光合作用(Photosynthesis)是植物、藻類(lèi)和某些細(xì)菌利用葉綠素,在可見(jiàn)光的照射下,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄糖,并釋放出氧氣的生化過(guò)程.植物之所以被稱(chēng)為食物鏈的生產(chǎn)者,是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)光合作用利用無(wú)機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量.通過(guò)食用,食物鏈的消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量,效率為30%左右.對(duì)于生物界的幾乎所有生物來(lái)說(shuō),這個(gè)過(guò)程是它們賴(lài)以生存的關(guān)鍵.而地球上的碳氧循環(huán),光合作用是必不可少的.
植物利用陽(yáng)光的能量,將二氧化碳轉(zhuǎn)換成淀粉,以供植物及動(dòng)物作為食物的來(lái)源.葉綠體由于是植物進(jìn)行光合作用的地方,因此葉綠體可以說(shuō)是陽(yáng)光傳遞生命的媒介.
（1）原理
植物與動(dòng)物不同,它們沒(méi)有消化系統(tǒng),因此它們必須依靠其他的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取.就是所謂的自養(yǎng)生物.對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō),在陽(yáng)光充足的白天,它們將利用陽(yáng)光的能量來(lái)進(jìn)行光合作用,以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分.
這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參與者是內(nèi)部的葉綠體.葉綠體在陽(yáng)光的作用下,把經(jīng)有氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖,同時(shí)釋放氧氣：
12H2O + 6CO2 =（光） C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2+ 6H2O
光算是催化劑,不參與反應(yīng).
（2）注意事項(xiàng)
上式中等號(hào)兩邊的水不能抵消,雖然在化學(xué)上式子顯得很特別.原因是左邊的水,是植物吸收所得,而且用于制造氧氣和提供電子和氫離子.而右邊的水分子的氧原子則是來(lái)自二氧化碳.為了更清楚地表達(dá)這一原料產(chǎn)物起始過(guò)程,人們更習(xí)慣在等號(hào)左右兩邊都寫(xiě)上水分子,或者在右邊的水分子右上角打上星號(hào).
（3）光反應(yīng)和暗反應(yīng)
光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)步驟
（4）光反應(yīng)
場(chǎng)所：葉綠體內(nèi)基粒片層膜
影響因素：光強(qiáng)度,水分供給
植物光合作用的兩個(gè)吸收峰
葉綠素a,b的吸收峰過(guò)程：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(kāi)始）在光照的情況下,分別吸收680nm和700nm波長(zhǎng)的光子,作為能量,將從水分子光解光程中得到電子不斷傳遞,（能傳遞電子得僅有少數(shù)特殊狀態(tài)下的葉綠素a)
最后傳遞給輔酶NADP.而水光解所得的氫離子則因?yàn)轫槤舛炔钔ㄟ^(guò)類(lèi)囊體膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體從類(lèi)囊體內(nèi)向外移動(dòng)到基質(zhì),勢(shì)能降低,其間的勢(shì)能用于合成ATP,以供暗反應(yīng)所用.而此時(shí)勢(shì)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(gè)氫離子.這個(gè)NADPH+H離子則在暗反應(yīng)里面充當(dāng)還原劑的作用.
意義：1：光解水,產(chǎn)生氧氣.2：將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,產(chǎn)生ATP,為暗反應(yīng)提供能量.3：利用水光解的產(chǎn)物氫離子,合成NADPH+H離子,為暗反應(yīng)提供還原劑.
（5）暗反應(yīng)
實(shí)質(zhì)是一系列的酶促反應(yīng)
場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)
影響因素：溫度,二氧化碳濃度
不同的植物,暗反應(yīng)的過(guò)程不一樣,而且葉片的解剖結(jié)構(gòu)也不相同.這是植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)的結(jié)果.暗反應(yīng)可分為C3,C4和CAM三種類(lèi)型.三種類(lèi)型是因二氧化碳的固定這一過(guò)程的不同而劃分的.