Pengertian Siklus Nitrogen

Siklus nitrogen adalah yang paling kompleks dari siklus unsur yang membentuk sistem biologis. Hal ini disebabkan pentingnya dan prevalensi N dalam metabolisme sel, keragaman jenis metabolisme nitrogen, dan keberadaan elemen dalam berbagai bentuk.

Procaryotes dasarnya terlibat dalam siklus nitrogen biologis dalam tiga proses yang unik. Nitrogen Fiksasi: proses ini mengubah N2 di atmosfer menjadi NH3 (amonia), yang berasimilasi ke dalam asam amino dan protein.

Fiksasi nitrogen terjadi pada banyak bakteri yang hidup bebas seperti clostridia, azotobacters dan cyanobacteria, dan bakteri simbiotik seperti Rhizobium dan Frankia, yang mengasosiasikan dengan akar tanaman untuk membentuk nodul karakteristik. Fiksasi nitrogen biologis adalah cara yang paling penting yang N2 dari udara masuk ke dalam sistem biologis.

N2 —————-> 2 NH3 fiksasi nitrogen
Respirasi anaerobik: ini berhubungan dengan penggunaan bentuk-bentuk teroksidasi nitrogen (NO3 dan NO2) sebagai akseptor elektron terakhir untuk respirasi.

Respirers anaerobik seperti Bacillus dan Pseudomonas merupakan penghuni tanah umum yang akan menggunakan nitrat (NO3) sebagai akseptor elektron. NO3 dikurangi menjadi NO2 (nitrit) dan kemudian ke bentuk gas nitrogen seperti N2 atau N2O (nitrous oxide).

Proses ini disebut denitrifikasi. (Sebuah proses terkait yang dilakukan oleh beberapa spesies Bacillus, yang disebut reduksi nitrat dissimilatory mengurangi NO3 menjadi amonia (NH3), tapi ini tidak dianggap denitrifikasi.) Bakteri denitrifikasi biasanya mikroba fakultatif yang bernafas setiap kali oksigen tersedia oleh respirasi aerobik.

Jika O2 tidak tersedia untuk respirasi, mereka akan beralih ke respirasi anaerob alternatif yang menggunakan NO3. Sejak NO3 adalah bentuk umum dan mahal dari pupuk di tanah, denitrifikasi mungkin tidak begitu baik untuk pertanian, dan satu pemikiran untuk mengolah tanah adalah untuk tetap aerobik, sehingga menjaga pupuk nitrat dalam tanah.

NO3 —————-> NO2 —————-> N2 denitrifikasi

Pengertian Siklus Nitrogen
Pengertian Siklus Nitrogen

Reaksi keseluruhan denitrifikasi yang ditunjukkan di atas dilanjutkan melalui pembentukan nitrous oxide (N2O). Sebuah artikel terbaru oleh Wunsch sebuah Zumft di Journal of Bacteriology, vol. 187 (2005), menyoroti baru pada proses denitrifikasi. N2O adalah metabolit bakteri di PEMULIHAN Nitrogen fiksasi.

Peningkatan atmosfer antropogenik dari N2O adalah memprihatinkan, seperti disebutkan di atas (sebagai gas rumah kaca, N2O memiliki 300 kali panas kapasitas sebagai CO2 menyerap). Bakteri denitrifikasi bernafas menggunakan N2O sebagai akseptor elektron menghasilkan N2 dan dengan demikian memberikan wastafel untuk N2O.

Artikel ini memberikan wawasan baru ke dalam proses ini dengan mengidentifikasi protein membran-terikat dalam bakteri denitrifikasi disebut NosR, yang diperlukan untuk ekspresi N2O reduktase dari gen nosZ.

The NosR protein memiliki pusat redoks diposisikan di sisi berlawanan dari membran sitoplasma, yang memungkinkan untuk mempertahankan seluruh sel N2O respirasi dengan bertindak pada N2O reduktase.

Nitrifikasi adalah bentuk metabolisme lithotrophic yang secara kimiawi kebalikan dari denitrifikasi. Bakteri nitrifikasi seperti Nitrosomonas memanfaatkan NH3 sebagai sumber energi, oksidasi untuk NO2, sedangkan Nitrobacter akan mengoksidasi NO2 untuk NO3.

Bakteri nitrifikasi umumnya terjadi di lingkungan perairan dan signifikansi mereka dalam kesuburan tanah dan siklus nitrogen global tidak dipahami dengan baik.

Keseluruhan proses Nitrifikasi

NH3 —————-> NO2 (Nitrosomonas)

NO2 —————-> NO3 (Nitrobacter)

Sebuah aspek penting akhir dari siklus nitrogen yang melibatkan procaryotes, meskipun tidak secara eksklusif, adalah dekomposisi senyawa yang mengandung nitrogen. Sebagian besar nitrogen organik (protein, misalnya) menghasilkan amonia (NH3) selama proses deaminasi. Jamur yang terlibat dalam dekomposisi, juga.

Tanaman, hewan dan protista, serta procaryotes, menyelesaikan siklus nitrogen selama penyerapan unsur nutrisi mereka sendiri. Nitrogen asimilasi biasanya dalam bentuk nitrat, gugus amino, atau amonia.

Pengertian Siklus Sulfur

Sulfur adalah komponen dari beberapa vitamin dan metabolit penting dan itu terjadi dalam dua asam amino, sistein dan metionin. Meskipun kekurangan dalam sel, itu merupakan elemen sangat penting bagi sistem kehidupan.

Seperti nitrogen dan karbon, mikroba dapat mengubah belerang dari bentuk yang paling teroksidasi (sulfat atau SO4) ke negara yang paling berkurang nya (sulfida atau H2S). Siklus sulfur, khususnya, melibatkan beberapa kelompok yang unik dari procaryotes dan proses prokariot. Dua kelompok yang tidak terkait dari procaryotes mengoksidasi H2S ke S dan S untuk SO4.

Yang pertama adalah fotosintetik bakteri ungu dan hijau sulfur anoxygenic yang mengoksidasi H2S sebagai sumber elektron untuk fotofosforilasi siklik. Yang kedua adalah “bakteri belerang berwarna” (sekarang keliru karena kelompok mengandung banyak Archaea) yang mengoksidasi H2S dan S sebagai sumber energi. Dalam kedua kasus, organisme biasanya dapat memediasi oksidasi lengkap H2S ke SO4.

H2S —————-> S —————-> SO4 litho atau belerang oksidasi phototrophic

Sulfur pengoksidasi procaryotes sering thermophiles ditemukan di tempat yang panas (vulkanik) mata air dan dekat laut ventilasi termal dalam yang kaya H2S. Mereka mungkin acidophiles, juga, karena mereka mengasamkan lingkungan mereka sendiri dengan produksi asam sulfat.[

Sejak SO4 dan S dapat digunakan sebagai elektron akseptor untuk respirasi, bakteri pereduksi sulfat menghasilkan H2S selama proses respirasi anaerob analog dengan denitrifikasi. Penggunaan SO4 sebagai akseptor elektron adalah proses wajib yang berlangsung hanya dalam lingkungan anaerobik. Hasil proses bau khas dari H2S di rawa anaerobik, tanah dan sedimen di mana itu terjadi.

Belerang diasimilasi oleh bakteri dan tanaman sebagai SO4 untuk digunakan dan pengurangan untuk sulfida. Hewan dan bakteri dapat menghapus grup sulfida dari protein sebagai sumber S selama dekomposisi. Proses ini melengkapi siklus sulfur.

Siklus Fosfor

Siklus fosfor relatif sederhana. Fosfat anorganik ada dalam satu bentuk. Hal ini interconverted dari anorganik ke bentuk organik dan kembali lagi, dan tidak ada gas menengah.

Fosfor merupakan elemen penting dalam sistem biologis karena merupakan konstituen asam nukleat, (DNA dan RNA) dan itu terjadi di fosfolipid membran sel. Fosfat juga merupakan konstituen dari ADP dan ATP yang universal terlibat dalam pertukaran energi dalam sistem biologi.

Terlarut fosfat (PO4) pasti berakhir di lautan. Hal ini kembali ke tanah oleh pantai hewan dan burung yang memakan fosfor yang mengandung makhluk laut dan kemudian menyetor kotoran mereka di darat.

Terlarut PO4 juga kembali ke tanah oleh proses geologi, mengangkat lantai samudera untuk membentuk daratan, namun proses ini sangat lambat. Namun, angka di bawah mempertimbangkan bagaimana PO4 didaur ulang antara kelompok-kelompok berbasis lahan organisme.

Ekologi dari Stratified Lake

Peran mikroba dalam siklus global elemen (dijelaskan di atas) dapat dikunjungi pada skala yang lebih kecil, di sebuah danau, misalnya, seperti Danau Mendota, yang mungkin menjadi bertingkat seperti yang diilustrasikan pada Gambar 5. Permukaan danau ini juga -lighted oleh matahari dan aerobik. Dasar danau dan sedimen yang gelap dan anaerobik.

Umumnya ada kurang O2 dan kurang cahaya sebagai kolom air ditembus dari permukaan. Dengan asumsi bahwa pasokan nutrisi stabil dan tidak ada pencampuran antara lapisan air danau, kita harus, untuk saat ini, memiliki ekosistem yang stabil dengan daur ulang elemen penting antara sistem kehidupan. Berikut adalah cara itu akan berhasil.

Pada permukaan, cahaya dan O2 yang berlimpah, CO2 adalah tetap dan O2 dihasilkan. Tanaman fotosintesis, ganggang dan cyanobacteria menghasilkan O2, cyanobacteria bahkan dapat memperbaiki N2; aerobik bakteri, serangga, hewan dan tumbuhan hidup di sini.

Pengertian Siklus Sulfur
Tanaman, alga dan bakteri fotosintetik dapat menyerap fosfat (PO4) dilarutkan dalam air, atau jika mencuci keluar dari batu dan tanah. Mereka menggabungkan PO4 ke dalam berbagai bentuk organik, termasuk molekul seperti DNA, RNA, ATP, dan fosfolipid. Tanaman dikonsumsi oleh hewan dimana fosfat organik di pabrik menjadi fosfat organik pada hewan dan dalam bakteri yang hidup dengan hewan. Kotoran hewan kembali PO4 anorganik terhadap lingkungan dan fosfat juga organik dalam bentuk sel-sel mikroba. Tanaman dan hewan yang mati, serta kotoran hewan, yang membusuk oleh mikroba dalam tanah. Fosfat akhirnya adalah mineral dengan bentuk PO4 larut dalam air dan tanah, yang akan diambil lagi oleh organisme fotosintetik.

Di bagian bawah danau dan di sedimen, kondisi gelap dan anaerobik. Bakteri fermentasi menghasilkan asam lemak, H2 dan CO2, yang digunakan oleh metanogen untuk menghasilkan CH4. Bakteri anaerob bernapas menggunakan NO3 dan SO4 sebagai akseptor elektron, menghasilkan NH3 dan H2S. Beberapa gas yang larut dalam air: H2, CO2, CH4, NH3 dan H2S.

Aktivitas biologis di permukaan danau dan di dasar danau mungkin memiliki banyak hubungannya dengan apa yang akan terjadi di tengah-tengah kolom air, terutama di dekat antarmuka dari zona aerobik dan anaerobik.

Daerah ini, yang disebut termoklin, secara biologis sangat aktif. Fotosintesis bakteri, yang merupakan anaerobik, terjadi di sini, menggunakan panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya yang akan menembus kolom air dan tidak diserap oleh semua klorofil tanaman di atas.

methanotrophs akan tetap hanya dalam wilayah aerobik mengambil yang CH4 dari sedimen sebagai sumber karbon, dan kembali sebagai CO2. Bakteri Lithotrophic nitrogen dan sulfur memanfaatkan melakukan sesuatu analog: mereka aerob yang menggunakan NH3 dan H2S dari sedimen, mengembalikan mereka ke NO3 dan SO4.

Perbedaan Siklus Hidup Langsung dan Siklus Hidup Tidak langsung

Siklus Hidup Langsung:

Parasit adalah organisme mikroskopis kecil yang hidup di dalam sel inang. Beberapa parasit adalah parasit obligat, yang mereka hidup dan berkembang biak di dalam sel inang sementara beberapa bahkan dapat mereproduksi luar sel inang.

Dalam beberapa kasus, sel inang bahkan mendapat manfaat dari parasit tertentu. Beberapa parasit diketahui menyebabkan kerugian bagi tuan rumah.

Parasit sederhana mereproduksi dan hidup di dalam host, ini adalah contoh dari siklus hidup langsung. Dalam siklus hidup langsung, parasit hidup seluruh hidup di dalam host dan mereproduksi di dalamnya.

Hewan atau organisme yang pelabuhan parasit seperti misalkan untuk menyediakan tempat tinggal dan makanan untuk parasit dan tuan rumah seperti ini disebut tuan rumah definitif.

Siklus Hidup Tidak langsung:

Dalam jenis ini siklus hidup parasit, tidak dapat bertahan hidup di dalam satu host hanya. Mereka harus memiliki beberapa host sehingga mereka dapat mereproduksi lagi.

Sebuah jenis kompleks parasit memiliki jenis siklus hidup. Mereka menginfeksi banyak host dan yang itu sebabnya lebih ganas dari parasit sederhana.

 Perbedaan Siklus Hidup Langsung dan Siklus Hidup Tidak langsung
Perbedaan Siklus Hidup Langsung dan Siklus Hidup Tidak langsung

Untuk makanan dan tempat tinggal mereka, mereka bergantung pada sel inang. Jika parasit tidak akan mampu membahayakan sel inang mereka mereka akan mati, keberadaan mereka akan berakhir. Beberapa parasit juga diketahui menyebabkan gelar besar bahaya pada sel inang, akhirnya membunuh itu.

Parasit seperti tergantung pada penghancuran banyak sel inang. Tujuan utama dari parasit ini untuk memiliki siklus hidup langsung biasanya reproduksi.

Perbedaan:

Dalam siklus hidup langsung, biasanya ada host. Dalam siklus hidup tidak langsung, ada beberapa host.
Dalam kehidupan langsung parasit siklus yang tidak virulen seperti dalam siklus hidup langsung.
Tujuan utama untuk memiliki beberapa host dalam siklus hidup langsung dari parasit adalah reproduksi.

Parasit sederhana memiliki siklus hidup langsung sementara parasit kompleks memiliki siklus hidup langsung.
Parasit dikenal untuk menyelesaikan seluruh hidupnya hanya dalam satu host dalam siklus hidup langsung tetapi beralih host dalam siklus hidup langsung.

Proses siklus Calvin

Salah satu cahaya-independen (gelap) reaksi yang digunakan untuk fiksasi karbon, jalur metabolisme ini menggunakan energi yang tersimpan dalam ATP dan menggunakan NADPH sebagai sumber elektron (potensial reduksi), baik yang diberikan selama reaksi cahaya tergantung, untuk mengurangi karbon dioksida dan memperbaikinya ke dalam molekul organik energi yang lebih tinggi.

Ini adalah “siklus” dalam beberapa produk didaur ulang. Siklus Calvin terjadi di stroma kloroplas. Hal ini juga dikenal sebagai siklus Calvin-Benson-Bassham (siklus CBB), siklus pentosa fosfat reduktif, atau siklus C3.

Siklus Calvin adalah salah satu jalur paling metabolik di Bumi. Semua karbon tetap dengan tanaman hijau, dimana relatif rendah energi molekul karbon dioksida diubah menjadi molekul organik berenergi tinggi, datang melalui rangkaian reaksi.

Koordinasi halus-tuned, setengah jalan rumit, melibatkan beberapa langkah, sejumlah tiga molekul tujuh karbon, enzim 16-subunit besar, dan komponen lainnya, mencerminkan keselarasan yang menakjubkan ditemukan di alam.

Ikhtisar

Reaksi redoks. Calvin siklus, dan proses terkait yang dikenal sebagai fotosintesis, melibatkan apa yang dikenal sebagai “reaksi redoks” atau “reaksi oksidasi-reduksi.” Oksidasi terjadi ketika sebuah atom atau molekul kehilangan elektron (dengan oksigen yang paling umum akseptor elektron).

Pengurangan terjadi ketika sebuah atom atau molekul keuntungan elektron. Sebuah molekul atau atom berkurang, dengan elektron ekstra, memiliki tingkat energi yang lebih tinggi daripada bentuk teroksidasi dari atom atau molekul. Reaksi redoks adalah reaksi kimia di mana elektron yang hilang oleh satu atom melalui oksidasi diperoleh oleh atom lain melalui pengurangan.[

Fotosintesis. Proses fotosintesis adalah sumber karbon yang ditemukan di senyawa organik dalam tubuh organisme hidup, serta sebagai sarana untuk menangkap energi dari sinar matahari.

Beberapa energi cahaya disimpan dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP) dan beberapa energi yang digunakan untuk menghilangkan elektron dari zat seperti air, dengan elektron kemudian digunakan dalam reaksi untuk mengubah karbon dioksida menjadi senyawa organik.

Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, reaksi ini menghasilkan senyawa organik terdiri dari jalur metabolik yang dikenal sebagai siklus Calvin.

Keseluruhan proses fotosintesis dapat digambarkan dalam tiga tahap: reaksi tergantung dua cahaya dan satu reaksi terang-independen.

Dua reaksi terang-dependent adalah (1) menangkap energi dari sinar matahari; dan (2) menciptakan ATP dan mengurangi NADP + untuk NADPH. Reaksi terang-independen, yang dapat terjadi dengan adanya atau tidak adanya cahaya dan dikenal sebagai “fiksasi karbon,” melibatkan memanfaatkan ATP dan NADPH untuk mensintesis molekul organik dari karbon dioksida. Karbon fiksasi merupakan bagian dari siklus Calvin.

Calvin siklus. Siklus Calvin adalah serangkaian reaksi redoks biokimia yang terjadi di stroma kloroplas dalam organisme fotosintetik.

Pada dasarnya, cahaya-independen siklus Calvin, juga dikenal (keliru) sebagai “reaksi gelap” atau “panggung gelap,” menggunakan energi dari operator elektronik bersemangat berumur pendek untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi senyawa organik (Campbell et al. 2006). Hal ini juga dapat digambarkan dalam tiga fase: (1) fiksasi karbon, (2) reduksi, dan (3) regenerasi RuBP.

Tahap I:

Carbon fiksasi. Pada fase fiksasi karbon dari siklus Calvin, karbon anorganik dalam bentuk karbon dioksida menjadi dimasukkan ke dalam bentuk organik. Pada dasarnya, karbon dioksida berkurang untuk memberikan molekul energi yang lebih tinggi.

Selama fase ini, lima karbon, yang kaya energi gula RuBP (ribulosa 1,5-bifosfat) diproduksi. Hal ini dihasilkan oleh pemasangan kembali dua produk dari glikolisis: fruktosa 6-fosfat dan gliseraldehida 3-fosfat (G3P). Setelah RuBP diproduksi, karbon dioksida bereaksi dengan RuBP untuk membentuk transient 6-karbon menengah.

Ini 6-karbon menengah segera terbagi menjadi dua molekul tiga karbon 3-phosphoglycerate (PGA). Menggunakan enzim ribulosa bifosfat karboksilase oksigenase (disebut Rubisco), yang merupakan enzim 16-subunit besar.[

Tahap II:

Pengurangan. Pada tahap kedua, pengurangan, PGA direduksi menjadi G3P (glyceraldehye 3-fosfat) menggunakan ATP dan NADPH.

Beberapa G3P (yang memiliki tiga karbon) meninggalkan siklus Calvin dan dikonversi menjadi glukosa dan gula lainnya. Catatan: dua molekul G3P (output dari fiksasi karbon dan pengurangan) diperlukan untuk menghasilkan molekul glukosa enam karbon.

Proses siklus Calvin
Proses siklus Calvin

Tahap III:

Regenerasi. Sementara beberapa G3P yang didorong keluar dari siklus Calvin untuk menghasilkan gula glukosa dan lainnya, banyak yang didaur ulang untuk regenerasi RuBP, untuk menjaga siklus terjadi.

Enzim-enzim dalam siklus Calvin secara fungsional setara dengan banyak enzim yang digunakan dalam jalur metabolisme lain seperti glukoneogenesis dan jalur fosfat pentosa, tetapi mereka dapat ditemukan dalam stroma kloroplas bukan sitoplasma sel, memisahkan reaksi. Mereka diaktifkan di dalam terang (yang mengapa nama “reaksi gelap” menyesatkan), dan juga dengan produk dari reaksi tergantung cahaya. Fungsi regulasi ini mencegah siklus Calvin dari yang dihembuskan ke karbon dioksida. Energi (dalam bentuk ATP) akan sia-sia dalam melaksanakan reaksi ini yang tidak memiliki produktivitas bersih.

Jumlah reaksi dalam siklus Calvin adalah sebagai berikut:

3 CO2 + 6 NADPH + 5 + H2O 9 ATP → gliseraldehida-3-fosfat (G3P) + 2 H + + 6 NADP + + 9 ADP + 8 Pi

atau

3 CO2 + 6 + 5 C21H29N7O17P3 H2O + 9 C10H16N5O13P3 → C3H5O3-PO32- + 2 H + + 6 NADP + + 9 C10H15N5O10P2+ 8 Pi

Heksosa (enam karbon) gula yang bukan merupakan produk dari siklus Calvin. Meskipun banyak teks daftar produk fotosintesis sebagai C6H12O6, hal ini terutama untuk kenyamanan melawan persamaan respirasi, di mana gula enam karbon dioksidasi di mitokondria. Produk karbohidrat dari siklus Calvin adalah molekul gula fosfat tiga karbon, atau “fosfat triose,” yaitu, gliseraldehida-3-fosfat (G3P).

Siklus Calvin ditemukan oleh Melvin Calvin, James Bassham, dan Andrew Benson di University of California, Berkeley dengan menggunakan isotop radioaktif karbon-14 (Bassham et al. 1950).
Langkah dari siklus Calvin

Karbon fiksasi

Enzim RuBisCO mengkatalisis karboksilasi dari ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP), suatu senyawa 5-karbon, dengan karbon dioksida (memberikan total 6 karbon) dalam reaksi dua langkah (Farazdaghi 2009). Produk dari langkah pertama adalah sebuah kompleks enediol-enzim yang dapat menangkap CO2 atau O2. Dengan demikian, kompleks enediol-enzim adalah real karboksilase / oksigenase. CO2 yang ditangkap oleh enediol pada langkah kedua menghasilkan enam-karbon menengah awalnya yang segera membagi dua, membentuk dua molekul 3-fosfogliserat, atau PGA, senyawa 3-karbon (juga dikenal sebagai 3-fosfogliserat, 3-fosfogliserat asam, 3PGA) Campbell et al. 2008).

Pengurangan

Enzim fosfogliserat kinase mengkatalisis fosforilasi 3PGA oleh ATP (yang diproduksi dalam tahap ringan-dependent). 1,3-bisphosphoglycerate (glycerate-1,3-bifosfat) dan ADP adalah produk. (Namun, perlu diketahui bahwa dua PGA diproduksi untuk setiap CO2 yang masuk siklus, sehingga langkah ini menggunakan dua ATP per CO2 tetap.)
Enzim G3P dehidrogenase mengkatalisis reduksi 1,3BPGA oleh NADPH (yang merupakan produk lain dari tahap ringan-dependent). Gliseraldehida 3-fosfat (G3P juga, GP, TP, PGAL) diproduksi, dan NADPH sendiri teroksidasi dan menjadi NADP +. Sekali lagi, dua NADPH yang digunakan per CO2 tetap.

Regenerasi (Sederhana versi dari siklus Calvin mengintegrasikan langkah-langkah yang tersisa, kecuali yang terakhir, dalam satu langkah umum:. Regenerasi RuBP Juga, satu G3P akan keluar di sini.)

Isomerase fosfat triose mengkonversi semua G3P reversibel menjadi dihidroksiaseton fosfat (DHAP), juga molekul 3-karbon.
Aldolase dan fruktosa-1,6-bisphosphatase mengkonversi G3P dan DHAP ke fruktosa 6-fosfat (6C). Ion fosfat hilang ke dalam larutan.
Kemudian fiksasi CO2 lain menghasilkan dua G3P.
F6P memiliki dua karbon dihapus oleh transketolase, memberikan erythrose-4-fosfat. Dua karbon pada transketolase ditambahkan ke G3P, memberikan yang ketose xylulose-5-fosfat (Xu5P).
E4P dan DHAP (terbentuk dari salah satu G3P dari fiksasi CO2 kedua) diubah menjadi sedoheptulose-1,7-bifosfat (7C) oleh enzim aldolase.
Sedoheptulose-1,7-bisphosphatase (salah satu dari tiga enzim dari siklus Calvin yang unik untuk tanaman) memotong sedoheptulose-1,7-bifosfat menjadi sedoheptulose-7-fosfat, melepaskan ion fosfat anorganik menjadi solusi.
Fiksasi CO2 ketiga menghasilkan dua G3P. The ketose S7P memiliki dua karbon dihapus oleh transketolase, memberikan ribosa-5-fosfat (R5P), dan dua karbon yang tersisa di transketolase ditransfer ke salah satu G3P, memberikan Xu5P lain. Hal ini membuat salah satu G3P sebagai produk dari fiksasi 3 CO2, dengan generasi tiga pentosa yang dapat dikonversi ke Ru5P.
R5P diubah menjadi ribulosa-5-fosfat (Ru5P, RUP) oleh isomerase phosphopentose. Xu5P diubah menjadi RUP oleh epimerase phosphopentose.
Akhirnya, phosphoribulokinase (enzim tanaman lain yang unik dari jalur) phosphorylates RUP ke RuBP, ribulosa-1,5-bifosfat, menyelesaikan siklus Calvin. Ini membutuhkan masukan dari satu ATP.

Dengan demikian, dari 6 G3P diproduksi, tiga RuBP (5C) yang dibuat, dengan total 15 karbon, dengan hanya satu yang tersedia untuk konversi setelah heksosa. Ini diperlukan 9 ATP dan NADPH 6 per 3 CO2.

Fotorespirasi. RuBisCO (ribulosa bifosfat karboksilase oksigenase) tidak hanya mengkatalisis reaksi fiksasi karbon dimana CO2 bereaksi dengan RuBP (ribulosa bifosfat 1,5) untuk akhirnya menghasilkan dua molekul PGA (3-fosfogliserat), tetapi juga mengkatalisis oksidasi RuBP, dimana oksigen dimasukkan ke dalam RuBP, melepaskan CO2 dan menghalangi fiksasi karbon. Hal ini dikenal sebagai fotorespirasi. Dengan kata lain, di fotorespirasi, RuBisCO bereaksi kompetitif dengan O2 bukan CO2. Tingkat fotorespirasi lebih tinggi pada suhu tinggi. Fotorespirasi ternyata RuBP menjadi 3PGA dan 2-phosphoglycolate, molekul 2-karbon yang dapat dikonversi melalui glikolat dan glyoxalate untuk glisin. Melalui sistem pembelahan glisin dan tetrahydrofolate, dua glycines diubah menjadi serin + CO2. Serin dapat dikonversi kembali ke 3-fosfogliserat. Dengan demikian, hanya 3 dari 4 karbon dari dua phosphoglycolates dapat dikonversi kembali ke 3PGA. Hal ini dapat dilihat bahwa fotorespirasi memiliki konsekuensi yang sangat negatif bagi tanaman, karena, daripada memperbaiki CO2, proses ini menyebabkan hilangnya CO2. C4 fiksasi karbon berevolusi untuk menghindari fotorespirasi, tetapi dapat terjadi hanya pada tanaman tertentu asli sangat hangat atau tropis iklim, misalnya, jagung.

Produk dari siklus Calvin

Produk langsung dari salah satu pergantian siklus Calvin 2 gliseraldehida-3-fosfat (G3P) molekul, 3 ADP, dan 2 NADP + (ADP dan NADP + yang diregenerasi dalam reaksi Light-dependent). Setiap molekul G3P terdiri dari 3 karbon. Agar siklus Calvin untuk melanjutkan, RuBP (ribulosa 1,5-bifosfat) harus dibuat ulang. Jadi, 5/6 karbon dari 2 molekul G3P digunakan untuk tujuan ini. Oleh karena itu, hanya ada 1 karbon bersih yang dihasilkan untuk bermain dengan untuk setiap giliran. Untuk membuat 1 surplus, G3P membutuhkan 3 karbon, dan karena itu 3 putaran siklus Calvin. Untuk membuat satu molekul glukosa (yang dapat dibuat dari 2 molekul G3P) akan memerlukan 6 berubah dari siklus Calvin. Surplus G3P juga dapat digunakan untuk membentuk karbohidrat lain seperti pati, sukrosa, dan selulosa, tergantung pada apa tanaman perlu (Russell et al. 2010).

Sebagai contoh (Raven et al 2008.):

Jika awal dengan 6 molekul CO2 (6 atom karbon) dan mengikat 6 molekul RuBP (struktur 5-karbon, sehingga 30 atom karbon) (menggunakan Rubisco sebagai enzim), mendapatkan 12 molekul PGA (36 atom karbon)
12 molekul PGA (produk tiga-karbon) menjadi 12 molekul G3P (produk tiga-karbon).

10 molekul G3P (30 karbon) digunakan untuk menumbuhkan 6 molekul RuBP
2 molekul G3P (6 atom karbon) kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan molekul glukosa satu

Dalam siklus Calvin untuk di atas, 18 ATP juga digunakan dan 12 NADPH.

(Catatan tidak semua karbon dari CO2 yang berakhir di glukosa)

Siklus Kehidupan Manusia

Selama beberapa hari ke depan, single, sel besar membelah berkali-kali untuk membentuk bola berongga sel yang lebih kecil. Pada hari keenam setelah pembuahan, bola berongga ini liang ke dalam dinding rahim ibu, atau rahim.

Sel-sel kemudian membentuk tiga lapisan yang melipat dan menekuk ke dalam bentuk yang lebih kompleks dari embrio awal. Secara bertahap, sel-sel mulai menjadi berbeda satu sama lain, membentuk, misalnya, sistem saraf dan sistem peredaran darah.

Pada hari kedua puluh dua setelah pembuahan, sebuah tubelike jantung sederhana mulai memukul. Embrio tidak memiliki organ kerja lainnya: aktivitas otak pertama tidak akan mulai selama lima bulan lagi.

Tapi hanya dalam satu bulan lagi, semua organ utama akan terbentuk dalam miniatur, termasuk mata kecil dan telinga, hati, dan ginjal. Organ-organ ini tidak bekerja, tetapi mereka ada. Setelah semua organ telah terbentuk, individu disebut janin.

Selama periode janin, semua organ mulai matang. Sel-sel dari embrio dan ibunya juga bergabung membentuk plasenta, organ dalam rahim yang menghubungkan embrio untuk suplai darah ibu.

Ahli biologi menghitung hari pembangunan mulai dari pembuahan, tetapi dokter menghitung dari hari pertama dari periode menstruasi terakhir, yaitu sekitar dua minggu sebelum pembuahan.

Jadi, di mana ahli biologi akan mengatakan hati embrio mulai mengalahkan tiga minggu, dokter akan mengatakan jantung mulai berdetak pada lima minggu. Total waktu dari pembuahan kelahiran adalah sekitar tiga puluh delapan minggu.

Pada akhir periode embrionik (delapan minggu), embrio sekitar 30 milimeter (lebih dari 1 inci) panjang. Antara tiga bulan dan sembilan bulan janin tumbuh sampai sekitar dua puluh kali lebih lama.

Saat lahir, otot-otot rahim ibu mulai berkontraksi dan mendorong bayi keluar melalui vagina. Proses ini disebut “tenaga kerja,” karena kerja keras dan dapat memakan waktu yang lama. Pada tahap pertama, yang disebut dilatasi, ujung bawah rahim, yang disebut serviks, membuka sekitar diameter yang sama sebagai kepala bayi. Pelebaran mengambil 8-24 jam pada wanita yang belum pernah melahirkan sebelumnya.

Pada tahap kedua, yang disebut pengusiran, bayi terdorong keluar dari rahim, ke dalam vagina, dan keluar dari tubuh. Pengusiran memakan waktu sekitar setengah jam pertama kalinya seorang wanita melahirkan. Pada tahap ketiga, ibu mengusir plasenta. Beberapa jam kemudian, rahimnya mulai berkontraksi ke ukuran yang lebih kecil, dan payudaranya mulai mensintesis susu.
Tubuh bayi tumbuh dan berkembang pesat, meskipun tidak secepat otak. Setelah usia tiga puluh, manusia mulai usia terasa.

Dalam beberapa menit setelah bayi lahir, mungkin mulai perawat. Ibu dan bayi dapat menyusu beberapa bulan yang mereka suka. Perempuan dalam budaya tradisional dapat menyusui selama beberapa tahun, namun kebanyakan wanita Amerika perawat selama sekitar enam bulan. ASI lebih baik untuk bayi dari botol susu formula atau alternatif lain. Sebagai contoh, ASI mengandung antibodi dan sel-sel kekebalan tubuh yang melindungi bayi dari infeksi. Bayi yang mengonsumsi makanan padat tampaknya terlalu dini untuk lebih tunduk alergi di kemudian hari.

Selama masa bayi, antara kelahiran dan satu tahun, otak terus tumbuh dan berkembang. Dalam hal ini, bayi manusia berbeda dari bayi primata lainnya, yang otaknya berhenti tumbuh saat lahir. Memang, otak manusia terus berkembang neuron baru sampai anak berusia dua tahun.

Badan bayi juga tumbuh dan berkembang pesat, meskipun tidak secepat otak. Seorang manusia satu tahun biasanya memiliki berat tiga kali apa yang dia lakukan saat lahir, memiliki beberapa gigi, dan sudah mulai berjalan.

Pada sekitar dua tahun, kebanyakan manusia mulai berbicara dalam kalimat. Selama masa kanak-kanak (satu sampai tiga belas tahun), manusia mengembangkan set pertama mereka gigi, kehilangan mereka, dan mulai mengembangkan kedua, atau orang dewasa, set gigi.

Antara sebelas dan tiga belas, anak-anak memasuki masa pubertas. Setelah pubertas, manusia remaja dapat menghasilkan telur yang layak dan sperma, dan banyak gadis dapat membawa bayi untuk istilah. Anak perempuan dan anak laki-laki mengembangkan karakteristik seksual sekunder, termasuk rambut tubuh, suara lebih dalam (terutama anak laki-laki), payudara (pada anak perempuan), dan alat kelamin eksternal yang lebih besar (dalam cewek anak laki-laki). Anak laki-laki mulai menghasilkan sperma yang subur untuk pertama kalinya. Gadis memulai siklus bulanan ovulasi (pelepasan sel telur) dan menstruasi (shedding lapisan rahim) yang akan berlanjut sampai mereka berusia lima puluhan mereka.

Siklus Keidupan Manusia
Siklus Keidupan Manusia

Perubahan yang remaja melalui begitu dramatis bahwa banyak ahli biologi membandingkan pubertas dengan metamorfosis yang berudu melalui ketika mereka menjadi katak. Misalnya, sebelum pubertas, anak laki-laki dan perempuan memiliki jumlah yang sama dari massa otot, massa tulang, dan lemak tubuh.

Setelah pubertas, laki-laki memiliki 1,5 kali lebih banyak tulang dan massa otot sebagai perempuan, dan perempuan memiliki dua kali lebih banyak lemak tubuh laki-laki. Perubahan di otak dan perilaku juga terjadi. Dengan mereka awal hingga pertengahan dua puluhan, manusia telah mencapai ukuran dewasa mereka. Tulang berhenti tumbuh dan otak sepenuhnya matang.

Manusia di usia dua puluhan yang pada tahun-tahun reproduksi puncaknya. Wanita yang mereproduksi saat ini memiliki kehamilan paling-rumit. Untuk laki-laki, remaja dan dua puluhan adalah saat angka kematian puncak dari kecelakaan dan kemalangan lainnya, kemungkinan besar karena efek perilaku kadar testosteron yang tinggi.

Setelah usia tiga puluh, manusia mulai usia terasa. Kadar hormon menurun, kulit menjadi lebih tipis dan kurang fleksibel, rambut abu-abu dan keriput muncul, massa otot berkurang, tulang kehilangan kalsium, pembuluh darah menjadi kaku, dan sel-sel otak mulai mati. Mulai sekitar usia tiga puluh lima, manusia mungkin kehilangan seratus ribu sel otak per hari.

Telinga, mata, dan organ-organ sensorik lainnya juga menjadi kurang sensitif. Perempuan secara bertahap berhenti berovulasi dan menstruasi dalam lima puluhan, dan laki-laki mengalami penurunan lambat dalam kadar testosteron yang paling sering melihat pada tahun lima puluhan.

Mengapa orang usia tidak sepenuhnya dipahami. Tetapi beberapa aspek hasil penuaan ketika sel-sel tidak lagi bisa membelah dan menggantikan diri mereka sebagai mereka mati. Beberapa sel juga mulai kehilangan kemampuan mereka untuk memperbaiki kesalahan dalam DNA (asam deoksiribonukleat), yang mengarah ke kelainan, termasuk, kadang-kadang, kanker. Penyebab lain dari penuaan mungkin fragmen molekul destruktif yang dikenal sebagai radikal bebas, yang merusak DNA, protein, dan lipid. Rata-rata wanita Amerika hidup tujuh puluh sembilan tahun, dan rata-rata pria hidup tujuh puluh dua tahun. Tetapi meskipun kemajuan dalam perawatan kesehatan dan gaya hidup sehat, beberapa orang hidup setelah usia seratus.