus muss dazu sechsmal durchlaufen werden.

Das GAP im Calvin-Zyklus hat zwei Aufgaben:

• Glukosebildung
• Regeneration des C5-Körpers Ribulose-1,5-bisphosphat

(3) Phase der Regenerierung

Bevor ein neues CO₂-Molekül in den Calvin-Zyklus aufgenommen werden kann, muss das Akzeptormolekül Ribulose-1,5-bisphosphat regeneriert werden. Dabei kommt es zu Umlagerungen der im Zyklus verbleibenden C3-Moleküle, sodass ein C5-Köper entsteht. Dieser wird wiederum unter ATP-Verbrauch aktiviert.

Calvin-Zyklus im C-Körperschema.