光合作用

光合作用是绿色植物、某些细菌和藻类将光能转化成化学能（以有机物的形式）的过程，它通常分为两个主要阶段：光反应和暗反应（或称为Calvin循环）。

1. 光反应阶段：

   • 光吸收：叶绿体中的叶绿素分子吸收太阳光的能量。
   • 水的光解：叶绿素分子将吸收的光能用于将水分子（H2O）分解成氧气（O2）、质子（H+）和电子（e-）。
   • 电子传递链（ETC）：被叶绿素分子激发的电子通过一系列蛋白质传递，这个过程伴随着能量的转移和质子的泵送，形成电化学势差。
   • 光合磷酸化：利用电子传递产生的电化学势差，ADP（二磷酸腺苷）和NADP+（氧化型烟酸腺嘌呤二核苷酸）被磷酸化，分别形成ATP（三磷酸腺苷）和NADPH。

2. 暗反应阶段（Calvin循环）：

   • 羧化阶段：二氧化碳（CO2）与一个五碳糖（RuBP，核酮糖-1,5-二磷酸）结合，形成一个不稳定的六碳化合物，随即分解成两个三碳化合物（3-PGA，3-磷酸甘油酸）。
   • 还原阶段：3-PGA被NADPH还原成G3P（甘油醛-3-磷酸），部分G3P会被再生为RuBP，以便继续进行下一个Calvin循环。
   • 更新阶段（亦称再生阶段）：剩余的G3P分子则用于合成葡萄糖及其他有机化合物。

光反应和暗反应是相互依赖的：光反应为暗反应提供ATP和NADPH作为能量和还原力，而暗反应则消耗这些产物，为光反应提供ADP和NADP+，使光反应得以持续进行。

需要注意的是，虽然被称为“光”反应和“暗”反应，但这并不意味着暗反应在没有光的情况下发生，实际上，暗反应同样依赖于光反应提供的ATP和NADPH。因此，光合作用是一个连续而紧密相连的过程，需要光反应和暗反应共同完成。