试述光合作用卡尔文循环的调节。

Question

如题所述

Answer 1

【答案】：①自身催化。当RuBP含量低时，最初同化CO₂形成的磷酸丙糖用于RuBP的再生，以加速CO₂的固定；当循环达到稳态后，磷酸丙糖才输出。②光调节光合酶的活性。光对卡尔文循环的调节分为下述3种情况。a．离子移动：光通过改变微环境，即光促进H⁺从叶绿体基质转运到类囊体腔，同时交换出Mg²⁺，从而有利于Rubisco、果糖-1， 6-二磷酸磷酸酶和核酮糖-5-磷酸激酶等活性升高。b．通过铁氧还蛋白-硫氧还蛋白(Fd-Td)系统调节：Fd-Td系统调节甘油醛-3-磷酸脱氢酶、果糖-1，6-二磷酸磷酸酶、景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶和核酮糖-5-磷酸激酶，这4种酶都含有二硫基(-S-S-)，通过Fd-Td系统，在光下将-S-S-还原成琉基(-SH)，活化上述各种酶。c．光增加 Rubisco活性：CO₂与Rubisco酶活化位置中的赖氨酸中不带电的ε-NH₂反应时，Rubisco被激活，产生氨基甲酸衍生物，后者与Mg²⁺结合，形成活化的复合物。但是，RuBP与Rubisco结合时，会阻止氨甲酰化，而Rubisco活化酶可以使RuBP与Rubisco脱离，从而有利于Rubisco活化。在夜间，羧基阿拉伯糖醇-1-磷酸与Rubisco结合，从而抑制Rubisco催化羧化反应；在白天，Rubisco活化酶可将该抑制剂除去，使Rubisco恢复活性。③光合产物转运的调节。光合作用的最初产物磷酸丙糖从叶绿体运输到细胞质需经过磷酸转运体，与胞质溶胶中的正磷酸交换。在细胞质中，当蔗糖合成加快时，释放出更多Pi，因此有利于磷酸丙糖从叶绿体运出，加快光合速率。