三碳化合物

三碳化合物

三碳化合物,即3-磷酸甘油酸,是高中階段介紹植物光合作用時提出的詞。

簡介


光合作用中同化二氧化碳的最初產物是三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物被稱為碳三植物。
C3類植物

歷史


二戰之後,美國加州大學貝克利分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻,以確定植物在光合作用中如何固定CO2。此時C14示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟,卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO2的密閉容器中,然後將C14標記的CO2注入容器,培養相當短的時間之後,將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞,使細胞中的酶變性而失效。接著他們提取到溶液里的分子。然後將提取物應用雙向紙層析法分離各種化合物,再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點,並與已知化學成份進行比較。
卡爾文在實驗中發現,標記有C14的CO2很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內,層析紙上就出現放射性的斑點,經與已知化學物比較,斑點中的化學成份是三磷酸甘油酸(3-phosphoglycerate,PGA),是糖酵解的中間體。這第一個被提取到的產物是一個三碳分子,所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑,將通過這種途徑固定CO2的植物稱為C3植物。後來研究還發現,CO2固定的C3途徑是一個循環過程,人們稱之為C3循環。這一循環又稱卡爾文循環

卡爾文循環


C3類植物,如米和麥,二氧化碳經氣孔即如葉片后,直接進入葉肉進行卡爾文循環。而C3植物的維管束鞘細胞很小,不含或含很少葉綠體,卡爾文循環不在這裡發生。