Bank Soal Biologi SMA Anabolisme (Fotosintesis)

Siklus Calvin dikemukakan oleh Calvin dan Benson pada tahun 1961. Reaksi tersebut tidak memerlukan cahaya matahari. Reaksi gelap ini terjadi di stroma. Zat yang diperlukan berupa CO₂, ATP, dan NADPH. Hasil akhir reaksi gelap tersebut adalah adalah PGAL, glukosa, ADP, dan NADP⁺. Mekanisme siklus Calvin adalah sebagai berikut.

1. Fiksasi karbon. Dalam fase fiksasi karbon, siklus Calvin akan menggabungkan setiap molekul CO₂ dengan cara melekatkannya dengan ribulose bifosfat (RuBP). Enzim yang berperan mengatalisis dalam fase ini yaitu enzim rubisko (RuBP karboksilase). Produk yang dihasilkan dalam reaksi ini yaitu intermediat berkarbon-enam yang tidak stabil dan segera pecah menjadi dua, kemudian membentuk molekul 3-fosfogliserat atau PGA (untuk setiap CO₂ yang difiksasi).
2. Reduksi. Dalam fase reduksi, untuk setiap molekul 3-fosfogliserat akan menerima satu gugus fosfat tambahan dari ATP menjadi 1,3-bifosfogliserat. Lalu satu pasang elektron yang disumbangkan dari NADPH mereduksi 1,3-bifosfogliserat yang mana juga kehilangan sebuah gugus fosfat yang berubah menjadi G3P. Secara spesifik elektron dari NADPH akan mereduksi sebuah gugus karboksi 1,3-bifosfogliserat menjadi sebuah gugus aldehida G3P. Untuk setiap tiga CO₂ yang memasuki siklus akan membentuk enam molekul G3P. Akan tetapi hanya 1 yang akan terhitung sebagai perolehan netto karbohidrat. Siklus akan diawali dengan karbohidrat 15 karbon yang berbentuk 3 molekul RuBP berkarbon-lima. Terdapat juga karbohidrat senilai 18 karbon dalam bentuk 6 molekul G3P. Kemudian satu molekul akan keluar siklus untuk digunakan oleh sel tumbuhan. Akan tetapi lima molekul lain di siklus ulang untuk memperoleh 3 molekul RuBP.
3. Regenerasi RuBP. Pada fase regenerasi penerimaan CO₂ atau RuBP yang terjadi dalam serangkaian reaksi kompleks, di mana rangka karbon lima molekul G3P akan disusun ulang oleh langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3 molekul RuBP. Untuk dapat melakukan hal tersebut, siklus yang terjadi harus menggunakan 3 molekul ATP kembali. Setelah fase yang ketiga ini terlewati, maka RuBP sudah siap untuk menerima CO₂ kembali, sehingga siklus akan terus berlanjut. Dalam sintesis netto, 1 molekul G3P yang berlangsung dalam siklus Calvin menggunakan 9 molekul ATP serta 6 molekul NADPH. Untuk G3P yang keluar dari siklus Calvin akan menjadi materi awal bagi jalur metabolik yang akan menyintesis senyawa organik lain. Apabila reaksi terang dan reaksi gelap (siklus Calvin) berlangsung terpisah, maka tidak dapat membuat gula dari CO₂.

Jadi jawaban yang benar untuk pertanyaan di atas adalah fiksasi karbon - reduksi - regenerasi RuBP.