केल्विन चक्र का वर्णन कीजिए।

(N/A) मेल्विन केल्विन और उनके सहयोगियों ने पूरे पथ की खोज की और दिखाया कि यह पथ चक्रीय रूप से संचालित होता है,जहाँ $RuBP$ पुनर्जीवित (regenerated) होता है।
केल्विन पथ सभी प्रकाश संश्लेषक पौधों में होता है,चाहे उनमें $C_3$ या $C_4$ (या कोई अन्य) पथ हो।
केल्विन चक्र को तीन चरणों में वर्णित किया जा सकता है: $(1)$ कार्बोक्सिलेशन,$(2)$ अपचयन (Reduction),और $(3)$ पुनरुद्भवन (Regeneration)।
$(1)$ कार्बोक्सिलेशन: कार्बोक्सिलेशन $CO_2$ का एक स्थिर कार्बनिक मध्यवर्ती में स्थिरीकरण है। यह केल्विन चक्र का सबसे महत्वपूर्ण चरण है जहाँ $RuBP$ के कार्बोक्सिलेशन के लिए $CO_2$ का उपयोग किया जाता है। यह अभिक्रिया $RuBP$ कार्बोक्सिलेज एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है,जिसके परिणामस्वरूप $3-PGA$ के दो अणु बनते हैं। चूँकि इस एंजाइम में ऑक्सीजनेशन गतिविधि भी होती है,इसलिए इसे $RuBP$ कार्बोक्सिलेज-ऑक्सीजनेज या $RuBisCO$ कहना अधिक सही है।
$(2)$ अपचयन: ये अभिक्रियाओं की एक श्रृंखला है जो ग्लूकोज के निर्माण की ओर ले जाती है। इन चरणों में प्रति $CO_2$ अणु के स्थिरीकरण के लिए फॉस्फोराइलेशन हेतु $ATP$ के $2$ अणुओं और अपचयन के लिए $NADPH$ के $2$ अणुओं का उपयोग शामिल है।
$3-PGA + 2 ATP + 2 NADPH \rightarrow 2$ ट्रायोज फॉस्फेट $(PGAL)$
पथ से ग्लूकोज का एक अणु निकालने के लिए $CO_2$ के छह अणुओं का स्थिरीकरण और चक्र के $6$ चक्कर आवश्यक हैं।
$(3)$ पुनरुद्भवन: यदि चक्र को निर्बाध रूप से जारी रखना है तो $CO_2$ स्वीकर्ता अणु $RuBP$ का पुनरुद्भवन महत्वपूर्ण है। पुनरुद्भवन चरणों में $RuBP$ बनाने के लिए फॉस्फोराइलेशन हेतु एक $ATP$ की आवश्यकता होती है।
$PGAL \xrightarrow{ATP} RuBP$
अतः,केल्विन चक्र में प्रवेश करने वाले प्रत्येक $CO_2$ अणु के लिए,$ATP$ के $3$ अणु और $NADPH$ के $2$ अणुओं की आवश्यकता होती है। संभवतः डार्क रिएक्शन में उपयोग किए जाने वाले $ATP$ और $NADPH$ की संख्या में इस अंतर को पूरा करने के लिए चक्रीय फोटोफॉस्फोराइलेशन होता है। ग्लूकोज का एक अणु बनाने के लिए चक्र के $6$ चक्कर आवश्यक हैं।