如图所示的反应类型和原理是什么?

如图所示的反应类型和原理是什么?

这是在学习卡尔文循环（生物光合作用固碳的中间步骤）的时候看到的反应

两个反应都很相似地由醛基和羟基反应,使碳链直接连接在一起.开始我还以为是缩醛反应,但是仔细看发现不是,碳链直接接在一起了.

请问：

②如果在化学上没有有特定的反应名称,那么从化学上看,它直接一完成的吗,就是不需要外加其他反应中间体就能完成的,如果是,微观的反应原理是什么?

③如果仅仅是生物上经过各种作用才能变成这样的,
是羟醛缩合反应吗?另外微观反应原理最好是图示,光用文字表述想着有点晕,不求图很漂亮,看的懂就行

答问：①这个反应就是羟醛缩合反应（Aldol Reaction）.原理和一般的羟醛缩合反应一样,磷酸二羟丙酮的酮羰基烯醇化,烯醇作为亲核试剂进攻磷酸甘油醛中的醛基,生成物为二磷酸果糖（羟基和羰基分居1,3位的“羟醛”）.机理咱可以写：
②虽说这是个羟醛缩合反应,但是楼主的疑虑很正确,这两个原料确实也来者不善,一般认为醛比酮更容易烯醇化,所以这个反应按理应该是倒着来的更多,醛羰基保留,酮羰基被加成,甚至可以说醛羰基的亲电性比酮羰基强,这个反应真正走的话,酮就应该是一边晾着,醛自身发生羟醛缩合反应.另一方面,楼主不妨画一画,作为原料的磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,实际上可以通过烯醇式互变互相转化,换言之两者同根同源（这里咱只看第一个反应）.还有产物实际上是存在绝对的立体构型的,你这里并没有表示出来.说这么多只是想告诉你,这个反应必然需要酶的催化,而催化这个反应的酶刚好就叫做醛缩酶（aldolase,往上↑↑↑）.原理往下继续看,咱把酶的大部分用Enz表示（酶的英文叫“Enzyme”）.
③这个反应是光合作用中很重要的一个反应,但是不用把它想得太复杂,要解决这个反应归根究底要解决的就是在上一段提出的一个问题,怎样让反应活性较弱的酮去加成醛的羰基.答案很简单,咱如果能让酮提前烯醇化,把亲核的炮弹提前架上,敌人一来,咱就能应付了不是~醛缩酶里面的赖氨酸提供一个氨基,可以和磷酸二羟丙酮的羰基提前反应生成亚胺(C=N键),你可以理解为酶的专一性或是选择性,他就认磷酸二羟丙酮不认磷酸甘油醛.亚胺和烯胺也存在类似于酮与烯醇的互变行为,而烯胺比烯醇稳定很多.因此这个反应中,真正进攻磷酸甘油醛的分子不是烯醇,而是磷酸二羟丙酮与醛缩酶形成的烯胺中间体.这时候反应就没有阻碍了,而生成物的亚胺一水解,马上回到原来的羰基,这时候你的产物就生成了.

难得看到人问问题问这么细,一不小心还说了不少,我没说明白的地方还请追问.
再问： 对于图中的这个过程不太理解，为什么是红色的这两个碳成键呢？

再答： 楼主省了一个箭头，也就是电荷从氧负离子往回流动的箭头，这个箭头是不能省略的，单纯的烯烃并不倾向于与羰基加成，而一旦烯烃与供电子性很强的氧负离子连接之后亲核性变得更强，才能完成这个反应。图中左边是一个烯醇负离子，氧负离子与双键共轭，整个体系富电子，因此具有亲核性。烯醇负离子存在两个共振结构，一个是你画的这种结构，另一种则是羰基与碳负离子结构，前一种比后一种稳定，所以我们一般都画成前一种，也就是你画的那种。 实际上两种结构都能和另一分子羰基发生亲核加成反应，一种就是上图画的，形成一个新的碳碳键，有一些教材上会直接画成碳负离子进攻羰基，形成碳碳键。而另一种可能则是以氧负离子进攻羰基，结果生成一个含有碳氧键半缩醛。而形成半缩醛的反应是一个可逆反应，半缩醛能量更高，碳氧键比碳碳键容易断，如果一旦形成图中羟醛缩合的产物，那么碳碳键很稳定就没那么好断了，可以看做是一个不可逆的反应。因此最后得到的只是这一个含碳碳键的产物。