光合作用

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光反应

光合作用的循環圖

定义：光反应是反应中心色素所吸收的光能与原初电子受体和次级电子受体之间进行的氧化还原反应，从而实现光能转化为电能，并转变为化学能的过程。[5]

场所：类囊体膜

影响因素：光强度，水分供给，氧含量

过程：叶绿体膜上有两套光合作用系统（光系统）：光合作用系统一和光合作用系统二（光合作用系统一比光合作用系统二要原始，但电子传递先在光合作用系统二开始，一、二的命名则是按其发现顺序）。在光照条件下，两系统分别吸收700nm和680nm波长的光子作为能量，将从水分子在光解过程中得到的电子不断传递，该过程还有细胞色素b6/f的参与。电子最后被传递给辅酶NADP，通过铁氧还蛋白-NADP还原酶将NADP还原为NADPH。而水光解所得的氢离子则顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体而从类囊体内向外移动到基质，势能降低。其间的势能用于合成ATP，以供碳反应所用。此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP带走，一分子NADP可携带两个氢离子。这个NADPH與氢离子则在碳反应中充当还原剂的作用。

意义：

光解水，产生氧气。

将光能转变成化学能，产生三磷酸腺苷 (ATP)，为碳反应提供能量。

利用水光解的产物氢离子，合成NADPH及氢离子，为碳反应提供还原剂。

詳細過程如下：

光系統由多種色素，如葉綠素a（Chlorophyll a）、葉綠素b（Chlorophyll b）、類胡蘿蔔素（Carotenoids）等組成。多种色素既拓寬了光合作用的作用光譜，其他的色素也能吸收過度的強光而產生所謂的光保護作用（Photoprotection）。在光系統裡，當光子击中系統裡的色素分子時，會如圖片[1]（页面存档备份，存于互联网档案馆） 所示，使電子在分子之間移轉，直到到达反應中心為止。反應中心有兩種，分别位于光系统一与光系统二。光系統一的吸收光譜於700nm達到峰值，系統二則以680nm為峰值。反應中心由葉綠素a及特定蛋白質所組成（這邊的葉綠素a是因為位置而非結構特殊），蛋白質的種類決定了反應中心吸收光線的波長。吸收相应波长的波長的光線後，葉綠素a激發出一個電子，而旁邊的酶使水光解成氫離子、电子和氧原子。此时多餘的電子去補葉綠素a分子上的缺少。然後葉綠素a透過如圖所示的過程，生產ATP與NADPH分子，该過程稱為電子傳遞鏈。

電子傳遞鏈分為兩種，即循環電子傳遞鏈（cyclic electron transfer system）和非循環電子傳遞鏈（noncyclic electron transfer system）