光合作用中C3与C5的转换关系是卡尔文循环的核心过程,其动态平衡受光照、CO2浓度等因素影响。具体关系如下:
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基本转换关系
C5(核酮糖-1,5-二磷酸)与CO2在酶的作用下生成2个C3(3-磷酸甘油酸),而2个C3在ATP和[H]的驱动下生成1分子有机物(如葡萄糖)和1个C5,形成动态循环。
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光照强度的影响
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光照增强 :光反应产生的ATP和[H]增加,促进C3的还原和C5的再生,导致C3含量减少,C5含量增加。
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光照减弱 :光反应受限,C3积累,C5消耗减少,C5含量相对增加。
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CO2浓度的影响
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CO2减少 :C5转化为C3的过程受阻,C3积累而C5减少。
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CO2增加 :C5转化为C3的过程加速,C5减少而C3增加。
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动态平衡特点
C3与C5的量始终保持动态平衡,通常C3是C5的2倍。中间产物(如3-磷酸甘油酸)可被用于合成其他有机物,其变化关系比ATP与ADP更复杂。
总结 :C3与C5的转换通过光反应和暗反应的协同作用实现,其含量变化直接反映外界环境(光照、CO2)对光合作用的调节。