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自然的最小工厂：碳循环- Cathy Symington

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    你面前放着一只大碗
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    盛满了活力碳素早餐脆片。
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    一勺，两勺，三勺
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    很快，你的身体就充满了能量
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    这些能量来源于你的食物。
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    但是那些能量是如何进入你的碗里呢？
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    能量以糖的形式存在
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    那些糖分来自谷物，
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    比如小麦和玉米。
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    如你所知，碳是非常重要的化学元素，
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    植物们固定碳
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    是以二氧化碳（CO2）的形式，
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    由我们呼吸的空气中获得。
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    但存在于叶绿体基质中的
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    植物的能量工厂是如何
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    将气态的碳，像CO2，
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    转换为像葡萄糖这样
    有六个碳原子的固体？
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    如果你想到是光合作用，
    那就对了。
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    但是光合作用是分为两步。
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    第一步，是把来自太阳的能量
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    转化为三磷酸腺苷，或称为ATP.
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    第二步，是卡尔文循环，吸收碳
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    并将其转化为糖。
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    这第二步代表了自然界
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    最可持续的生产线之一。
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    因此现在，
    欢迎来到世界上最微小的工厂。
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    原材料？
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    空气中含CO2分子的混合物，
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    预先安装的分子称为
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    二磷酸核酮糖，即RuBP，
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    每个分子含五个碳原子。
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    引发剂？是勤劳的加氧酶
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    它催化CO2分子中的碳原子
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    与RuBP结合
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    形成初始的六碳原子序列。
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    很快又分裂成两部分
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    每一部分有三个碳原子
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    这个叫做磷酸甘油酸盐，
    简称PGAs。
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    加入ATP, 和另一种叫做
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    磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸的物质，
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    简称NADPH。
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    ATP就像个润滑剂传递能量，
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    NADPH将每个PGA链上
    沾上一个氢，
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    把它变成
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    甘油醛三磷酸分子，
    或叫G3Ps.
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    葡萄糖需要六个碳组成，
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    从两个G3P分子中来，
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    这样他们每个都有六个碳。
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    所以，糖就这样产生了，是吗？
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    还没呢。
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    卡尔文循环就像一个
    可持续的生产线，
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    意味着那些原始的RuBPs
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    在开始出现的，
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    需要被用重用材料重新创造
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    在一个周期内。
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    但是每个RuBP需要五个碳。
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    制造葡萄糖需要六个碳。
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    这看起来不太对。
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    原因是一个惊人的事实。
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    虽然我们关注这个单一生产线，
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    另外还有五个在同时进行。
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    六个传送带一起移动，
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    不仅仅是一个碳被焊接
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    到RuBP链，
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    而是六个碳焊到了六个RuBP链上。
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    这样就创建了12个G3P链
    而不是两个，
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    意味着36个碳同时存在：
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    制造糖需要准确的数量，
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    并重建RuBPs。
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    12个G3P放到一起，
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    两个被抽走
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    来形成六碳葡萄糖链的丰富能量。
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    通过你的早餐加到身上。
    成功！
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    但回到生产线，
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    糖生产的副产品
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    迅速组装来重新组成六个RuBP。
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    这需要30个碳，
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    这个精确的数字就是十个G3PS。
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    现在发生分子混合和匹配。
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    两个G3P焊接到一起
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    形成一个六碳序列。
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    通过添加一个第三G3P
    构建成一个九碳链结构。
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    第一个RuBP由五个碳组成，
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    形成后，
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    留下了四个碳。
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    但是这里没有浪费。
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    那些被焊接到第四个G3P分子，
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    成了七碳链。
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    添加到第五个G3P上，
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    形成了一个十碳链，
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    这样就足够做成两个RuBPs。
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    当三个RuBPs被创建好
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    从十个里面的五个G3P中，
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    简单的重复过程
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    将更新六RuBP链
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    去重启这个循环。
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    所以卡尔文循环产生了
    确切的数量的
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    元素和过程
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    需要让这个生化产线
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    一直工作着。
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    并且这仅仅是一百多个
    循环中的一个
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    在自然界中。
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    为什么有那么多？
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    因为如果生物生产过程
    是线性的，
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    他们就不会如此的高效或成功
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    在使用能源生产材料
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    自然是依赖的，就像糖。
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    循环创造了重要的反馈循环
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    重复使用和重建材料
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    制作尽可能多的
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    可用地球资源，
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    就像糖，
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    使用原始阳光和碳
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    在植物中的转换
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    形成让你强壮的能量
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    从而保证你自己生活周而复始的需求。
Title:
自然的最小工厂：碳循环- Cathy Symington
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一大碗麦片给你一天开始的能量，但是这些能量是如何进入你的碗里的呢？这一切都开始于光合作用，这个将空气转化为能量葡萄糖的过程。Cathy Symington解释了高效的光合作用第二阶段 - 达尔文循环 - 将二氧化碳用聪明的混搭数学转化成糖。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:38

Chinese, Simplified subtitles

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