綠色植物吸收陽光能量，同化二氧化碳和水，制造有機物並釋放氧氣的過程，稱為光合作用。

總反應式：

光合作用重要性在於：1）將無機物變成有機物。2）積蓄太陽能量。3）環境保護。

光合作用的過程

光合作用可分為兩個反應——光反應和暗（碳）反應。

註意：光反應在有光的情況下可以反應，暗反應在有光無光都可以反應。

光合作用大致可分為以下三大步驟：

　　①、原初反應（光能的吸收傳遞轉化）

　　②、電子傳遞和光合磷酸化（形成活躍化學能：ATP和NADPH）

　　③、碳同化（將活躍化學能轉化為穩定化學能：固定二氧化碳形成糖類）

1.原初反應

　　原初反應指葉綠素分子受光激發到引起第一個光化學反應為止的過程，即色素分子捕獲光能後呈激發態，能量在色素分子間傳遞，最終引起一個光化學反應（是由光能推動氧化還原反應的進行）。

　　（一）光能的吸收

　　　　葉綠素分子除了和相關色素相互作用，之間也要相互作用，每吸收一個光子，需要幾百個葉綠素分子組成的功能單位。光能吸收功能單位是由葉綠素，類胡蘿蔔素，脂質，蛋白質組成的復合物，即光系統。每個光系統由兩個主要部分：聚光復合物和反應中心復合物。聚光復合物中的聚光色素無光化學活性，只吸收傳遞光能，將光能聚集到反應中心的特殊葉綠素a（大部分的葉綠素a還是屬於聚光色素）。

　　（二）光能的傳遞

　　　　聚光色素吸收光能後，色素分子變成激發態，由於類囊體片層色素分子排列緊密，光能就以共振傳遞向反應中心傳遞。

　　　　傳遞順序：類胡蘿蔔素——>葉綠素b——>葉綠素a——>特殊葉綠素a對

　　（三）光能的轉換

　　　　反應中心是光能轉變為化學能的膜蛋白復合體，包含參與能量轉換的特殊葉綠素a對。當特殊對被激發後，轉移電子給了脫鎂葉綠素，再轉給類囊體外側膜的非色素分子原初電子受體（如醌，Q）。特殊對變為氧化態，原初電子受體變為還原態，產生不可逆的跨膜電荷分離，發生氧化還原反應的化學變化。

　　　　光化學反應的具體變化是：特殊對被激發為激發態P*，放出電子給原初電子受體（A，即Q），特殊對被氧化為帶正電荷（P+）的氧化態，受體被還原成帶負電荷的還原態（A-）。氧化態的特殊對（P+）失去電子後可從原初電子受體（D）得到電子來填補，D帶上正電荷（D+），特殊對就恢復為原來的還原態（P）。不斷重復過程，直至最終電子受體NADP+。

　　　　反應式：

2.電子傳遞和光合磷酸化

　　（一）光系統

　　　　存在兩種光系統，即光系統Ⅰ和光系統Ⅱ。

　　（二）光合電子傳遞體

　　　　（1）光系統Ⅱ復合體

　　　　　　1）光系統復合體Ⅱ水解釋放氧氣，即希爾反應：光照下，離體葉綠體類囊體將高鐵化合物還原為低鐵化合物，並釋放氧氣。

　　　　　　 希爾反應對光合作用內部變化有啟示

　　　　　　　 為了標明O的來源，可以對光合作用方程式做出一些改動

　　　　　　2）光系統的電子傳遞過程可分為兩個部分：

　　　　　　　　第一部分是P680激發前將水裂解釋放氧。

　　　　　　　　可概括為：

　　　　　　　　第二部分是P680被激發後將電子傳給醌（PQ），最後傳至PC。

　　　　　　　　可概括為：

　　　　（2）細胞色素b₆f復合體

　　　　　　（此部分內容過於超綱。。。只需要知道這個就行）

　　　　　　　　Cytb₆f的電子傳遞可概括為：PQH₂——>b₆——>Fe——>f——>PC——>PSⅠ

　　　　（3）光系統Ⅰ復合體

　　　　　　（同）

　　　　　　　　PSⅠ復合體上的電子傳遞途徑是：P700——>A₀——>A₁——>FeS_x——>FeS_A/FeS_B——>Fd

　　（三）光合磷酸化

　　　　在類囊體的電子傳遞體中，PQ可傳遞電子和質子，而其他的如PC和Fd只傳遞電子而不傳遞質子。水裂解釋放的質子留在膜內側，電子進入PQ，PQ同時接受膜外側來的質子，PQ將質子傳入膜內側，電子傳給PC，於是產生了膜內外的質子濃度差和電位差，合稱為質子的動力勢，即光合磷酸化的動力，當質子流動時，在ATP合酶的催化下，ADP和Pi脫水合成ATP。

3.碳同化

　　碳同化有三條途徑：C3途徑，C4途徑，景天酸代謝途徑。在此只介紹C₃途徑。

　　（一）C₃途徑

　　　　（1）羧化階段

　　　　　　1,5-二磷酸核酮糖（RuBP）和CO₂在1,5-二磷酸核酮糖羧化酶作用下，反應生成中間產物，再和H₂O反應，分解為3-磷酸甘油酸（PGA）

　　　　　　反應可表示為：

　　　　（2）還原階段

　　　　　　分為兩步：

　　　　　　第一步：

　　　　　　第二步：

　　　　（3）更新階段

　　　　　　就是RuBP的更新階段

　　卡爾文循環總反應式：

植物的光合作用