Photosynthesis: Calvin Cycle
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0:00 - 0:05我認爲我們現在準備好學習一些暗反應相關的知識
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0:05 - 0:08但是要記住我們在光合作用整個環節的位置
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0:08 - 0:13光子進來 在光反應中激活葉綠素中的
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0:13 - 0:15電子
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0:15 - 0:18在那些光子能量逐漸降低時
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0:18 - 0:20上個影片中我們在這裡看到過這個過程
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0:20 - 0:22那些光子進入越來越低的能態時
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0:22 - 0:26這個過程所有反應都在這裡的類囊體膜上進行
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0:26 - 0:28你可以想象- 我用不同的顏色畫出來
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0:28 - 0:30你可以想象它在這裡發生
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0:30 - 0:34當光子進入越來越低的能態時 兩個事情發生了
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0:34 - 0:37一是釋放的能量能夠
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0:37 - 0:39使産生的氫原子越過這個薄膜
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0:39 - 0:41然後這裡會聚集大量氫原子
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0:41 - 0:44那些回到ATP合酶處
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0:44 - 0:47驅動ATP合酶産生ATP
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0:47 - 0:51然後最後的電子受體或者是氫受體
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0:51 - 0:52這取決於你怎樣看待
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0:52 - 0:55NAD+與整個氫原子結合
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0:55 - 1:00兩個副產物就是
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1:00 - 1:04在光合反應的光循環中繼續使用的兩個副產物
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1:04 - 1:06我想是在光反應中
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1:06 - 1:09我不應該稱它爲光循環-
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1:09 - 1:15我寫在這裡 ATP和NADPH
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1:15 - 1:18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
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1:18 - 1:21我們從水中得到電子 我們也産生氧氣
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1:21 - 1:24這是這個反應中非常有價值的副產物
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1:24 - 1:28現在有ATP和NADPH
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1:28 - 1:31我們準備好進入暗反應
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1:31 - 1:33我想要再次強調
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1:33 - 1:35即使稱爲暗反應
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1:35 - 1:37並不意味著發生在晚上
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1:37 - 1:40它實際上和光反應同時發生
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1:40 - 1:43它在太陽出來的時候發生
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1:43 - 1:45被稱爲暗反應的原因是
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1:45 - 1:48它們與光無關 它們不需要光子
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1:48 - 1:54它們只需要ATP NADPH 二氧化碳
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1:54 - 1:56讓我們更好地理解一下這裡發生的過程
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1:56 - 2:01我往下 到下面這裡空白的地方
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2:01 - 2:04有光反應
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2:07 - 2:12它們産生- 我剛才回顧過這個
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2:12 - 2:20産生一些ATP 産生一些NADPH
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2:20 - 2:24從大氣中吸收一些二氧化碳
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2:27 - 2:29這個過程的所有反應在-
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2:29 - 2:31我稱之爲不依賴光的反應
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2:31 - 2:33暗反應是令人誤解的
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2:33 - 2:43不依賴光的反應
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2:43 - 2:47實際的機制被稱爲卡爾文循環
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2:47 - 2:50這正是這個影片真正關注的地方
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2:50 - 2:54反應進入卡爾文循環 會産生-
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2:57 - 2:59無論你是否想要稱之爲PGAL-
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2:59 - 3:04我們在第一個影片中講解過 或是G3P
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3:04 - 3:06這是 甘油醛-3-磷酸
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3:06 - 3:11這是磷酸甘油醛 它們是同樣的分子
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3:11 - 3:12不同的名字
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3:12 - 3:17你可以把它視爲帶一個磷酸基的3碳鏈
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3:19 - 3:23這個可以被用來形成其他的碳水化合物
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3:23 - 3:26兩個放在一起 形成葡萄糖
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3:26 - 3:29你可能記得在糖酵解的第一階段
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3:29 - 3:31或第一次我們分解葡萄糖分子
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3:31 - 3:35最後得到兩個磷酸甘油醛分子
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3:35 - 3:37葡萄糖有六個碳原子 這個有3個
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3:37 - 3:41我們更詳細地來學習一下卡爾文循環
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3:41 - 3:51假設完成光反應後 假設我們有-
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3:51 - 3:54開始是6個二氧化碳分子
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3:54 - 3:57這個過程是獨立於光反應的
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3:57 - 3:59我會告訴你爲什麽我使用這些數字
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3:59 - 4:00我不必用這些精確的數字
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4:00 - 4:03假設開始時是6個二氧化碳分子
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4:03 - 4:06我可以只寫一個二氧化碳分子
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4:06 - 4:07因爲我們真正關注的是碳原子發生的事情
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4:07 - 4:10我們可以把它寫爲有兩個氧原子的單個碳原子
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4:10 - 4:12我可以畫出來 但我不打算馬上畫
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4:12 - 4:15因爲我想要讓你看看碳原子那裏發生的過程
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4:15 - 4:17或許我應該用黃色畫出這個過程
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4:17 - 4:19只讓你看碳原子
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4:19 - 4:21這裡我不會畫出氧原子
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4:21 - 4:31發生的過程是二氧化碳 6個二氧化碳分子實質上-
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4:31 - 4:34我一會就稍微講解一下這個反應
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4:34 - 4:38它們和六個分子發生反應
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4:40 - 4:41這對你來說看起來有些奇怪
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4:41 - 4:45你可以稱這個分子爲RuBP
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4:45 - 4:49那是二磷酸核酮糖的簡稱
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4:49 - 4:52有時稱爲1 5-二磷酸核酮糖
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4:52 - 4:54被稱爲這個名字的原因是
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4:54 - 5:00因爲它是一個5碳分子 所以三 四 五
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5:00 - 5:03在第一個和第五個碳上有一個磷酸
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5:03 - 5:06它是二磷酸核酮糖
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5:06 - 5:13有時核酮糖 第一個碳原子 我寫下這個 那是第一個碳原子
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5:13 - 5:18第五個碳原子 二磷酸 我們有兩個磷酸
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5:18 - 5:21那是1 5-二磷酸核酮糖
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5:21 - 5:25奇特的名字 它只是帶有兩個磷酸的5碳鏈
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5:25 - 5:31這兩個一起反應 這是一個簡化
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5:31 - 5:34這兩個一起反應 這裡有更多的反應在發生
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5:34 - 5:43我想要你了解總體的情形 12個PGAL分子
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5:43 - 5:51PGAL是磷酸甘油醛或者甘油醛3-磷酸的簡稱
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5:51 - 5:54你可以把它看作
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5:54 - 6:00有3個碳原子和一個磷酸基
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6:01 - 6:04只是爲了確保我們正在正確地解釋碳原子
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6:04 - 6:08想一下發生的過程 有12個這樣的分子
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6:08 - 6:13想一下我們有- 12乘以3 我們有36個碳原子
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6:13 - 6:16開始時是36個碳原子 我們有6乘以5個碳原子
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6:16 - 6:20那是30 加上這裡的6個 我們有36個碳原子
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6:20 - 6:24它們相互反應形成這個PGAL分子
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6:24 - 6:28這個分子裏的鍵或者電子
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6:28 - 6:32比這個分子裏的電子處於更高的能態
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6:32 - 6:35爲了能使反應發生必須添加能量
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6:35 - 6:39這不會自動發生 如果我們使用數字6和這裡的6
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6:39 - 6:42這個反應的能量
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6:42 - 6:49這個反應的能量來自於12個ATP分子
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6:49 - 6:53你可以認爲每一個碳原子和二磷酸核酮糖
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6:53 - 7:02對應2個ATP分子 12個NADPH分子
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7:02 - 7:04我不想要你混淆-
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7:04 - 7:07它和NADH非常相似 但是我不想要你和
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7:07 - 7:08呼吸作用發生的過程相混淆
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7:08 - 7:17然後這些産生12個ADP分子加上12個磷酸基
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7:17 - 7:25然後還有12個NADP+
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7:25 - 7:28這作爲能量源的原因是
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7:28 - 7:31NADPH的電子或者你可以說
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7:31 - 7:33NADPH中帶電子的氫原子處於更高的能態
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7:33 - 7:37當它回到低能態時 它可以推動反應發生
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7:37 - 7:40當然ATP失去磷酸基時
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7:40 - 7:42這些電子在非常高的能態
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7:42 - 7:45它們進入一個較低的能態 推動反應發生
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7:45 - 7:50將能量注入反應中 然後就産生了12個PGAL分子
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7:50 - 7:55被稱爲卡爾文循環的原因是- 你可以想出來
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7:55 - 7:58我們學習過克雷布斯循環 循環重覆使用東西
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7:58 - 8:02被稱爲卡爾文循環的原因是因爲
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8:02 - 8:04我們確實重覆使用大多數的PGAL
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8:04 - 8:12我們會使用12個PGAL分子中的10個-
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8:12 - 8:17我用這種方式畫出來 我們會有10個PGAL分子
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8:17 - 8:2210個磷酸甘油醛 10個PGAL分子
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8:22 - 8:26我們會使用並重新産生二磷酸核酮糖
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8:26 - 8:30因爲我們有10個3碳分子
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8:30 - 8:35是30個碳原子 那麽我們有6個五碳分子 30個碳原子
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8:35 - 8:37但是這個反應需要能量
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8:37 - 8:40這會從6個ATP中獲取能量
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8:40 - 8:44所以需要6個ATP
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8:44 - 8:46實質上失去它們的磷酸基
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8:46 - 8:50電子進入較低的能態 推動反應發生
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8:50 - 8:55會得到6個ADP分子加上6個被釋放掉的磷酸基
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8:55 - 8:58你可以將它看做循環
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8:58 - 9:00問題是我使用了所有這些
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9:00 - 9:03我獲得了什麽？我只是用了12個中的10個
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9:03 - 9:06剩下兩個PGAL分子
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9:09 - 9:11這些可以被用來-
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9:11 - 9:15我使用6和6的原因是以便這裡我得到12
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9:15 - 9:17這裡我得到2 這裡我得到2的原因是
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9:17 - 9:212個PGAL分子可以被用來形成葡萄糖
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9:23 - 9:26這是一個6碳分子
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9:26 - 9:31我們以前看過 它的結構式是C6H12O6
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9:31 - 9:35記住 最終產物不必只有葡萄糖是重要的
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9:35 - 9:38它然後可以反應産生更長鏈的碳水化合物
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9:38 - 9:42和澱粉 生成有碳鏈的任何東西 這是整個過程
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9:42 - 9:43這是暗反應
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9:43 - 9:48我們可以使用光反應的副產物
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9:48 - 9:52ATP和NADH 那裏有更多的一些ATP
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9:52 - 9:57使用它去固定碳 這被稱爲固碳作用
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9:57 - 9:59以氣態形式獲取碳
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9:59 - 10:04把它放在固態結構中 被稱爲碳固定
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10:04 - 10:08通過這個卡爾文循環 我們能夠固定碳
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10:08 - 10:10能量來自於
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10:10 - 10:12光反應産生的這些分子
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10:12 - 10:16當然被稱爲循環的原因是我們産生這些PGAL分子
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10:16 - 10:19它們中的一些實際上用來産生葡萄糖
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10:19 - 10:21或者其他的碳水化合物
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10:21 - 10:25大多數卻繼續被循環使用生成二磷酸核酮糖
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10:25 - 10:28再一次和二氧化碳反應
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10:28 - 10:31然後這個循環重覆發生
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10:31 - 10:33我們說過它並不在真空中發生
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10:33 - 10:35實際上如果你想要知道這個過程發生的實際位置
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10:35 - 10:39這全部都發生在基質中
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10:39 - 10:44類囊體外葉綠體中的液體中
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10:44 - 10:45在基質中
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10:45 - 10:50這是不依賴光的反應發生的位置
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10:50 - 10:55它不是只和ADP NADPH反應
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10:55 - 11:00實際上一個相當大的酶 就是蛋白質
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11:00 - 11:01在促進反應
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11:01 - 11:04那個酶允許二氧化碳在特定的時刻結合
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11:04 - 11:07允許二磷酸核酮糖和ATP在特定的時刻發生反應
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11:07 - 11:10實質上推動這兩個家夥一起反應
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11:10 - 11:15那個酶有時被稱爲RuBisCo
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11:15 - 11:19我會告訴你爲什麽被稱作RuBisCo 所以這是RuBisCo
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11:19 - 11:23我用大寫
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11:23 - 11:30二磷酸核酮糖 rub bis co 羧化酶
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11:30 - 11:31這是它的樣子
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11:31 - 11:35它是一個相當大的蛋白質酶分子
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11:35 - 11:39可以想象二磷酸核酮糖連接在一點
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11:39 - 11:42二氧化碳連接在另一點
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11:42 - 11:46我不知道它們是什麽點 ATP連接在另一點
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11:46 - 11:47反應發生
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11:47 - 11:50那使這個東西以特定的方式彎曲轉動
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11:50 - 11:55使二磷酸核酮糖和二氧化碳反應
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11:55 - 11:57NADPH可能在其他部分發生反應
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11:57 - 12:01那是促進整個卡爾文循環的東西
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12:01 - 12:07你可能- 我這裡告訴過你 這個RuBP分子
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12:07 - 12:10這是1 5二磷酸核酮糖
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12:10 - 12:18RuBisCo 這是1 5二磷酸核酮糖羧化酶的簡稱
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12:18 - 12:20我不會全部寫下來 你可以查找一下
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12:20 - 12:25只是告訴你它是用來催化二氧化碳和1 5二磷酸核酮糖
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12:25 - 12:29進行反應的酶 現在我們已經講完了
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12:29 - 12:30我們講解完光合作用了
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12:30 - 12:37我們以光子和水産生ATP和NADPH開始
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12:37 - 12:40因爲我們有那些被激活的電子
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12:40 - 12:43整個化學滲透推進-
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12:45 - 12:48允許ATP合酶産生ATP
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12:48 - 12:50NADPH是最後的電子受體
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12:50 - 12:54這些然後在卡爾文循環中作爲能源
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12:54 - 12:56在暗反應中 這個名字並不是很好
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12:56 - 12:58它應該被稱爲不依賴光的反應
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12:58 - 12:59因爲它實際上在光下發生
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12:59 - 13:02從光反應中獲得能源
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13:02 - 13:05你可以固定一些二氧化碳
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13:05 - 13:08我想要稱它爲- 卡爾文循環中的二磷酸核酮糖羧化酶
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13:08 - 13:11最後得到磷酸甘油醛
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13:11 - 13:14也可以被稱爲甘油醛3-磷酸
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13:14 - 13:17然後可以被用來産生葡萄糖
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13:17 - 13:21我們都用來吃並且爲身體提供能量
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13:21 - 13:23或者我們在細胞呼吸作用中學到
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13:23 - 13:27它們之後會在需要時可以被轉化爲ATP
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David Chiu added a translation |