Plant photosynthese kan in twee delen worden verdeeld. Het eerste deel vereist licht om de lichtenergie te veranderen in chemische energie en de chemische reacties worden lichtafhankelijke reacties genoemd. Het tweede deel, dat gebruik maakt van de chemische energie die door het eerste deel wordt gecreëerd om plantaardige koolhydraten te produceren voor plantaardig voedsel, bestaat uit lichtonafhankelijke reacties. De lichtonafhankelijke reacties worden ook wel de Calvin-cyclus genoemd, naar chemicus Melvin C. Calvin, die in 1961 de Nobelprijs voor de chemie won na identificatie van het proces.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De lichtonafhankelijke reacties van fotosynthese zijn de vier reacties die plaatsvinden in het laatste deel van het fotosyntheseproces. Ook bekend als de Calvin-cyclus, zijn de vier stappen van de lichtonafhankelijke of donkere reacties koolstoffixatie, reductie, koolhydraatvorming en regeneratie van de oorspronkelijke enzymen. Hoewel bekend als de donkere reacties omdat ze geen licht nodig hebben om verder te gaan, vinden de reacties overdag gelijktijdig met de lichtafhankelijke reacties plaats omdat de donkere reacties de chemische producten uit de lichtafhankelijke reacties nodig hebben als reactanten voor de vier stappen.

Overzicht van de Calvin-cyclus

De Calvin-cyclus gebruikt de chemicaliën die worden geproduceerd tijdens de lichtafhankelijke reacties om kooldioxide te fixeren en de koolhydraten te produceren die planten nodig hebben om te overleven. Over het algemeen worden de precursorchemicaliën die waterstof uit de eerste fase van fotosynthese en koolstofdioxide bevatten, omgezet in koolhydraten.

In de lichtafhankelijke reacties wordt licht geabsorbeerd en de energie gebruikt om watermoleculen te splitsen. De resulterende waterstofionen en elektronen worden overgebracht naar chemisch nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat (NADP ^{+) om gereduceerd nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat (NADPH) te produceren door twee elektronen en een waterstofion toe te voegen. Tegelijkertijd wordt het chemische adenosine difosfaat (ADP) veranderd in adenosine trifosfaat (ATP) door een fosfaatgroep toe te voegen. De nieuwe chemicaliën worden gebruikt om de energie die is opgenomen door licht op te slaan en beschikbaar te maken voor de Calvin-cyclus.}

De Calvin-cyclus gebruikt de waterstof van NADPH, de koolstof uit kooldioxide en energie uit ATP om de koolhydraten te produceren die de plant heeft nodig. Tijdens dit proces worden de NADPH en de ATP teruggezet naar NADP ^{+ en ADP, zodat ze weer beschikbaar zijn voor extra lichtafhankelijke reacties.}

Calvin Cycle Reactants and Products -

Calvijncyclus vindt plaats binnen de chloroplasten van plantencellen. Elke cel heeft verschillende chloroplasten en de cellen die ze bevatten vormen de bladeren van de plant. Binnen de chloroplasten vinden de Calvin-cyclusreacties plaats in het stroma. De reactanten CO _{2, ATP en NADPH initiëren de vierstapsreacties die deel uitmaken van de Calvin-cyclus.}

De eerste stap lost koolstof op uit koolstofdioxide in de lucht. Koolstofatomen zijn gehecht aan een intermediair suikermolecuul. In de tweede stap wordt een fosfaatgroep van ATP overgebracht naar een tussenliggend enzym en elektronen van NADPH worden gebruikt om de intermediaire suiker uit stap 1 te verminderen. In de derde stap reageert de intermediaire suiker met het tussenliggende enzym om glucose te vormen, de basiskoolhydraatplanten kunnen als voedsel gebruiken. In de vierde stap worden de oorspronkelijke chemicaliën die nodig zijn voor de reactie geregenereerd. De reactieproducten zijn glucose, ADP en NADP ^{+. De laatste twee worden opnieuw gebruikt in lichtafhankelijke reacties.}

Hoewel de Calvin cyclusreacties bij afwezigheid van licht kunnen plaatsvinden, zijn ze in feite lichtafhankelijk in planten en vinden ze overdag plaats. Deze afhankelijkheid komt van de vereiste reactanten ATP en NADPH, die snel worden opgebruikt door de Calvin-cyclusreacties. De reactanten worden aangevuld door de lichtafhankelijke reacties van de Calvin cyclusproducten ADP en NADP ^{+. Het volledige fotosyntheseproces berust op een gecoördineerd functioneren van zowel de lichtafhankelijke als de donkere reacties om koolhydraten te produceren uit licht, water en kooldioxide.}