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小百科  ›  Rubisco and the Calvin Cycle - 9.6: 卡尔文循环
卡尔文循环 科普 科学 生物技术 卡尔文循环
卖萌的数据线
1 年前
30
1.1: 什么是生物学？
30
1.2: 组织层次
30
1.3: 科学方法
30
1.4: 归纳推理
30
1.5: 演绎推理
30
1.6: 相关性与因果关系
30
1.7: 分类学
30
1.8: 发展史
第2章: 高分子
30
2.1: 元素周期表和有机元素
30
2.2: 原子结构
30
2.3: 电子行为
30
2.4: 电子轨道模型
30
2.5: 分子和化合物
30
2.6: 分子形状
30
2.7: 碳骨架
30
2.8: 化学反应
30
2.9: 同位素
30
2.10: 共价键
30
2.11: 离子键
30
2.12: 氢键
30
2.13: 范德瓦尔力
30
2.14: 水的状态
30
2.15: 酸碱性
30
2.16: 溶剂
30
2.17: 氧化还原反应
30
2.18: 黏附
30
2.19: 内聚力
30
2.20: 比热容
30
2.21: 汽化
第3章: 细胞进程
30
3.1: 什么是蛋白质？
30
3.2: 蛋白质组织结构
30
3.3: 蛋白质折叠
30
3.4: 什么是碳水化合物？
30
3.5: 脱水合成
30
3.6: 水解
30
3.7: 什么是脂类？
30
3.8: 什么是核酸？
30
3.9: 磷酸二酯键
第4章: 细胞膜及细胞运输
30
4.1: 什么是细胞？
30
4.2: 细胞的大小
30
4.3: 真核细胞区室化
30
4.4: 原核生物
30
4.5: 细胞质
30
4.6: 细胞核
30
4.7: 内质网
30
4.8: 核糖体
30
4.9: 高尔基体
30
4.10: 微管
30
4.11: 线粒体
30
4.12: 缝隙连接
30
4.13: 细胞外基质
30
4.14: 组织
30
4.15: 植物细胞壁
30
4.16: 胞间连丝
第5章: 细胞信号传导
30
5.1: 什么是膜？
30
5.2: 膜流动性
30
5.3: 流体镶嵌模型
30
5.4: 什么是电化学梯度？
30
5.5: 扩散
30
5.6: 渗透
30
5.7: 动物的张力
30
5.8: 植物的张力
30
5.9: 蛋白质组合
30
5.10: 促进运输
30
5.11: 初级主动运输
30
5.12: 二级主动运输
30
5.13: 受体介导的内吞作用
30
5.14: 胞饮作用
30
5.15: 吞噬作用
30
5.16: 胞吐作用
第6章: 代谢
30
6.1: 什么是细胞信号？
30
6.2: 细菌信号
30
6.3: 酵母信号
30
6.4: 接触依赖信号
30
6.5: 自分泌信号
30
6.6: 旁分泌信号
30
6.7: 突触信号
30
6.8: G蛋白偶联受体
30
6.9: 内部受体
30
6.10: 内分泌信号
30
6.11: 什么是第二信使？
30
6.12: 细胞内信号级联
30
6.13: 离子通道
30
6.14: 酶联受体
第7章: 细胞呼吸
30
7.1: 什么是代谢？
30
7.2: 热力学第一定律
30
7.3: 热力学第二定律
30
7.4: 动能
30
7.5: 势能
30
7.6: 自由能
30
7.7: 活化能
30
7.8: ATP水解
30
7.9: 磷酸化
30
7.10: 诱导契合模型
30
7.11: 酶促反应动力学
30
7.12: 酶抑制
30
7.13: 反馈抑制
30
7.14: 变构规则
30
7.15: 辅助因子和辅酶
第8章: 光合作用
30
8.1: 什么是细胞呼吸？
30
8.2: 什么是糖酵解？
30
8.3: 糖酵解需要能量的阶段
30
8.4: 糖酵解释放能量的阶段
30
8.5: 糖酵解的结果
30
8.6: 丙酮酸氧化
30
8.7: 柠檬酸循环
30
8.8: 柠檬酸循环的产品
30
8.9: 电子传输链
30
8.10: 化学渗透
30
8.11: 电子载体
30
8.12: ATP产量
30
8.13: 发酵
30
8.14: 饮食关系
第9章: 细胞周期和细胞分裂
30
9.1: 什么是光合作用？
30
9.2: 光能
30
9.3: 叶绿体的解剖学
30
9.4: 光系统II
30
9.5: 光系统I
30
9.6: 卡尔文循环
30
9.7: C4通路和CAM
第10章: 遗传学
30
10.1: 什么是细胞周期？
30
10.2: 原核生物的基因组DNA
30
10.3: 二元裂变
30
10.4: 真核生物基因组DNA
30
10.5: 间期
30
10.6: 有丝分裂和胞质分裂
30
10.7: 正调节分子
30
10.8: 负调节分子
30
10.9: 癌症
第11章: 经典遗传学与现代遗传学
30
11.1: 什么是减数分裂？
30
11.2: 减数分裂Ⅰ
30
11.3: 减数分裂Ⅱ
30
11.4: 染色体互换
30
11.5: 不分离
第12章: DNA结构与功能
30
12.1: 遗传术语
30
12.2: Punnett 方块
30
12.3: 单杂交组合
30
12.4: 双杂交组合
30
12.5: 隔离法
30
12.6: 独立分类法
30
12.7: 测试十字架
30
12.8: 系谱分析
30
12.9: 概率定律
30
12.10: 多等位基因性状
30
12.11: 染色体遗传学理论
30
12.12: 无核继承
30
12.13: X连锁特征
30
12.14: 与性有关的疾病
30
12.15: X染色体失活
30
12.16: 异位显性
30
12.17: 多基因性状
30
12.18: 基因多效性
30
12.19: 先天与后天
第13章: 基因表达
30
13.1: DNA螺旋
30
13.2: DNA包装
30
13.3: 基因的组织
30
13.4: 染色体核型分析
30
13.5: 原核生物的复制
30
13.6: 真核生物的复制
30
13.7: 校对
30
13.8: 错配修复
30
13.9: 核苷酸切除修复
30
13.10: 突变
30
13.11: 转录
30
13.12: 翻译
30
13.13: 细菌转化
第14章: 生物技术
30
14.1: 什么是基因表达？
30
14.2: 中心法则
30
14.3: 转录因子
30
14.4: RNA结构
30
14.5: RNA稳定性
30
14.6: 前mRNA加工
30
14.7: 核糖核酸的种类
30
14.8: 微核糖核酸
30
14.9: RNA拼接
30
14.10: 表观遗传调控
30
14.11: RNA 干扰
30
14.12: 操纵子
第15章: 病毒
30
15.1: What is Genetic Engineering?
30
15.2: Antibiotic Selection
30
15.3: 重组DNA
30
15.4: 转基因生物
30
15.5: 成体干细胞
30
15.6: 胚胎干细胞
30
15.7: 诱导多能干细胞
30
15.8: 体外致突变性
30
15.9: DNA分离
30
15.10: 基因治疗
30
15.11: 生殖性克隆
30
15.12: 基因编辑技术
30
15.13: 互补DNA
30
15.14: PCR
30
15.15: 基因组学
第16章: 人体生物学
30
16.1: 什么是病毒？
30
16.2: 病毒结构
30
16.3: 噬菌体的溶解周期
30
16.4: 噬菌体的溶原循环
30
16.5: 逆转录病毒生命周期
30
16.6: 病毒重组
30
16.7: 病毒突变
第17章: 神经系统
30
17.1: 什么是单胃消化?
30
17.2: 肠道解剖
30
17.3: 附属器官
30
17.4: 脂质消化
30
17.5: 蛋白质消化
30
17.6: 碳水化合物消化
30
17.7: 神经调节
30
17.8: 激素调节
第18章: 感觉系统
30
18.1: 什么是神经系统？
30
18.2: 副交感神经系统
30
18.3: 交感神经系统
30
18.4: 血脑屏障
30
18.5: 神经元结构
30
18.6: 突触
30
18.7: 胶质细胞
30
18.8: 静息膜电位
30
18.9: 动作电位
30
18.10: 增强效应
30
18.11: 长期抑郁
第19章: 肌肉骨骼系统
30
19.1: 什么是感官系统？
30
19.2: 舌头和味蕾
30
19.3: 味觉
30
19.4: 嗅觉
30
19.5: 听力
30
19.6: 毛细胞
30
19.7: 耳蜗
30
19.8: 前庭系统
30
19.9: 视网膜
30
19.10: 视觉
30
19.11: 体感
30
19.12: 温度感知
第20章: 内分泌系统
30
20.1: 什么是骨骼系统？
30
20.2: 骨结构
30
20.3: 关节
30
20.4: 骨重塑
30
20.5: 肌肉骨骼解剖
30
20.6: 骨骼肌纤维分类
30
20.7: 肌肉收缩
30
20.8: 跨桥循环
30
20.9: 电机单元
30
20.10: 脊髓
30
20.11: 痛觉
第21章: 循环系统和肺部系统
30
21.1: 什么是内分泌系统？
30
21.2: 激素的类型
30
21.3: 细胞内激素受体
30
21.4: 细胞表面信号
30
21.5: 反馈回路
30
21.6: 下丘脑 - 垂体轴
第22章: 渗透调节和排泄
30
22.1: 呼吸系统
30
22.2: 呼吸
30
22.3: 肺活量
30
22.4: 气体交换和运输
30
22.5: 循环系统的剖析
30
22.6: 心脏的解剖
30
22.7: 心脏循环
30
22.8: 血流量
第23章: 免疫系统
30
23.1: 什么是渗透调节和排泄？
30
23.2: 肾结构
30
23.3: 过滤
30
23.4: 尿素循环
30
23.5: 激素调节
30
23.6: 比较排泄系统
30
23.7: 鱼类的渗透调节
30
23.8: 昆虫中的渗透调节
第24章: 生殖和发育
30
24.1: 什么是免疫系统？
30
24.2: 细胞介导的免疫反应
30
24.3: 体液免疫反应
30
24.4: 抗体结构
30
24.5: 亲和力
30
24.6: 交叉反应
30
24.7: 过敏反应
30
24.8: 发炎
30
24.9: 接种疫苗
第25章: 生态学
30
25.1: 精子发生
30
25.2: 卵子发生
30
25.3: 受精
30
25.4: 解理和爆破
30
25.5: 原肠胚形成
30
25.6: 神经胚形成
30
25.7: 细胞迁移
30
25.8: 判定
第26章: 生态系统
30
26.1: 什么是行为？
30
26.2: 印迹
30
26.3: 沟通
30
26.4: 迁移
30
26.5: 伴侣选择
30
26.6: 修复了动作模式
30
26.7: 最佳觅食
30
26.8: 父母照顾
30
26.9: 利他主义
30
26.10: 包容性健身
第27章: 种群生态学和群落生态学
30
27.1: 什么是生态系统？
30
27.2: 营养级别
30
27.3: 初级生产
30
27.4: 生产效率
30
27.5: 营养效率
30
27.6: 什么是生物地球化学循环？
30
27.7: 水循环
30
27.8: 碳循环
30
27.9: 氮循环
30
27.10: 磷循环
30
27.11: 硫循环
30
27.12: 生物修复
第28章: (inactive)
30
28.1: 什么是人口和社区？
30
28.2: 分布及分散
30
28.3: 生活历史
30
28.4: 能源预算
30
28.5: 人口增长
30
28.6: 生态位
30
28.7: 生态演替
30
28.8: 拱心石物种
30
28.9: 合作关系
30
28.10: 竞争
30
28.11: 捕食者与猎物的相互作用
30
28.12: 生态干扰
第29章: 生物多样性与保护
30
29.1: 什么是生物多样性？
30
29.2: 对生物多样性的威胁
30
29.3: 生物多样性和人类价值观
30
29.4: 什么是保护生物学？
30
29.5: 可持续发展
30
29.6: 保护小人口
30
29.7: 什么是天气？
30
29.8: 什么是天气？
30
29.9: 全球气候变化
30
29.10: 对种群不断减少的保护
30
29.11: 生境破碎化
第30章: 物种形成和物种多样性
30
30.1: 什么是物种？
30
30.2: 物种的形成
30
30.3: 形态比率
30
30.4: 物种形成遗传学
30
30.5: 杂交区
第31章: 自然选择
30
31.1: 什么是自然选择？
30
31.2: 选择类型
30
31.3: 频率相关选择
30
31.4: 自然选择的限制
第32章: 群体遗传学
30
32.1: 什么是群体遗传学？
30
32.2: 哈代 - 温伯格原理
30
32.3: 突变，基因流和遗传漂移
30
32.4: 遗传漂变
30
32.5: 基因流
第33章: 进化史
30
33.1: 系统发育树
30
33.2: 早期地球的条件
30
33.3: 土地殖民化
30
33.4: 什么是进化史？
30
33.5: 进化的证据
30
33.6: 化石记录
30
33.7: 趋同进化
第34章: 植物结构、生长和营养
30
34.1: 植物多样性介绍
30
34.2: 非维管束无核植物
30
34.3: 维管束无核植物
30
34.4: 种子植物概论
30
34.5: 基本植物解剖学：根、茎和叶
30
34.6: 植物细胞和组织
30
34.7: 分生组织与植物生长
30
34.8: 根和芽的一次和二次生长
30
34.9: 形态发生
30
34.10: 光采集
30
34.11: 水和矿物质采集
30
34.12: 物质短途运输
30
34.13: 木质部和蒸腾作用驱动的物质运输
30
34.14: 气孔对蒸腾作用的调节
30
34.15: 减少水分流失的适应作用
30
34.16: 韧皮部与糖分运输
30
34.17: 土壤生态系统
30
34.18: 植物营养要素
30
34.19: 细菌和真菌在植物营养中的作用
30
34.20: 附生植物、寄生虫和食肉动物
30
34.21: 质外体和同质体
第35章: 植物繁殖
30
35.1: 授粉与花结构
30
35.2: 被子植物的生命周期
30
35.3: 孢子体的种子结构与早期发育
30
35.4: 果实的发育、结构和功能
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35.5: 无性繁殖
30
35.6: 植物组织培养
30
35.7: 植物育种与生物技术
第36章: 植物对环境的反应
30
36.1: 植物激素
30
36.2: 光感受器与植物对光的反应
30
36.3: 生物钟与季节反应
30
36.4: 对重力和触觉的反应
30
36.5: 对旱涝灾害的反应
30
36.6: 冷热应激反应
30
36.7: 盐胁迫反应
30
36.8: 对病原体和食草动物的防御

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在自养植物中， 当大气中的二氧化碳 最终扩散到叶绿体的基质中时，卡尔文循环便开始了。
在此，将来自二氧化碳的一个碳原子 添加或固定到 五碳受体糖分子上， 二磷酸核酮糖，或RuBP， 在由酶催化的化学反应中 核酮糖1,5-二磷酸-羧化酶-加氧酶， 或简称RuBisCo。
得到的六碳分子非常不稳定 并分成两个三碳分子 3-磷酸​甘油酸，3-PGA。

ATP提供能量， 和NADPH每个都加一个氢 三条PGA链转化为另一种 三碳中间体 称为甘油醛-3-磷酸。
然后一个G3P退出循环 并等待另一个人建立葡萄糖 含有六个碳原子。
与此同时，剩余的G3P必须等待 四次循环，积累着碳， 和ATP提供更多能量 重新生成RuBP受体。
总的来说，卡尔文周期有六个回合 从大气中固定六氧化碳 使用能量和减少能量 分别为18个ATP和12个NADPH 产生一分子葡萄糖 并重建RuBP以继续循环。

氧光合作用每年将约2000亿吨二氧化碳（CO 2 ）转化为有机化合物，并产生约1400亿吨大气氧（O 2 ）。光合作用是人类所有食物和氧气需求的基础。

光合过程可分为两组发生在植物叶绿体不同区域的反应：光依赖反应和光独立或暗反应。光依赖反应发生在叶绿体的类囊体膜上。它将光能转换成化学能，储存为ATP和NADPH。然后在叶绿体的基质区域中利用这种能量，通过卡尔文循环（Calvin-Benson Cycle）的光独立反应将大气二氧化碳还原成复杂碳水化合物。

卡尔文循环（Calvin-Benson Cycle）

卡尔文循环代表光独立的光合反应集合。它利用在光依赖反应中产生的三磷酸腺苷(ATP)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯 (NADPH) 将大气中的CO2转化为复杂的碳水化合物。卡尔文循环还可再生二磷酸腺苷 (ADP)和NADP+，用于光依赖反应。

在卡尔文循环开始时，大气CO2通过气孔进入叶片。在叶绿体基质区，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBisCO)将一个碳原子从CO2添加到5-碳 (5C)受体糖分子，核酮糖-1,5-二磷酸 (RuBP。由此产生的6C分子高度不稳定，分裂成两个3-磷酸甘油酸（3-PGA）分子。磷酸甘油酸激酶利用ATP使这些3-PGA分子磷酸化，形成1,3-双磷酸甘油酸。甘油醛3-磷酸脱氢酶利用NADPH还原这些分子，形成甘油醛3-磷酸酯（G3P），一种3C糖。最终产品命名为 C3碳固定，这是 Calvin-Benson循环的别名。

为了固定6个CO2分子，卡尔文循环减少了12个 NADPH和18个ATP分子。这些能量来源由光合作用的光依赖反应补充。六个CO2连接到六个5C分子(RuBP)）上，这些5C分子分裂成12个3C分子 (G3P）。其中10个G3P分子再生6个RuBP受体分子，继续循环。G3P的两个分子转化为一个葡萄糖。G3P还可用于合成其它碳水化合物、氨基酸和脂质。

 
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