一文读懂光合作用：光反应与暗反应的奥秘

一文读懂光合作用：光反应与暗反应的奥秘

光合作用是地球上最重要的生物化学过程之一，它不仅为生物提供了食物来源，还参与了地球的碳氧循环，维持了大气中氧气和二氧化碳的平衡。本文将带你深入了解光合作用的两个主要阶段：光反应和暗反应，揭示绿色植物如何将阳光转化为生命所需的能量。

光合作用主要分为两个阶段：光反应和暗反应。

光反应

光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，需要阳光、水和叶绿素等物质。光反应的主要过程如下：

1. 光能的吸收：叶绿素等光合色素吸收阳光能量，使电子从基态跃迁到激发态。
2. 电子传递：激发态的电子通过一系列电子传递体传递，电子在传递过程中逐渐释放能量。
3. 水的光解：叶绿素获得的能量用于水的光解，产生氧气、质子和高能电子。
4. 生成 ATP 和 NADPH：高能电子和质子通过电子传递体传递到叶绿体基质中，与 ADP 和磷酸结合，形成 ATP（能量货币）和 NADPH（还原力）。

暗反应

暗反应发生在叶绿体基质中，无论有无光都能进行。暗反应的主要过程如下：

1. 二氧化碳的固定：酶 RuBisCO 催化大气中的二氧化碳和 5 碳糖 RuBP 结合，形成两个 3 碳糖 PGA。
2. PGA 还原：利用光反应产生的 ATP 和 NADPH，将 PGA 还原生成 3 碳糖 G3P。
3. 碳水化合物生成：G3P 的一部分经过一系列反应生成碳水化合物（如葡萄糖）；
4. RuBP 再生：G3P 的另一部分经过一系列反应再生 RuBP，使暗反应循环进行。

通过光反应和暗反应，绿色植物等生物体实现了光能的转化和有机物的合成，为地球生命提供了源源不断的能量和物质基础。