导读 光合作用的光反应与暗反应光合作用是绿色植物、藻类以及某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。这一过程可以分为两
光合作用的光反应与暗反应
光合作用是绿色植物、藻类以及某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。这一过程可以分为两个主要阶段：光反应和暗反应。这两个阶段紧密相连，共同完成能量转换和物质合成。
光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，依赖于光照条件。在光反应中，光能被吸收并转化为化学能，储存在ATP和NADPH中。具体来说，叶绿素等色素分子吸收光子后激发电子，这些高能电子通过一系列载体传递，最终用于合成ATP（通过光合磷酸化）和还原型辅酶NADPH。同时，水分解产生氧气作为副产物。光反应的关键方程式可概括为：
\[ 2H_2O + 光能 \rightarrow O_2 + 4e^- + 4H^+ \]
而暗反应则是在叶绿体基质中进行，不直接依赖光能。这一阶段被称为卡尔文循环，其核心任务是利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳固定并转化为葡萄糖等有机物。暗反应的化学过程较为复杂，但可以用一个简化方程式表示：
\[ CO_2 + H_2O + ATP + NADPH \rightarrow 葡萄糖 + ADP + Pi + NADP^+ \]
光反应和暗反应相辅相成，前者提供能量和还原力，后者则完成碳同化的关键步骤。通过这两个阶段，植物不仅满足自身生长需求，还为整个生态系统提供了基础能量来源。光合作用的研究对于农业增产、环境保护乃至全球气候变化应对都具有重要意义。