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Calvin cycle又称Calvin-Benson循环、Benson-Calvin-Bassham循环、核酮糖二磷酸途径、 还原性戊糖磷酸循环或C3循环。它是光能自养生物和化能自养生物固定 CO2的最主要途径。本途径中的两种特有酶是核酮糖二磷酸羧化酶 (RuBisCO)和磷酸核酮糖激酶。在一切光能自养生物中,此反应不需光,故称 暗反应。利用卡尔文循环进行CO2固定的生物,除了绿色植物、蓝细菌和多 数光合细菌外,还包括许多化能自养菌,例如硝化细菌、硫细菌和铁细菌等。 本循环可分3个阶段: 1.羧化反应:3个核酮糖-1,5-二磷酸(Ru-1,5-P)通过核酮糖二磷酸羧 化酶将3分子CO2固定,并形成6个3-磷酸甘油酸(PGA)分子。 2.还原反应:紧接在羧化反应后,立即发生3-磷酸甘油酸上的羟基还 原成醛基的反应(通过逆EMP途径进行)。 3.CO2受体的再生:核酮糖-5-磷酸在磷酸核酮糖激酶的催化下转变 成核酮糖-1,5-二磷酸的生化反应。 如果以产生1个葡萄糖分子来计算,则卡尔文循环的总式为:
现把卡尔文循环的简化过程列在图中。
卡尔文循环 (由6分子CO2还原成1分子果糖-6-磷酸的过程;①为核酮糖二磷酸羧化 酶,②为磷酸核酮糖激酶;图中18ATP来自光反应或氧化磷酸化,12NADPH2 来自光反应或逆呼吸链传递) 在卡尔文循环中,通过反应由6分子CO2实际产生了2分子甘油醛-3 -磷酸,然后可根据生物合成的需要进一步生成细胞的各种其他成分,即: |
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