光合作用

绿色植物、藻类和某些细菌利用光能，将 $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ 和 $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ 合成有机物并释放 $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$。

反应式

总反应式：

• $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\underset{\text{叶绿体}}{\overset{\text{光能}}{\to }}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O})+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

反应场所：叶绿体。

光反应阶段

反应场所：叶绿体类囊体薄膜。

捕获光能，并将光能转化为活跃的化学能（ATP 和 NADPH），同时水解水并释放氧气。

• 水的光解：
  • $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{\text{光能}}{\to }\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$
• ATP 的合成（光合磷酸化）：
  • $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}\stackrel{\text{酶}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}\mathrm{H}$
• NADPH 的合成：
  • $\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{P}+\mathrm{P}\mathrm{i}\underset{\text{光能}}{\overset{\text{酶}}{\to }}\mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P}$

暗反应阶段

反应场所：叶绿体基质。

利用光反应产生的ATP和NADPH中的化学能，将$\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$固定并还原成有机物。

• $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ 的固定：
  • $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}{\phantom{A}}_5\stackrel{\text{酶}}{\to }2\mathrm{C}{\phantom{A}}_3$
• $\mathrm{C}{\phantom{A}}_3$ 的还原：
  • $2\mathrm{C}{\phantom{A}}_3\underset{\text{酶}}{\overset{\text{NADPH ATP}}{\to }}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O})+\mathrm{C}{\phantom{A}}_5$