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.
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.
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.
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.
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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