La photosynthèse est un processus en deux étapes. Premièrement, les réactions dépendantes de la lumière exploitent l’énergie solaire pour générer de l’ATP et du NADPH. Deuxièmement, les réactions indépendantes de la lumière, également appelées cycle de Calvin, utilisent ces molécules pour fixer le dioxyde de carbone en glucides.

TL;DR

Le cycle de Calvin, nommé d'après le lauréat du prix Nobel Melvin C. Calvin, comprend quatre réactions séquentielles :la fixation du carbone, la réduction, la synthèse des glucides et la régénération de l'enzyme de départ. Bien qu'il puisse se produire dans l'obscurité, il se produit à la lumière du jour car il dépend de l'ATP et du NADPH produits par les réactions lumineuses.

Aperçu du cycle de Calvin

Au sein du stroma chloroplastique, le cycle de Calvin transforme l'énergie captée dans l'ATP et le pouvoir réducteur du NADPH en glucose et autres sucres. Il associe l'oxydation du NADPH et l'hydrolyse de l'ATP à la réduction du CO₂, produisant ainsi un glucide stable qui alimente la croissance des plantes.

Réactifs et produits clés

Intrants essentiels :CO₂ , ATP , et NADPH . Produits :glucose , ADP , et NADP⁺ . Ces deux derniers sont recyclés dans les réactions dépendantes de la lumière, complétant ainsi le cycle photosynthétique.

Quatre étapes du cycle de Calvin

1. Fixation du carbone : Le CO₂ se fixe au sucre à cinq carbones ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) via l'enzyme RuBisCO, formant un intermédiaire éphémère à six carbones qui se divise en deux molécules de 3-phosphoglycérate (3-PGA).
2. Réduction : L'ATP cède un groupe phosphate au 3-PGA, tandis que le NADPH fournit des électrons et un ion hydrogène, convertissant le 3-PGA en sucre riche en énergie, le glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P).
3. Formation de glucides : Deux molécules G3P se combinent pour produire une molécule de glucose ou d'autres sucres qui servent d'aliment aux plantes.
4. Régénération du RuBP : Les molécules G3P restantes sont phosphorylées par l'ATP et remodelées en RuBP, permettant ainsi au cycle de se répéter.

Même si le cycle de Calvin peut se dérouler sans lumière directe, il dépend fondamentalement de la lumière chez les plantes car il consomme l’ATP et le NADPH produits par les réactions lumineuses. L'échange continu entre les deux étapes garantit un approvisionnement constant en glucides et un pool renouvelable de vecteurs énergétiques.

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