thế=Filamentous cyanobacterium|nhỏ|[[Vi khuẩn lam thực hiện quá trình quang hợp. Sự xuất hiện của chúng đã báo trước sự tiến hóa của nhiều loại thực vật quang hợp, tạo ra bầu không khí oxy của Trái đất.]]
Cố định carbon hay đồng hóa carbon là quá trình chuyển đổi carbon vô cơ (carbon dioxide) thành các hợp chất hữu cơ bởi các sinh vật sống. Ví dụ nổi bật nhất là quang hợp, mặc dù hóa tổng hợp là một hình thức cố định carbon có thể diễn ra không cần có mặt của ánh sáng mặt trời. Các sinh vật phát triển bằng cách cố định carbon được gọi là sinh vật tự dưỡng. Sinh vật tự dưỡng bao gồm sinh vật quang dưỡng, trong đó tổng hợp các hợp chất hữu cơ sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời, và sinh vật vô cơ dưỡng, tổng hợp các hợp chất hữu cơ sử dụng năng lượng của quá trình oxy hóa vô cơ. Sinh vật dị dưỡng là sinh vật phát triển bằng cách sử dụng carbon cố định bởi sinh vật tự dưỡng. Các hợp chất hữu cơ được sử dụng bởi sinh vật dị dưỡng để sản xuất năng lượng và xây dựng cấu trúc cơ thể. "Carbon cố định", "carbon được khử" và "carbon hữu cơ" là các thuật ngữ tương đương cho các hợp chất hữu cơ khác nhau.
Lượng CO2 được cố định toàn cầu
giữa|nhỏ|600x600px|Graphic showing net annual amounts of CO2 fixation by land and sea-based organisms.
Người ta ước tính có khoảng 258 tỷ tấn carbon dioxide được chuyển đổi qua quang hợp hàng năm. Phần lớn các cố định xảy ra trong môi trường biển, đặc biệt là các khu vực có chất dinh dưỡng cao. Tổng lượng carbon dioxide cố định lớn hơn nhiều vì khoảng 40% được tiêu thụ bằng cách hô hấp sau khi quang hợp.
Quang hợp tạo oxy
Trong quá trình quang hợp, năng lượng từ ánh sáng mặt trời dẫn đến con đường cố định carbon. Việc quang hợp tạo oxy được sử dụng bởi các sinh vật sản xuất sơ cấp—thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Chúng chứa sắc tố diệp lục, và sử dụng chu trình Calvin để cố định carbon tự dưỡng. Quá trình hoạt động như sau:
: 2H2O → 4e− + 4H+ + O2
: CO2 + 4e− + 4H+ → CH2O + H2O
Trong bước đầu tiên, nước được phân tách thành các electron, proton và oxy tự do. Điều này cho phép sử dụng nước, một trong những chất phong phú nhất trên Trái đất, như một chất cho electron — một nguồn năng lượng khử. Việc giải phóng oxy tự do là một tác dụng phụ có tác dụng rất lớn. Bước đầu tiên sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để oxy hóa nước thành O2, và cuối cùng để tạo ra ATP
: ADP + Pi ATP + H2O
và chất khử, NADPH
: NADP+ + 2e− + 2H+ NADPH + H+
Trong bước thứ hai, được gọi là chu trình Calvin, việc cố định thực tế carbon dioxide được thực hiện. Quá trình này tiêu thụ ATP và NADPH. Chu trình Calvin trong thực vật chiếm ưu thế của việc cố định carbon trên đất liền. Trong tảo và vi khuẩn lam, nó chiếm ưu thế của sự cố định carbon trong các đại dương. Chu trình Calvin chuyển đổi carbon dioxide thành đường, như triose phosphat (TP), là glyceraldehyde 3-phosphat (GAP) cùng với dihydroxyacetone phosphat (DHAP):
: 3 CO2 + 12 e− + 12 H+ + Pi → TP + 4 H2O
Một quan điểm giải thích cho NADPH (nguồn của e−) và ATP:
: 3 CO2 + 6 NADPH + 6 H+ + 9 ATP + 5 H2O → TP + 6 NADP+ + 9 ADP + 8 Pi
Công thức của phosphat vô cơ (Pi) là HOPO32− + 2H+. Công thức của triose và TP là C2H3O2-CH2OH và C2H3O2-CH2OPO32− + 2H+
Xem xét tiến hóa
Ở một nơi nào đó từ 3,5 đến 2,3 tỷ năm trước, tổ tiên của vi khuẩn lam tiến hóa quang hợp oxy, cho phép sử dụng phân tử H2O phong phú nhưng dễ bị oxy hóa như một chất cho electron cho chuỗi vận chuyển điện tử của bơm proton xúc tác chịu trách nhiệm tổng hợp ATP hiệu quả. Khi bước đột phá tiến hóa này xảy ra, tự phát (tăng trưởng sử dụng carbon vô cơ là nguồn carbon duy nhất) được cho là đã được phát triển. Tuy nhiên, sự gia tăng của vi khuẩn lam, do khả năng khai thác nước của chúng như là một nguồn electron, thay đổi hoàn toàn môi trường toàn cầu bằng cách oxy hóa khí quyển và bằng cách đạt được lượng tiêu thụ CO2 lớn.
Cơ chế tập trung carbon
Nhiều sinh vật quang hợp không có cơ chế hấp thụ carbon vô cơ (CCM), làm tăng nồng độ carbon dioxide có sẵn cho carboxylase ban đầu của chu trình Calvin, enzyme RuBisCO. Những lợi ích của CCM bao gồm tăng khả năng chịu đựng nồng độ thấp của carbon vô cơ bên ngoài, và giảm tổn thất từ hô hấp sáng. CCM có thể giúp cây trồng chịu được áp lực nhiệt và nước nhiều hơn.
Các cơ chế tập trung carbon sử dụng enzyme carbonic anhydrase (CA), xúc tác cả sự khử nước của bicacbonat với carbon dioxide và hydrat hóa carbon dioxide thành bicacbonat
: HCO3− + H+ CO2 + H2O
Màng lipid ít thấm bicacbonate hơn carbon dioxide. Để thu giữ carbon vô cơ hiệu quả hơn, một số thực vật đã thích ứng với các phản ứng bổ sung
: HCO3− + H+ + PEP → OAA + Pi
được xúc tác bởi PEP carboxylase (PEPC), tới carboxylate phosphoenolpyruvate (PEP) tới oxaloacetate (OAA) là một axit dicarboxylic C4.
Thực vật CAM
Thực vật CAM sử dụng sự trao đổi chất axit Crassulacean như là một thích ứng cho các điều kiện khô cằn. CO2 đi qua khí khổng trong đêm và được chuyển thành hợp chất 4-carbon, axit malic, giải phóng CO2 để sử dụng trong chu trình Calvin trong ngày, khi khí khổng đóng lại. Cây phỉ thúy (Crassula ovata) và xương rồng là điển hình của thực vật CAM. Mười sáu nghìn loài thực vật sử dụng CAM. Những cây này có tỉ lệ đồng vị carbon từ −20 đến −10 ‰.
Thực vật C4
Thực vật C4 bắt đầu chu trình Calvin với các phản ứng kết hợp CO2 thành một trong các hợp chất 4-carbon, axit malic hoặc axit aspartic. Thực vật C4 có giải phẫu lá đặc biệt. Các loại cây hòa thảo, chẳng hạn như mía và ngô là thực vật C4, nhưng cũng có nhiều cây lá rộng là C4. Nhìn chung, 7600 loài thực vật trên mặt đất sử dụng cố định carbon C4, chiếm khoảng 3% tổng số loài. Những cây này có tỉ lệ đồng vị carbon từ −16 đến −10 ‰.
Thực vật C3
Phần lớn thực vật là thực vật C3. Chúng được gọi như thế để phân biệt với các thực vật CAM và C4, và bởi vì các sản phẩm carboxyl hóa của chu trình Calvin là các hợp chất 3-carbon. Chúng thiếu các chu trình axit dicarboxylic C4 và do đó có điểm bù carbon dioxide cao hơn so với thực vật CAM hoặc C4. Thực vật C3 có một tỉ lệ đồng vị carbon từ −24 đến −33‰.
Vi khuẩn
Một số vi khuẩn sử dụng carboxysomes như cơ chế cố định carbon.
Các con đường tự dưỡng khác
Trong năm con đường tự dưỡng khác, hai con đường chỉ được biết đến trong vi khuẩn, chỉ có hai trong vi khuẩn cổ, và một ở cả hai loại vi khuẩn và vi khuẩn cổ.
👁️
0 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
thế=Filamentous cyanobacterium|nhỏ|[[Vi khuẩn lam thực hiện quá trình quang hợp. Sự xuất hiện của chúng đã báo trước sự tiến hóa của nhiều loại thực vật quang hợp, tạo ra bầu không khí oxy của
thumb|Đuôi máy bay trực thăng điều khiển bằng radio, làm bằng CFRP **Polyme gia cố sợi** **carbon**, **polyme cốt sợi carbon**, hoặc **nhựa nhiệt dẻo gia cố sợi carbon** (**CFRP**, **CRP**, **CFRTP**, hoặc thường đơn
**Carbon-14**, **14C**, hay **carbon phóng xạ**, là một trong các đồng vị phóng xạ của nguyên tố carbon với hạt nhân chứa 6 proton và 8 neutron. Sự có mặt của nó trong vật chất
**Hô hấp carbon** (còn gọi là **phát thải carbon** và **giải phóng carbon**) được sử dụng kết hợp với cố định carbon để đánh giá thông lượng carbon (như CO2) giữa carbon trong khí quyển
**Carbon** (tiếng Pháp _carbone_ (/kaʁbɔn/)) là nguyên tố hóa học có ký hiệu là **C** và số nguyên tử bằng 6, nguyên tử khối bằng 12. Nó là một nguyên tố phi kim có hóa
**Carbon dioxide** hay **carbonic oxide** (tên gọi khác: _thán khí_, _anhydride carbonic_, _khí carbonic_) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển Trái Đất, bao gồm một nguyên
nhỏ|Các bể chứa carbon (thanh màu xanh lá bên phải) giúp loại bỏ carbon khỏi khí quyển, trong khi các nguồn phát thải carbon ([[phát thải khí nhà kính, thanh màu xám bên trái) lại
**Định tuổi bằng carbon-14** (còn gọi là **định tuổi bằng carbon phóng xạ** hay đơn thuần là **định tuổi bằng carbon**) là phương pháp lợi dụng các thuộc tính của đồng vị carbon-14 – một
thumb|alt=Refer to caption|Các bên tham gia Kyōto với các mục tiêu giới hạn phát thải khí nhà kính giai đoạn một (2008–12), và phần trăm thay đổi trong lượng phát thải cacbon dioxide từ đốt
**Liên kết carbon–carbon** hay **liên kết C–C** (tiếng Anh: **Carbon–carbon bond**) là một loại liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử carbon. Dạng liên kết phổ biến nhất là liên kết đơn, gồm
nhỏ|302x302px|Tấm carbon nhiệt phân. **Carbon nhiệt phân** là một vật liệu tương tự như than chì, nhưng có một số liên kết cộng hóa trị giữa các tấm graphene của nó do kết quả của
**Năng lượng sinh học kết hợp thu nạp và lưu trữ carbon** (BECCS – Bio-energy with carbon capture and storage) là quá trình khai thác năng lượng sinh học từ sinh khối và đồng thời
**Carbon monoxide**, công thức hóa học là **CO**, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao. Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của
**Hợp chất vô cơ** là những hợp chất hóa học không có mặt nguyên tử carbon, ngoại trừ khí CO, khí CO2, axit H2CO3 và các muối carbonat, hydrocarbonat và các carbide kim loại. Chúng
phải|nhỏ|[[Chloroform|Hình 1 : Methan () - Một trong những hợp chất hữu cơ đơn giản nhất]] Các **hợp chất hữu cơ** (hay **organic compound**)**,** là một lớp lớn của các hợp chất hóa học mà
thumb|upright=1.5|alt=see caption|Một con bướm _Amblypodia anita_ (bướm xanh lá tím) thu thập chất dinh dưỡng từ phân chim. **Dinh dưỡng** () là quá trình sinh hóa và sinh lý trong đó sinh vật sử dụng
thumb| Bản đồ thế giới về nông nghiệp hữu cơ (hecta) thumb|Các thành viên của một cộng đồng hữu cơ hỗ trợ trang trại nông nghiệp gần Rostock, Đức, hỗ trợ nông dân bằng cách
nhỏ|Hợp chất Carbon **Các hợp chất của carbon** được định nghĩa là các chất hóa học có chứa carbon. Nhiều hợp chất của carbon tồn tại hơn bất kỳ nguyên tố hóa học nào khác
**Carbon tetraiodide** là một tetrahalomethan với công thức hóa học **CI4**. Nó có màu đỏ tươi, là một ví dụ tương đối hiếm của một dẫn xuất methan có màu sắc đậm. Nó chỉ có
thumb|Rau củ quả từ trang trại hữu cơ thuộc công ty Riverford Organic Farmers. thumb|Logo "Euro-Blatt", con dấu hữu cơ theo Quy định (EC) số 834/2007 về sản xuất hữu cơ và ghi nhãn sản
nhỏ|Starfire Optical Range - three lasers into space Một **vũ khí năng lượng định hướng** (**Directional Energy Weapon**) là một vũ khí tầm xa gây thiệt hại cho mục tiêu của nó bằng tập trung
Trong danh pháp hóa học, ‘’’danh pháp IUPAC cho hợp chất vô cơ’’’ là một phương pháp đặt tên có hệ thống cho các hợp chất hóa học vô cơ, theo khuyến nghị của Liên
right|thumb|Đồ dùng làm bằng chất dẻo sinh học phân hủy được **Chất dẻo sinh học có thể phân hủy ** là loại chất dẻo hủy bởi hoạt động của các sinh vật sống, thường là
thumb|Giá trị mua bán phát thải carbon – giá trợ cấp từ năm 2008 **Mua bán phát thải carbon** hay **giới hạn và giao dịch carbon** là một dạng của mua bán phát thải, có
phải|nhỏ|Các dự án [[năng lượng tái tạo như là dự án turbine gió gần Aalborg, Đan Mạch là một dạng phổ biến của dự án bù trừ carbon.]] **Bù trừ carbon**, hay còn gọi là
Biểu đồ chu trình carbon. Các số màu đen chỉ ra lượng carbon được lưu giữ trong các nguồn chứa khác nhau, tính bằng tỉ tấn ("GtC" là viết tắt của _GigaTons of Carbon_ (tỉ
nhỏ|phải|8 thù hình của [[cacbon|carbon: a) Kim cương, b) Graphit, c) Lonsdaleit, d) C60 (Buckminsterfullerene hay buckyball), e) C540, f) C70, g) Amorphous carbon, và h) single-walled carbon nanotube hay ống nano carbon]] **Thù hình
**Carbon vô định hình** (còn được gọi là **trạng thái chuyển tiếp của carbon**; tiếng Anh: **Amorphous carbon**) là carbon phản ứng tự do, một thù hình của carbon không có cấu trúc tinh thể.
**Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc năm 2021** (tiếng Anh: _2021 United Nations Climate Change Conference_), thường được biết đến nhiều hơn với tên viết tắt **COP26** là
Chemical compound
**Nguyên tử carbon**, được đặt tên theo hệ thống là **carbon** và **λ
0-methan**, là một chất vô cơ dạng khí, không màu, có công thức hóa học
Mô hình 3D của ba loại ống nano carbon đơn vách. Hoạt hình cho thấy cấu trúc 3 chiều của một ống nano. **Các ống nano carbon** (Tiếng Anh: Carbon nanotube - CNT) là một
Chu trình Calvin **Cố định carbon C3** là một kiểu trao đổi chất để cố định carbon trong quang hợp ở thực vật. Quá trình này chuyển hóa dioxide carbon và ribuloza bisphotphat (RuBP, một
phải|nhỏ| Vải làm từ sợi carbon dệt lại nhỏ|Sợi carbon dài 8 mm cắt nhỏ **Sợi** **carbon** hoặc **sợi** **cacbon** (xen kẽ sợi cacbon, sợi graphite hoặc sợi than chì) là những sợi có đường
**Carbon** (**6C**) có 15 đồng vị, từ 8C đến 22C, trong đó có 12C và 13C là ổn định. Đồng vị phóng xạ tồn tại lâu nhất là 14C, có chu kỳ bán rã 5.700
**Carbon tetraclorua** hay _tetrachloromethan_ là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học **CCl4**. Người ta sử dụng chủ yếu hợp chất này làm chất phản ứng trong tổng hợp hữu cơ. Trước
**Carbon suboxide**, còn được gọi dưới cái tên khác là _tricarbon dioxide_, là một carbon oxide với công thức hóa học được quy định là **C3O2** và công thức phân tử là O=C=C=C=O. Bốn liên
Một nền **kinh tế carbon thấp** (**Low Carbon Economy-LCE**, **low-fossil-fuel economy** **LFFE**), hoặc **kinh tế không carbon** là một nền kinh tế dựa trên các nguồn năng lượng ít cácbon mà có một sản lượng
**Carbon disulfide** hay **đisulfide carbon** là một chất lỏng không màu dễ bay hơi với công thức hóa học **CS2**. Hợp chất này là một dung môi không phân cực, không màu khi tinh khiết,
thumb|Thực phẩm giàu [[Magnesi|magiê (một ví dụ về chất dinh dưỡng)]] **Dinh dưỡng cho con người** () đề cập đến việc cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu trong thực phẩm cần thiết để
:''Bài này chỉ viết về phân hữu cơ, các từ liên quan đến phân bón xem tại phân bón (định hướng) nhỏ|phải|Phân động vật thường được trộn với rơm rạ khô để làm phân bón.
**Định nghĩa** là sự xác định bằng ngôn ngữ nhất định những đặc trưng cơ bản tạo thành nội dung của khái niệm về một sự vật, hiện tượng hay quá trình, với mục đích
Công Ty Cổ Phần Liên Hiệp Kim Xuân là một trong những nhà sản xuất chuyên nghiệp hàng đầu đinh công nghiệp tại Việt Nam. Được thành lập vào năm 1999, sản phẩm đã được
Công Ty Cổ Phần Liên Hiệp Kim Xuân là một trong những nhà sản xuất chuyên nghiệp hàng đầu đinh công nghiệp tại Việt Nam. Được thành lập vào năm 1999, sản phẩm đã được
thumb|right|Carbonic anhydrase, một loại enzyme cần có kẽm (hình cầu màu xám gần trung tâm của hình ảnh này), rất cần thiết cho quá trình thải carbon dioxide. Trong khái niệm dinh dưỡng, **khoáng chất**
**Carbon tetrabromide**, **CBr4**, còn được gọi với cái tên khác là _tetrabromomethan_, là một carbon bromide. Cả hai tên đều được chấp nhận trong danh mục IUPAC. ## Phản ứng hóa học Kết hợp với
**Q-carbon** là một dạng thù hình của carbon (vô định hình), được phát hiện năm 2015. Q-carbon rất cứng (theo các nhà nghiên cứu, nó đã thay thế kim cương như là chất cứng nhất
Vào ngày 18 tháng 6 năm 2023, chiếc tàu lặn thám hiểm _Titan_ do hãng OceanGate Expeditions vận hành đột ngột mất tích ở Bắc Đại Tây Dương ngoài khơi đảo Newfoundland, Canada. Chiếc tàu
nhỏ|570x570px|Các quốc gia theo lượng khí thải [[cacbon dioxide theo đơn vị hàng ngàn tấn trên lượng đốt nhiên liệu hóa thạch hàng năm (màu xanh nước biển cao nhất và màu xanh lá cây
nhỏ|phải|Thịt-nguồn cung cấp chất đạm cho con người nhỏ|phải|Cơ thể con người có thể đạt được lượng protein cần thiết mà không cần quá nhiều bằng cách tiêu thụ nhiều [[collagen hơn, một nguồn protein
**Cacbon monofluoride** (CF, CFx, hoặc (CF)x), còn được gọi dưới nhiều cái tên khác là polycacbon monofluoride (PMF), polycacbon fluoride, poly(cacbon monofluoride) và graphit fluoride, là một vật liệu được hình thành bởi phản ứng