原理：C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O
光合作用分解水釋放出O2并將CO2轉(zhuǎn)化成糖類(lèi)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)於綠色植物來(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)由氣孔進(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 + 陽(yáng)光 → (與葉綠素產(chǎn)生化學(xué)作用); C6H12O6 (葡萄糖) + 6O2 + 6H2O
注意：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)左右兩邊都下寫(xiě)上水分子,或者在右邊的水分子右上角打上星號(hào).
12H2O + 陽(yáng)光 → 12H2 + 6O2 [光反應(yīng)]
12H2 (來(lái)自光反應(yīng)) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [暗反應(yīng)]
植物的光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)步驟如下：
[編輯] 光反應(yīng)
光合作用的循環(huán)圖場(chǎng)所：類(lèi)囊體
影響因素：光強(qiáng)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(kāi)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(zhǎng)的光子,作為能量,將從水分子光解過(guò)程中得到電子不斷傳遞,其中還有細(xì)胞色素b6/f的參與,最后傳遞給輔酶NADP,通過(guò)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?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：
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(xì)過(guò)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(lèi)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(guò)度的強(qiáng)光而產(chǎn)生所謂的光保護(hù)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(shí),會(huì)如圖片[1]所示一般,電子會(huì)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)一吸收光譜於700nm達(dá)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?yàn)槲恢枚墙Y(jié)構(gòu)特殊),蛋白質(zhì)的種類(lèi)決定了反應(yīng)中心吸收之波長(zhǎng).反應(yīng)中心吸收了特定波長(zhǎng)的光線后,葉綠素a激發(fā)出了一個(gè)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(bǔ)葉綠素a分子上的缺.然后葉綠素a透過(guò)如圖所示的過(guò)程,生產(chǎn)ATP與NADPH分子,過(guò)程稱之為電子傳遞鏈(Electron Transport Chain).