光合产物的“来龙去脉”

 

来源公众号：生物教学那些事儿　作者：荷尚新碧

      CO₂经卡尔文循环后，被转化成了磷酸丙糖，这里的磷酸丙糖主要指3-磷酸甘油醛（GAP），或二羟丙酮磷酸（DHAP），二者在代谢中经常相互转化。

  在叶绿体基质中生成的磷酸丙糖，或者继续留在叶绿体基质，经一系列复杂的反应，在淀粉分支酶等多种酶的共同作用下，最终合成淀粉，或者被叶绿体膜上的磷酸丙糖转运器（TPT）运输到细胞质基质，经一系列反应生成蔗糖。

  磷酸丙糖转运器（TPT）是叶绿体内膜上重要的蛋白质，TPT能够协同进行磷酸（Pi）的运入和磷酸丙糖的运出。在生理条件下，这种转运严格遵循1:1的反向交换原则，即每运入1分子Pi，就会有1分子磷酸丙糖被运出叶绿体。TPT确保初级光合产物从叶绿体转运到细胞质基质，在光合作用中的调控中起着关键作用。 

  植物体内，磷酸丙糖在蔗糖和淀粉间的分配受内外因素的共同控制，是细胞内区域化的竞争调节的结果。磷酸丙糖的运出需要酸转运器，而磷酸转运器的工作需要磷酸的配合，因此，丙糖磷酸的运出与否取决于细胞质基质和叶绿体中Pi的浓度，细胞质基质Pi浓度高，促进丙糖磷酸的输出，利于蔗糖的合成，细胞质基质Pi浓度低，丙糖磷酸滞留在叶绿体，利于淀粉的合成。

   在叶肉细胞的细胞质基质中合成的蔗糖，因为其高稳定性和高水溶性的特点，成为了光合产物运输的主要形式。蔗糖分子从叶肉细胞进入到叶脉维管束后，开始了器官与器官之间的长距离运输，经筛管运输至其他部位或利用或贮存。好吧，我突然想到了人体的脂肪储存，植物可以使劲的光合，但人不能使劲的吃呀！

  总之，磷酸丙糖是能运出叶绿体的光合产物，蔗糖是光合产物运出叶肉细胞进入长距离运输的形式。如果光合产物的输出或运输受阻，卡尔文循环会因产物积累而被抑制。

  过去相当长的时间内，人们认为糖类是光合作用的唯一产物，但通过C14追踪发现，氨基酸、脂肪酸等也都是光合作用的直接产物，不同植物光合作用直接产物的种类和数量不同，大多数高等植物的光合产物为淀粉，洋葱、大蒜等植物的光合产物为葡萄糖和果糖，小麦、蚕豆等植物的光合产物是蔗糖。另外，光合产物的种类还与叶片的年龄、光照强度相关。

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