你對著滿滿一大碗的
活力碳素早餐脆片
一匙、二匙、三匙
很快你就會因為你吃的餐點
能量飆升，充滿活力
但是能量如何進到你的碗內？
能量以糖的形式存在
糖又從製成早餐榖片的植物而來
如小麥或玉米
如你所見，碳是化學骨架
而植物從我們呼吸的空氣中
以二氧化碳 CO2 的形式
取得碳
但位於葉綠體基質中的
植物能量工廠
如何將單碳氣體如二氧化碳
轉變成六碳固體如葡萄糖？
如果你想到光合作用，你就對了
但光合作用又分成兩個步驟
第一步，把光能
以三磷酸腺苷 ATP 形式儲存起來
第二步，卡爾文循環捕捉碳
並將之轉成糖
這第二階段代表了大自然
最永續的生產線
因此，歡迎蒞臨世界最袖珍的工廠
起始材料？
空氣中的二氧化碳分子
混合預先裝配好的分子
稱為核酮糖-1,5-二磷酸，簡稱 RuBP
每一個分子都含五個碳
催化劑？一種勤奮的酵素 rubisco （二磷酸核酮糖羧化酶）
它將二氧化碳分子中的一個碳原子
接到 RuBP 鏈上
產生最初為六碳的序列
然後急速地分裂成兩個較短的鏈
各含三個碳
稱為3-磷酸甘油酸 或簡稱為 PGA
ATP 及另一種化合物進入，稱做
菸草醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸鹽
或就叫 NADPH
ATP 的功用就像潤滑劑，輸送能量
而 NADPH 在每個 PGA 鏈上加一個氫
將 PGA 轉變成另一種稱為
甘油醛3-磷酸的分子，簡稱 G3P
形成葡萄糖需要六個碳
以兩個 G3P 分子製成
而這種結合剛好有六個碳
所以，糖就這麼製成了，是嗎？
還沒有
卡爾文循環就像一條永續生產線
也就是說那些原有的 RuBP
在循環開始時啟動反應的物質
需要以重複利用
此循環中的物質來再生
但是每一個 RuBP 都要五個碳
而製造葡萄糖要六個碳
這怎麼湊得起來呢？
答案就在一項驚人事實裡
就在我們專心在這條單向生產線時
另外五條生產線也同時開工
總共六條輸送帶聯袂作用
所以並不是僅加一個碳
到一個 RuBP 鏈上
而是接了六個碳到六個 RuBP 上
這樣就產生了 12 個 G3P 鏈 而不是僅僅 2 個
意思是加起來共有 36 個碳存在
正是製造（一個）糖 及重建（六個） RuBP
所需要的數字
在這匯集在一起的 12 個G3P 中
有兩個被抽掉用來形成
充滿能量的六碳葡萄糖鏈
透過你的早餐幫你加油。成功！
但回到生產線
這條糖生產線的副產品
瞬間組裝以再製六個 RuBP
那需要 30 個碳
正是餘下的 10 個 G3P 所含的數字
現在要開始分子混搭
兩個 G3P 要結合在一起
形成一個六碳序列
再加上第三個 G3P 後 就製成了一條九碳鏈
由五個碳組成的第一個 RuBP
就從這條九碳鏈中脫離
留下四個碳
但物要盡其用
這四個碳要加到第四個 G3P 分子上
成為一條七碳鏈
把其加到第五個 G3P 分子上
一條十碳鏈就產生了
足夠再製作兩個 RuBP
十個 G3P 裡只要五個就能再製
三個完整的 RuBP
只要再重複這個製程
就能重生六個 RuBP 鏈
供給重新啟動整個循環所需
所以卡爾文循環生成
確切數量的原件和流程
能讓這個生化生產線
無休止運轉
而這僅是存在於自然界中
上百個循環之一
為什麼要這麼多循環？
因為如果生物生產流程是線性的
就不會這麼有效率及成功的
使用能量來製造
自然界仰賴的物質，如糖
各式循環產生重要的維生回饋圈
回饋圈儘可能
從地球的可用資源中精密製造
能不斷重覆利用及重建的材料
就像糖一樣
靠著使用原始的陽光及碳
將其在植物工廠內轉變
成為供給你動力的能量
並讓你生命中的各式循環繼續運轉