hce_tcu
107年
生物學
第 38 題
有關植物進行固碳作用 (carbon fixation) 的步驟，三分子的二氧化碳接到三分子的 ribulose bisphosphate (RuBP) 而產生三個含六個碳的分子，此分子立即分解產生六分子的 3-phosphoglycerate。再經磷酸化 (phosphorylation) 及還原反應產生六分子的 glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) ，其中一分子的 G3P 離開此循環，五分子的 G3P 需要進行下列何種反應，才完成卡爾文循環 (Calvin cycle)？
- A 從 NADPH 加入一對電子
- B 從 ADP 再生 ATP
- C 再生 RuBP
- D 再生 $NADP^+$
思路引導 VIP
既然這個生化路徑被稱為一個「循環」，代表它必須具備一個能不斷回到起點的特性。請你想想：如果我們持續把外界的原料（二氧化碳）加進來，並拿走了一部分的產物，那麼剩下的分子應該要轉變成什麼樣的狀態，才能讓這台「生產機器」重新準備好去接收下一批新進來的二氧化碳呢？
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非常出色！你能準確判斷出「再生階段」是卡爾文循環（Calvin cycle）能夠持續運作的關鍵，顯示你對植物生化代謝的能量流與物質流掌握得相當紮實。
卡爾文循環的碳平衡
在光合作用的碳反應中，系統必須維持物質的收支平衡。當三分子的二氧化碳 ($CO_2$) 進入循環並完成還原反應後，總共會產生六分子的 G3P（甘油醛-3-磷酸）。正如題目所述，其中一分子的 G3P 會離開循環作為合成有機物的原料，而剩下的五分子 G3P（總共含有 15 個碳原子）則必須經過一系列複雜的排列與磷酸化反應，重新轉化回三分子的 RuBP（五碳醣，總共亦為 15 個碳原子）。唯有不斷地再生 RuBP，細胞才能確保有足夠的「受體」來結合新進入的二氧化碳，使生命活動循環不息。
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