光合作用之C3途径

高等植物的三条碳同化途径中，只有C3途径能够合成淀粉等光合产物，是所有高等植物均具备的基本碳同化途径，Calvin对该途径有重大贡献，故又称卡尔文循环。又因CO2被固定形成的最初产物是三碳化合物，故称C3途径，C3途径可以分为三个阶段：羧化阶段、还原阶段、再生阶段。

  1.羧化阶段（CO₂的固定）

  CO2和受体C5（核酮糖-1，5-二磷酸，简称RuBP）在RuBP羧化酶（Rubisco）的催化下形成C3（3-磷酸甘油酸，简称3-PGA）。

  Rubisco是光合作用的核心酶，广泛存在于植物、藻类和某些细菌中，在植物叶片中，Rubisco的含量非常高，其浓度可以占到叶绿体总蛋白的50%左右。这是因为光合作用需要大量的Rubisco来催化CO2的固定，以满足植物生长和能量储存的需求。由于地球上植物分布广泛且数量众多，Rubisco在生物圈中的总量惊人，被认为是地球上含量最多的酶。

   2.C3还原阶段

  C3（3-磷酸甘油酸，简称3-PGA）在ATP和NADPH的作用下，被还原为另一种三碳化合物3-磷酸甘油醛（GAP），这个过程不是一步到位的，总体是酸变醛的过程。一旦合成GAP，光合作用的贮能过程完成。

  3.RuBP再生阶段

  前一阶段产生的GAP有一部分离开循环，经一系列反应形成淀粉等光合产物，剩余的GAP则经过复杂的变化又生成CO2受体RuBP，使循环得以维系。植物同化CO₂速率很大程度上取决于光合碳循环的运转状态，C3途径存在一种自动调节RuBP浓度的机制，即RuBP含量低时，最初同化CO₂形成的GAP不输出循环，用于RuBP的再生，以加快CO₂固定速率。【打印本页】【关闭窗口】