光合作用

光合作用是指绿色植物(包括藻类)、光合细菌等吸收光能，将二氧化碳和水转化成富能有机物并释放氧气的过程，主要包括光反应和暗反应两个阶段，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有不可替代的作用。

一、定义论述

光合作用是一系列复杂代谢反应的总和，指绿色植物(包括藻类)、光合细菌等在光照条件下，经过光反应和碳反应，利用叶绿素、反应中心色素、辅助色素等光合色素，将二氧化碳(或硫化氢)和水转化成富能有机物，并释放出氧气(或氢气)的生化过程。

二、反应过程

光合作用包括一系列的光化学步骤和物质转变，整个光合作用大致可分为三大步骤，其一是原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；其二是电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能(ATP和NADPH)；其三是碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能。

三、主要作用

1、将太阳能变为化学能：光合作用能将太阳能变为化学能储存在有机化合物中，有机化合物除了供植物本身和全部异养生物之用外，还是可供人类营养和活动的能量来源。

2、把无机物变成有机物：光合作用能将二氧化碳(或硫化氢)、水等无机物转化成有机物，人类生存所必需的粮食、油料、纤维、木材、糖类、水果等无不来自于光合作用。

3、维持大气的碳氧平衡：大气中的碳氧平衡主要依赖于光合作用，大气中氧气含量稳定不但为有氧呼吸提供了必要条件，还在大气的表层形成了能吸收有害辐射的臭氧层。

四、化学反应式

1、总反应式：CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂ ，(CH₂O)表示糖类，从光合作用的总反应式看似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。

2、光反应式：H₂O + ADP + Pi + NADP+ → O₂ + ATP + NADPH + H+ ，在光驱动下水分子氧化释放的电子通过电子传递系统传递给NADP+，使NADP+还原成NADPH，同时基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。

3、暗反应式：CO₂ + ATP + NADPH + H+ → (CH₂O) + ADP + Pi + NADP+ ，暗反应阶段利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使二氧化碳还原成糖类，这个阶段基本上不直接依赖于光，只是依赖于NADPH和ATP的提供。

五、阶段对比

注：光合作用是一个非常复杂的过程，包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤。