光反應(yīng)
光合作用的循環(huán)圖
場所：類囊體
影響因素：光強度,水分供給
葉綠體膜上的兩套光合作用系統(tǒng)：光合作用系統(tǒng)一和光合作用系統(tǒng)二,（光合作用系統(tǒng)一比光合作用系統(tǒng)二要原始,但電子傳遞先在光合系統(tǒng)二開始,一二的命名則是按其發(fā)現(xiàn)順序）在光照的情況下,分別吸收700nm和680nm波長的光子,作為能量,將從水分子光解過程中得到電子不斷傳遞,其中還有細胞色素b6/f的參與,最后傳遞給輔酶NADP,通過鐵氧還蛋白-NADP還原酶將NADP還原為NADPH.而水光解所得的氫離子則因為順濃度差通過類囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類囊體內(nèi)向外移動到基質(zhì),勢能降低,其間的勢能用于合成ATP,以供暗反應(yīng)所用.而此時勢能已降低的氫離子則被氫載體NADP帶走.一分子NADP可攜帶兩個氫離子.這個NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用.
意義：
光解水,產(chǎn)生氧氣.
將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,產(chǎn)生ATP,為暗反應(yīng)提供能量.
利用水光解的產(chǎn)物氫離子,合成NADPH及H離子,為暗反應(yīng)提供還原劑.
詳細過程如下:
光系統(tǒng)由多種色素組成,如葉綠素a(Chlorophyll a)、葉綠素b(Chlorophyll b)、類胡蘿卜素(Carotenoids)等組成.既拓寬了光合作用的作用光譜,其他的色素也能吸收過度的強光而產(chǎn)生所謂的光保護作用(Photoprotection).在此系統(tǒng)里,當(dāng)光子打到系統(tǒng)里的色素分子時,會如圖片 [1] 所示一般,電子會在分子之間移轉(zhuǎn),直到反應(yīng)中心為止.反應(yīng)中心有兩種,光系統(tǒng)一吸收光譜于700nm達到高峰,系統(tǒng)二則是680nm為高峰.反應(yīng)中心是由葉綠素a及特定蛋白質(zhì)所組成(這邊的葉綠素a是因為位置而非結(jié)構(gòu)特殊),蛋白質(zhì)的種類決定了反應(yīng)中心吸收之波長.反應(yīng)中心吸收了特定波長的光線后,葉綠素a激發(fā)出了一個電子,而旁邊的酵素使水裂解成氫離子和氧原子,多余的電子去補葉綠素a分子上的缺.然后葉綠素a透過如圖所示的過程,生產(chǎn)ATP與NADPH分子,過程稱之為電子傳遞鏈(Electron Transport Chain).
電子傳遞鏈分為兩種,循環(huán)(cyclic)和非循環(huán)(noncyclic)
[編輯]非循環(huán)電子傳遞鏈
非循環(huán)電子傳遞鏈過程大致如下:
電子從光系統(tǒng)2出發(fā).
光系統(tǒng)2→初級接受者（Primary acceptor）→質(zhì)粒醌（Pq）→細胞色素復(fù)合體（Cytochrome Complex）→質(zhì)粒藍素（含銅蛋白質(zhì),Pc）→光系統(tǒng)1→初級接受者→鐵氧化還原蛋白（Fd）→NADP+還原酶（NADP+ reductase）
非循環(huán)電子傳遞鏈從光系統(tǒng)2出發(fā),會裂解水,釋出氧氣,生產(chǎn)ATP與NADPH.
[編輯]循環(huán)電子傳遞鏈
循環(huán)電子傳遞鏈的過程如下:
電子從光系統(tǒng)1出發(fā).
光系統(tǒng)1→初級接受者(Primary acceptor)→鐵氧化還原蛋白(Fd)→細胞色素復(fù)合體(Cytochrome Complex)→質(zhì)粒藍素(含銅蛋白質(zhì))(Pc)→光系統(tǒng)1
循環(huán)電子傳遞鏈不會產(chǎn)生氧氣,因為電子來源并非裂解水.最后會生產(chǎn)出ATP.
非循環(huán)電子傳遞鏈中,細胞色素復(fù)合體會將氫離子打到類囊體（Thylakoid）里面.高濃度的氫離子會順著高濃度往低濃度的地方流這個趨勢,像類囊體外擴散.但是類囊體膜是雙層磷脂膜(Phospholipid dilayer),對于氫離子移動的阻隔很大,它只能通過一種叫做ATP合成酶(ATP Synthase)的通道往外走.途中正似水壩里的水一般,釋放它的位能.經(jīng)過ATP合成酶時會提供能量、改變它的形狀,使得ATP合成酶將ADP和磷酸合成ATP.
NADPH的合成沒有如此戲劇化,就是把送來的電子與原本存在于基質(zhì)內(nèi)的氫離子與NADP+合成而已.
值得注意的是,光合作用中消耗的ATP比NADPH要多得多,因此當(dāng)ATP不足時,相對來說會造成NADPH的累積,會刺激循環(huán)式電子流之進行.