#卡爾文循環為什么離不開光照#光照不足時,卡爾文循環的哪一步反應先受到影響

一道高中生物題,光照一小時,合成葡萄糖的總量為什么要加2次暗反應所消耗的,不是應該只加一小時嗎?光
因為第一次用的是之前的,最后完了還可以進行一次
光照不足時,卡爾文循環的哪一步反應先受到影響
光照不足時,卡爾文循環的哪一步先受到影響
卡爾文循環是光合作用中暗反應的一部分 。反應場所為葉綠體內的基質 。循環可分為三個階段: 羧化、還原和二磷酸核酮糖的再生 。大部分植物會將吸收到的一分子二氧化碳通過一種叫1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一個五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的第二位碳原子上 。此過程稱為二氧化碳的固定 。這一步反應的意義是,把原本并不活潑的二氧化碳分子活化,使之隨后能被還原 。但這種六碳化合物極不穩定,會立刻分解為兩分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸 。后者在光反應中生成的NADPH H還原,此過程需要消耗ATP 。產物是3-磷酸丙糖 。后來經過一系列復雜的生化反應,一個碳原子將會被用于合成葡萄糖而離開循環 。剩下的五個碳原子經一些列變化,最后在生成一個1,5-二磷酸核酮糖,循環重新開始 。循環運行六次,生成一分子的葡萄糖 ??栁难h劃分為三個階段:
Phase 1:碳的固定 (carboxylation)
卡爾文將每個個別的CO2附著在一個稱為ribulose-1,5-bisphosphate(簡稱 RuBP)的五碳糖上以合并之 。催化起始步驟的酶是RuBP carboxylase(1,5-二磷酸核酮糖羧化酶),或 rubisco 。(這是在葉綠體中最豐富的蛋白質,而且也可能是地球上最豐富的蛋白質)這個反應的產物是一種含六個碳而且非常不穩定的中間產物,其立即就會分裂為二摩爾的3-phosphoglycerate 。
Phase 2:磷酸甘油醛(G3P(PGAL))的合成(Reduction)
每摩爾的3-phosphoglycerate接收一個額外的磷酸鹽基,接著有一種酶會將此磷酸鹽基轉換為ATP 。然后,一由NADPH所捐出的電子對3-bisphosphoglycerate 變成G3P (glyceraldehyde-3-phosphate) 。非常明確地,由NADPH而來的電子減少了3-phosphoglyce-rate中的carboyxl group而形成了G3P中的carbonyl group,如此可駐留更多的位能 。G3P 是一種糖類──由葡萄糖經過糖原酵解而分裂所產生的三碳糖 。注意,每三摩爾的CO2就可產生六摩爾的G3P,但是只有一摩爾的這種三碳糖能夠真正被獲得 。循環一開始是以具有15個碳的價值的碳水合化物去形成三摩爾的五碳糖RuBP 。現在具有18個碳的價值的碳水化合物形成了六摩爾的G3P,一摩爾脫離了循環而被植物細胞所使用,但是其他的五摩爾則必須被回收以形成三摩爾的RuBP 。
Phase 3:CO2接收物的再形成 (Regeneration of CO2 acceptor(RuBP).)
在一連串復雜的反應中,此五摩爾G3P的碳的骨架在Calvin cycle的最后一個步驟被重新分配為三摩爾的RuBP 。為了完成這個步驟,此循環多耗費了三摩爾的ATP,然后現在RuBP又準備好了要再度接收CO2,整個循環又可以繼續 。在合成一摩爾G3P方面,卡爾文總共需消耗九摩爾的ATP和六摩爾的 NADPH,然后借助光反應可再補充這些ATP和NADPH 。G3P是Calvin cycle中的副產品,然后又成為整個新陳代謝步驟的起動物質,以合成其他的有機化合物,包括葡萄糖和其他碳水化合物 。既不是單獨的光反應也不是單獨的卡爾文循環就可以利用CO2來制造葡萄糖 。光合作用是一種在完整的葉綠體中會自然發生的現象,而且葉綠體整合了光合作用的兩個階段 。
光照下能否進行暗反應