我認爲我們現在準備好學習一些暗反應相關的知識
但是要記住我們在光合作用整個環節的位置
光子進來 在光反應中激活葉綠素中的
電子
在那些光子能量逐漸降低時
上個影片中我們在這裡看到過這個過程
那些光子進入越來越低的能態時
這個過程所有反應都在這裡的類囊體膜上進行
你可以想象- 我用不同的顏色畫出來
你可以想象它在這裡發生
當光子進入越來越低的能態時 兩個事情發生了
一是釋放的能量能夠
使産生的氫原子越過這個薄膜
然後這裡會聚集大量氫原子
那些回到ATP合酶處
驅動ATP合酶産生ATP
然後最後的電子受體或者是氫受體
這取決於你怎樣看待
NAD+與整個氫原子結合
兩個副產物就是
在光合反應的光循環中繼續使用的兩個副產物
我想是在光反應中
我不應該稱它爲光循環-
我寫在這裡 ATP和NADPH
副產物産生是因爲我們需要電子來代替第一個被激活的電子
我們從水中得到電子 我們也産生氧氣
這是這個反應中非常有價值的副產物
現在有ATP和NADPH
我們準備好進入暗反應
我想要再次強調
即使稱爲暗反應
並不意味著發生在晚上
它實際上和光反應同時發生
它在太陽出來的時候發生
被稱爲暗反應的原因是
它們與光無關 它們不需要光子
它們只需要ATP NADPH 二氧化碳
讓我們更好地理解一下這裡發生的過程
我往下 到下面這裡空白的地方
有光反應
它們産生- 我剛才回顧過這個
産生一些ATP 産生一些NADPH
從大氣中吸收一些二氧化碳
這個過程的所有反應在-
我稱之爲不依賴光的反應
暗反應是令人誤解的
不依賴光的反應
實際的機制被稱爲卡爾文循環
這正是這個影片真正關注的地方
反應進入卡爾文循環 會産生-
無論你是否想要稱之爲PGAL-
我們在第一個影片中講解過 或是G3P
這是 甘油醛-3-磷酸
這是磷酸甘油醛 它們是同樣的分子
不同的名字
你可以把它視爲帶一個磷酸基的3碳鏈
這個可以被用來形成其他的碳水化合物
兩個放在一起 形成葡萄糖
你可能記得在糖酵解的第一階段
或第一次我們分解葡萄糖分子
最後得到兩個磷酸甘油醛分子
葡萄糖有六個碳原子 這個有3個
我們更詳細地來學習一下卡爾文循環
假設完成光反應後 假設我們有-
開始是6個二氧化碳分子
這個過程是獨立於光反應的
我會告訴你爲什麽我使用這些數字
我不必用這些精確的數字
假設開始時是6個二氧化碳分子
我可以只寫一個二氧化碳分子
因爲我們真正關注的是碳原子發生的事情
我們可以把它寫爲有兩個氧原子的單個碳原子
我可以畫出來 但我不打算馬上畫
因爲我想要讓你看看碳原子那裏發生的過程
或許我應該用黃色畫出這個過程
只讓你看碳原子
這裡我不會畫出氧原子
發生的過程是二氧化碳 6個二氧化碳分子實質上-
我一會就稍微講解一下這個反應
它們和六個分子發生反應
這對你來說看起來有些奇怪
你可以稱這個分子爲RuBP
那是二磷酸核酮糖的簡稱
有時稱爲1 5-二磷酸核酮糖
被稱爲這個名字的原因是
因爲它是一個5碳分子 所以三 四 五
在第一個和第五個碳上有一個磷酸
它是二磷酸核酮糖
有時核酮糖 第一個碳原子 我寫下這個 那是第一個碳原子
第五個碳原子 二磷酸 我們有兩個磷酸
那是1 5-二磷酸核酮糖
奇特的名字 它只是帶有兩個磷酸的5碳鏈
這兩個一起反應 這是一個簡化
這兩個一起反應 這裡有更多的反應在發生
我想要你了解總體的情形 12個PGAL分子
PGAL是磷酸甘油醛或者甘油醛3-磷酸的簡稱
你可以把它看作
有3個碳原子和一個磷酸基
只是爲了確保我們正在正確地解釋碳原子
想一下發生的過程 有12個這樣的分子
想一下我們有- 12乘以3 我們有36個碳原子
開始時是36個碳原子 我們有6乘以5個碳原子
那是30 加上這裡的6個 我們有36個碳原子
它們相互反應形成這個PGAL分子
這個分子裏的鍵或者電子
比這個分子裏的電子處於更高的能態
爲了能使反應發生必須添加能量
這不會自動發生 如果我們使用數字6和這裡的6
這個反應的能量
這個反應的能量來自於12個ATP分子
你可以認爲每一個碳原子和二磷酸核酮糖
對應2個ATP分子 12個NADPH分子
我不想要你混淆-
它和NADH非常相似 但是我不想要你和
呼吸作用發生的過程相混淆
然後這些産生12個ADP分子加上12個磷酸基
然後還有12個NADP+
這作爲能量源的原因是
NADPH的電子或者你可以說
NADPH中帶電子的氫原子處於更高的能態
當它回到低能態時 它可以推動反應發生
當然ATP失去磷酸基時
這些電子在非常高的能態
它們進入一個較低的能態 推動反應發生
將能量注入反應中 然後就産生了12個PGAL分子
被稱爲卡爾文循環的原因是- 你可以想出來
我們學習過克雷布斯循環 循環重覆使用東西
被稱爲卡爾文循環的原因是因爲
我們確實重覆使用大多數的PGAL
我們會使用12個PGAL分子中的10個-
我用這種方式畫出來 我們會有10個PGAL分子
10個磷酸甘油醛 10個PGAL分子
我們會使用並重新産生二磷酸核酮糖
因爲我們有10個3碳分子
是30個碳原子 那麽我們有6個五碳分子 30個碳原子
但是這個反應需要能量
這會從6個ATP中獲取能量
所以需要6個ATP
實質上失去它們的磷酸基
電子進入較低的能態 推動反應發生
會得到6個ADP分子加上6個被釋放掉的磷酸基
你可以將它看做循環
問題是我使用了所有這些
我獲得了什麽？我只是用了12個中的10個
剩下兩個PGAL分子
這些可以被用來-
我使用6和6的原因是以便這裡我得到12
這裡我得到2 這裡我得到2的原因是
2個PGAL分子可以被用來形成葡萄糖
這是一個6碳分子
我們以前看過 它的結構式是C6H12O6
記住 最終產物不必只有葡萄糖是重要的
它然後可以反應産生更長鏈的碳水化合物
和澱粉 生成有碳鏈的任何東西 這是整個過程
這是暗反應
我們可以使用光反應的副產物
ATP和NADH 那裏有更多的一些ATP
使用它去固定碳 這被稱爲固碳作用
以氣態形式獲取碳
把它放在固態結構中 被稱爲碳固定
通過這個卡爾文循環 我們能夠固定碳
能量來自於
光反應産生的這些分子
當然被稱爲循環的原因是我們産生這些PGAL分子
它們中的一些實際上用來産生葡萄糖
或者其他的碳水化合物
大多數卻繼續被循環使用生成二磷酸核酮糖
再一次和二氧化碳反應
然後這個循環重覆發生
我們說過它並不在真空中發生
實際上如果你想要知道這個過程發生的實際位置
這全部都發生在基質中
類囊體外葉綠體中的液體中
在基質中
這是不依賴光的反應發生的位置
它不是只和ADP NADPH反應
實際上一個相當大的酶 就是蛋白質
在促進反應
那個酶允許二氧化碳在特定的時刻結合
允許二磷酸核酮糖和ATP在特定的時刻發生反應
實質上推動這兩個家夥一起反應
那個酶有時被稱爲RuBisCo
我會告訴你爲什麽被稱作RuBisCo 所以這是RuBisCo
我用大寫
二磷酸核酮糖 rub bis co 羧化酶
這是它的樣子
它是一個相當大的蛋白質酶分子
可以想象二磷酸核酮糖連接在一點
二氧化碳連接在另一點
我不知道它們是什麽點 ATP連接在另一點
反應發生
那使這個東西以特定的方式彎曲轉動
使二磷酸核酮糖和二氧化碳反應
NADPH可能在其他部分發生反應
那是促進整個卡爾文循環的東西
你可能- 我這裡告訴過你 這個RuBP分子
這是1 5二磷酸核酮糖
RuBisCo 這是1 5二磷酸核酮糖羧化酶的簡稱
我不會全部寫下來 你可以查找一下
只是告訴你它是用來催化二氧化碳和1 5二磷酸核酮糖
進行反應的酶 現在我們已經講完了
我們講解完光合作用了
我們以光子和水産生ATP和NADPH開始
因爲我們有那些被激活的電子
整個化學滲透推進-
允許ATP合酶産生ATP
NADPH是最後的電子受體
這些然後在卡爾文循環中作爲能源
在暗反應中 這個名字並不是很好
它應該被稱爲不依賴光的反應
因爲它實際上在光下發生
從光反應中獲得能源
你可以固定一些二氧化碳
我想要稱它爲- 卡爾文循環中的二磷酸核酮糖羧化酶
最後得到磷酸甘油醛
也可以被稱爲甘油醛3-磷酸
然後可以被用來産生葡萄糖
我們都用來吃並且爲身體提供能量
或者我們在細胞呼吸作用中學到
它們之後會在需要時可以被轉化爲ATP