光合碳同化

光合碳同化(photosynthetic carbon assimilation)植物利用光合電子傳遞及光合磷酸化過程中形成的同化力還原CO形成糖或其他有機物的過程。

同化力指腺苷三磷酸(ATP)及還原態煙醯胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)，它作為能量供慨啟動卡爾文循環從卡爾文循環的一些中間產物還可直接轉化為氨基酸、有機酸，用於合成蛋白質、脂肪。C4植物及景天酸代謝(CAM)植物在進行光合作用時，CO先固定於C4-雙羧酸中，後者再釋放出CO通過卡爾文循環同化為糖或其他有機物。

植物通過光合作用同化CO形成糖及其他有機物，要經過一系列酶促反應。20世紀50年代，卡爾文、M.calin)等用C示蹤結合紙譜分析的方法，以單細胞藻類為材料，研究光合碳同化途徑，提出了還原磷酸戊糖途徑，以後即稱之為卡爾文循環。到60年代，哈奇(M.M.Hatch)及斯拉克(C.R.Slack)發現在一些植物中，CO先固定在葉肉細胞的C4-雙羧酸中，後者轉運到維管束鞘細胞后，脫羧再釋出CO經卡爾文循環同化為糖，形成一種C4途徑與卡爾文循，環相聯繫的途徑。以後又發現一些肉質植物的景天酸代謝途徑，是在夜間吸收CO，先固定在C4雙羧酸中然後在白天脫羧釋出CO，進入卡爾文循環。

通過代謝物的運轉也可調節光合作用的進行，如在C3途徑中形成的磷酸丙糖從葉綠體運到細胞溶質，是與細胞溶質中的Pi一對一地交換進行，當植物缺磷時，與磷酸丙糖交換的Pi減蟲使葉綠體內Pi減少，因而ATP/ADP比值降低，影響C3途徑中需要ATP參加的反應——PGA激酶及Ru5P激酶催化的反應的進行及C3途徑的運轉，使光合速率降低。同時由於缺Pi使磷酸丙糖運出受阻，因而留在葉綠體內轉比為澱粉暫時貯存；從葉綠體運到細胞溶質中的磷酸丙糖的減少又影響蔗糖合成。蔗糖是碳水化合物在植物體內運輸的主要形式，因此缺Pi，就導致光合產物的運輸受匭植物生長受抑制。但如Pi過多，則磷酸丙糖的輸出義與其再生以及在葉綠體內形成澱粉相競爭，光合速率也降低，所以農業生產上應適施磷肥。