1
00:00:07,050 --> 00:00:09,361
你對著滿滿一大碗的

2
00:00:09,361 --> 00:00:12,454
活力碳素早餐脆片

3
00:00:12,454 --> 00:00:15,451
一匙、二匙、三匙

4
00:00:15,451 --> 00:00:17,812
很快你就會因為你吃的餐點

5
00:00:17,812 --> 00:00:19,703
能量飆升，充滿活力

6
00:00:19,703 --> 00:00:22,813
但是能量如何進到你的碗內？

7
00:00:22,813 --> 00:00:25,502
能量以糖的形式存在

8
00:00:25,502 --> 00:00:28,313
糖又從製成早餐榖片的植物而來

9
00:00:28,313 --> 00:00:29,979
如小麥或玉米

10
00:00:29,979 --> 00:00:33,313
如你所見，碳是化學骨架

11
00:00:33,313 --> 00:00:35,011
而植物從我們呼吸的空氣中

12
00:00:35,011 --> 00:00:38,515
以二氧化碳 CO2 的形式

13
00:00:38,515 --> 00:00:40,433
取得碳

14
00:00:40,433 --> 00:00:42,602
但位於葉綠體基質中的

15
00:00:42,602 --> 00:00:45,021
植物能量工廠

16
00:00:45,021 --> 00:00:47,811
如何將單碳氣體如二氧化碳

17
00:00:47,811 --> 00:00:51,774
轉變成六碳固體如葡萄糖？

18
00:00:51,774 --> 00:00:55,029
如果你想到光合作用，你就對了

19
00:00:55,029 --> 00:00:58,240
但光合作用又分成兩個步驟

20
00:00:58,240 --> 00:01:00,782
第一步，把光能

21
00:01:00,782 --> 00:01:05,343
以三磷酸腺苷 ATP 形式儲存起來

22
00:01:05,343 --> 00:01:08,842
第二步，卡爾文循環捕捉碳

23
00:01:08,842 --> 00:01:10,928
並將之轉成糖

24
00:01:10,928 --> 00:01:13,296
這第二階段代表了大自然

25
00:01:13,296 --> 00:01:15,796
最永續的生產線

26
00:01:15,796 --> 00:01:20,426
因此，歡迎蒞臨世界最袖珍的工廠

27
00:01:20,426 --> 00:01:21,844
起始材料？

28
00:01:21,844 --> 00:01:24,308
空氣中的二氧化碳分子

29
00:01:24,308 --> 00:01:26,760
混合預先裝配好的分子

30
00:01:26,760 --> 00:01:30,399
稱為核酮糖-1,5-二磷酸，簡稱 RuBP

31
00:01:30,399 --> 00:01:32,261
每一個分子都含五個碳

32
00:01:32,261 --> 00:01:36,178
催化劑？一種勤奮的酵素 rubisco
（二磷酸核酮糖羧化酶）

33
00:01:36,178 --> 00:01:39,614
它將二氧化碳分子中的一個碳原子

34
00:01:39,614 --> 00:01:41,593
接到 RuBP 鏈上

35
00:01:41,593 --> 00:01:44,618
產生最初為六碳的序列

36
00:01:44,618 --> 00:01:47,873
然後急速地分裂成兩個較短的鏈

37
00:01:47,873 --> 00:01:49,874
各含三個碳

38
00:01:49,874 --> 00:01:54,391
稱為3-磷酸甘油酸
或簡稱為 PGA

39
00:01:54,391 --> 00:01:57,550
ATP 及另一種化合物進入，稱做

40
00:01:57,550 --> 00:02:01,678
菸草醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸鹽

41
00:02:01,678 --> 00:02:04,806
或就叫 NADPH

42
00:02:04,806 --> 00:02:07,725
ATP 的功用就像潤滑劑，輸送能量

43
00:02:07,725 --> 00:02:13,511
而 NADPH 在每個 PGA 鏈上加一個氫

44
00:02:13,511 --> 00:02:15,427
將 PGA 轉變成另一種稱為

45
00:02:15,427 --> 00:02:19,610
甘油醛3-磷酸的分子，簡稱 G3P

46
00:02:19,610 --> 00:02:22,531
形成葡萄糖需要六個碳

47
00:02:22,531 --> 00:02:25,242
以兩個 G3P 分子製成

48
00:02:25,242 --> 00:02:28,426
而這種結合剛好有六個碳

49
00:02:28,426 --> 00:02:30,844
所以，糖就這麼製成了，是嗎？

50
00:02:30,844 --> 00:02:32,511
還沒有

51
00:02:32,511 --> 00:02:35,878
卡爾文循環就像一條永續生產線

52
00:02:35,878 --> 00:02:38,178
也就是說那些原有的 RuBP

53
00:02:38,178 --> 00:02:40,272
在循環開始時啟動反應的物質

54
00:02:40,272 --> 00:02:42,727
需要以重複利用

55
00:02:42,727 --> 00:02:44,359
此循環中的物質來再生

56
00:02:44,359 --> 00:02:46,976
但是每一個 RuBP 都要五個碳

57
00:02:46,976 --> 00:02:49,809
而製造葡萄糖要六個碳

58
00:02:49,809 --> 00:02:51,394
這怎麼湊得起來呢？

59
00:02:51,394 --> 00:02:54,195
答案就在一項驚人事實裡

60
00:02:54,195 --> 00:02:57,225
就在我們專心在這條單向生產線時

61
00:02:57,225 --> 00:03:00,725
另外五條生產線也同時開工

62
00:03:00,725 --> 00:03:03,662
總共六條輸送帶聯袂作用

63
00:03:03,662 --> 00:03:05,809
所以並不是僅加一個碳

64
00:03:05,809 --> 00:03:07,416
到一個 RuBP 鏈上

65
00:03:07,416 --> 00:03:11,590
而是接了六個碳到六個 RuBP 上

66
00:03:11,590 --> 00:03:15,091
這樣就產生了 12 個 G3P 鏈
而不是僅僅 2 個

67
00:03:15,091 --> 00:03:18,726
意思是加起來共有 36 個碳存在

68
00:03:18,726 --> 00:03:21,308
正是製造（一個）糖
及重建（六個） RuBP

69
00:03:21,308 --> 00:03:24,392
所需要的數字

70
00:03:24,392 --> 00:03:27,187
在這匯集在一起的 12 個G3P 中

71
00:03:27,187 --> 00:03:28,940
有兩個被抽掉用來形成

72
00:03:28,940 --> 00:03:32,309
充滿能量的六碳葡萄糖鏈

73
00:03:32,309 --> 00:03:35,614
透過你的早餐幫你加油。成功！

74
00:03:35,614 --> 00:03:37,617
但回到生產線

75
00:03:37,617 --> 00:03:39,617
這條糖生產線的副產品

76
00:03:39,617 --> 00:03:44,202
瞬間組裝以再製六個 RuBP

77
00:03:44,202 --> 00:03:46,892
那需要 30 個碳

78
00:03:46,892 --> 00:03:51,002
正是餘下的 10 個 G3P 所含的數字

79
00:03:51,002 --> 00:03:54,315
現在要開始分子混搭

80
00:03:54,315 --> 00:03:56,422
兩個 G3P 要結合在一起

81
00:03:56,422 --> 00:03:58,589
形成一個六碳序列

82
00:03:58,589 --> 00:04:02,875
再加上第三個 G3P 後
就製成了一條九碳鏈

83
00:04:02,875 --> 00:04:05,957
由五個碳組成的第一個 RuBP

84
00:04:05,957 --> 00:04:07,599
就從這條九碳鏈中脫離

85
00:04:07,599 --> 00:04:09,559
留下四個碳

86
00:04:09,559 --> 00:04:11,104
但物要盡其用

87
00:04:11,104 --> 00:04:14,293
這四個碳要加到第四個 G3P 分子上

88
00:04:14,293 --> 00:04:16,315
成為一條七碳鏈

89
00:04:16,315 --> 00:04:18,541
把其加到第五個 G3P 分子上

90
00:04:18,541 --> 00:04:20,707
一條十碳鏈就產生了

91
00:04:20,707 --> 00:04:24,074
足夠再製作兩個 RuBP

92
00:04:24,074 --> 00:04:26,875
十個 G3P 裡只要五個就能再製

93
00:04:26,875 --> 00:04:29,204
三個完整的 RuBP

94
00:04:29,204 --> 00:04:31,207
只要再重複這個製程

95
00:04:31,207 --> 00:04:33,875
就能重生六個 RuBP 鏈

96
00:04:33,875 --> 00:04:36,671
供給重新啟動整個循環所需

97
00:04:36,671 --> 00:04:39,089
所以卡爾文循環生成

98
00:04:39,089 --> 00:04:40,793
確切數量的原件和流程

99
00:04:40,793 --> 00:04:43,375
能讓這個生化生產線

100
00:04:43,375 --> 00:04:45,208
無休止運轉

101
00:04:45,208 --> 00:04:47,127
而這僅是存在於自然界中

102
00:04:47,127 --> 00:04:48,625
上百個循環之一

103
00:04:48,625 --> 00:04:49,959
為什麼要這麼多循環？

104
00:04:49,959 --> 00:04:53,060
因為如果生物生產流程是線性的

105
00:04:53,060 --> 00:04:55,730
就不會這麼有效率及成功的

106
00:04:55,730 --> 00:04:58,444
使用能量來製造

107
00:04:58,444 --> 00:05:01,238
自然界仰賴的物質，如糖

108
00:05:01,238 --> 00:05:03,355
各式循環產生重要的維生回饋圈

109
00:05:03,355 --> 00:05:06,857
回饋圈儘可能

110
00:05:06,857 --> 00:05:08,609
從地球的可用資源中精密製造

111
00:05:08,609 --> 00:05:10,987
能不斷重覆利用及重建的材料

112
00:05:10,987 --> 00:05:12,768
就像糖一樣

113
00:05:12,768 --> 00:05:14,819
靠著使用原始的陽光及碳

114
00:05:14,819 --> 00:05:16,650
將其在植物工廠內轉變

115
00:05:16,650 --> 00:05:18,653
成為供給你動力的能量

116
00:05:18,653 --> 00:05:21,652
並讓你生命中的各式循環繼續運轉