چرخه جذب نور و انرژي در گياهان در موقعيتهاي مختلف

در اين بخش به اين موضوع مي پردازيم كه مولكول هاي پرانرژي چگونه براي توليد تركيبات قندي يا كربوهيدرات ها مورد استفادة ‌گياه قرار مي گيرند.

الف- چرخة كلوين: در سالهاي بين 1946 تا 1953 سه تن از دانشمندان به نامهاي ملوين كلوين، جيمز بشام و آندروبنسون راه متابوليكي تبديل گازكربنيك به قند را در گياهان كشف كردند. آنها اين كار را از طريق پيگيري از بين رفتن گازكربنيك راديواكتيو نشان دار در كشت هاي سلول هاي جلبك انجام داده اند. آزمايشهاي اولية كلوين نشان داد جلبك هايي كه به مدتي كه دقيقه و يا بيشتر در معرض گازكربنيك نشان دار قرار گرفته بودند، تركيب پيچيده اي از متابوليت هاي نشان دار، شامل قندها و اسيدهاي آمينه توليد كردند. با وجود اين ، تجزية جلبكي كه 5 ثانيه در معرض گازكربنيك نشان دار قرار گفته بود نشان داد كه اولين تركيب پايدار راديواكتيو فعال كه در جلبك تشكيل گرديد 3- فسفوگليسرات يا PG3 بوده است كه در ابتدا فقط از طرف گروه كربوكسيل (-COOH) نشان دار شده است. اين نتايج بلافاصله اين پيشنهاد را مطرح مي سازد كه PG3 توسط كربوكسيلاسيون يك تركيب دوكربنه به دست آمده است. چنين مادة‌ پيش ساختي تاكنون كشف نشده است. چنانچه واكنش كربوكسيلاسيوني واقعاً اتفاق بيفتد فقط روي يك قند 5 كربنه به نام ريبولوز –5- فسفات يا RU5P انجام مي گيرد.

در نتيجة كربوكسيلاسيون قتند 5 كربنة ريبولوز –5- فسفات، يك قند 6 كربنه به دست مي آيد كه به دو تركيب سه كربنه تجزيه مي گردد و هر كدام از اين تركيبات سه كربنه به يك ملكول PG3 تبديل مي گردند. راه كلي اين تغيير و تبديل را كه در شكل شمارة 219 نشان داده شده است، چرخة كلوين و يا جرخة احسايي پنتوز فسفات مي نامند. اين راه شامل كربوكسيلاسيونيك پنتوز، تشكيل تركيبات قندي و بازيافت ريبولوز –5- فسفات يا Ru5P مي باشد.