ما معنى تثبيت الكربون؟ — الأحياء

تعريف 14.8 الأحياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 14 — التركيب الضوئي والتغذي الذاتي

تثبّت دورة كالفن في السدى $\mathrm{CO_2}$ سكرًا على ثلاث مراحل. التثبيت: يضيف روبيسكو (كربوكسيلاز/أوكسيجيناز الربولوز ثنائي الفوسفات) $\mathrm{CO_2}$ إلى الربولوز 1،5-ثنائي الفوسفات (RuBP، خمس ذرات كربون)، فينشطر الناتج السداسي في الحال إلى جزيئي 3-فوسفوغليسيرات (3-PGA، ثلاث ذرات كربون). والإرجاع: يُفسفَر كل 3-PGA بجزيء ATP ويُرجَع بجزيء NADPH إلى غليسرألدهيد-3-فوسفات (G3P)، وهو أول سكر. والتجديد: يُعاد ترتيب خمسة من كل ستة G3P، بكلفة ATP، إلى ثلاثة RuBP، ويغادر واحد الدورة ناتجًا صافيًا. والنسب المولية من أجل G3P واحد (ثلاث ذرات كربون) هي

3\,\mathrm{CO_2} + 9\,\mathrm{ATP} + 6\,\mathrm{NADPH} + 6\,\mathrm{H^+} \to \text{G3P} + 9\,\mathrm{ADP} + 8\,\mathrm{P_i} + 6\,\mathrm{NADP^+} ;

وجزيئا G3P يصنعان غلوكوزًا واحدًا: أي $18\,$ ATP و $12\,\mathrm{NADPH}$ لكل غلوكوز.

دورة كالفن من أجل ثلاثة جزيئات CO_2: ثلاثة RuBP تُثبَّت في ستة 3-PGA، تُرجَع إلى ستة G3P، يغادر منها واحد وتجدد خمسة منها جزيئات RuBP الثلاثة. والكربون محفوظ في كل خطوة (15 + 3 = 18 = 3 + 15). — دورة كالفن من أجل ثلاثة جزيئات $\mathrm{CO_2}$ : ثلاثة RuBP تُثبَّت في ستة 3-PGA، تُرجَع إلى ستة G3P، يغادر منها واحد وتجدد خمسة منها جزيئات RuBP الثلاثة. والكربون محفوظ في كل خطوة ( $15 + 3 = 18 = 3 + 15$ ).

ملفن كالفن (1911–1997)، الذي تتبع مع بنسون مسار الكربون من CO_2 إلى السكر بكربون مشع واستشراب ورقي. الصورة: Lawrence Berkeley Laboratory، ملك عام. — ملفن كالفن (1911–1997)، الذي تتبع مع بنسون مسار الكربون من $\mathrm{CO_2}$ إلى السكر بكربون مشع واستشراب ورقي. الصورة: Lawrence Berkeley Laboratory، ملك عام.

أمثلة

مثال 14.7 (الجريان الحلقي وغير الحلقي)

المسار الخطي من الماء إلى NADPH يعطي، لكل $\mathrm{O_2}$ ، جزيئي NADPH ونحو ثلاثة ATP؛ ودورة كالفن تحتاج إلى نسبة ثلاثة ATP إلى جزيئي NADPH بالضبط، وسائر أعمال البلاستيدة تحتاج إلى ATP أكثر. وحين يقصر ATP تعود الإلكترونات من الفيريدوكسين إلى البلاستوكينون بدل أن تذهب إلى $\mathrm{NADP^+}$ (وهي الفسفرة الضوئية الحلقية): فيعمل PSI وحده، يضخ البروتونات ويصنع ATP بلا أكسجين ولا NADPH. والنمطان موزونان بحسب الطلب.

اقرأ في الفصل ←

أمثلة

مصطلحات ذات صلة