光反应发生在光照下叶绿体的基粒片层中。光反应包括两个步骤:(1)光能的吸收、传递和转换的过程——通过原初反应完成。(2)电能转变为活跃的化学能的过程——通过电子传递和光合磷酸化完成。

1.光能的吸收、传递和转换——原初反应在光照下,叶绿素分子吸收光能,被激发出一个高能电子。该高能电子被一系列传递电子的物质有规律地传递下去。叶绿素分子由于失去一个电子,就留下一个空穴,这空穴立刻从电子供体得到一个电子来填补,使叶绿素分子恢复原来状态,准备再一次被激发。这样,叶绿素分子不断被激发,不断给出高能电子,又不断地补充电子,就完成了从光能到电能的过程——原初反应。

2.电子传递和光合磷酸化　原初反应中的电能再用作水的光解和光合磷酸化,经过一系列电子传递体的传递,最后形成ATP和NADPH,H＋。

(1)水的光解和氧的释放　当叶绿素分子吸收光能后,被激发出一个高能电子,处于很不稳定的状态,有极强的夺回电子的能力。经实验证明,它是从周围的水分子中夺得电子,因而促使水的分解。

其中的氧被释放出来,氢和辅酶Ⅱ(NADP)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。(www.daowen.com)

因为光合作用的原料CO2和H2O 中都有氧,而光合作用放出的氧来自水,所以为了明确起见,可将光合作用方程式改写成

(2)光合磷酸化　在光合作用过程中,伴随着将ADP磷酸化生成ATP的过程,在光合细胞中才有。

光合作用中磷酸化跟电子传递是偶联的,一般认为光合磷酸化偶联因子是它们之间的物质联系。实验证明,偶联因子是位于类囊体膜表面的一种蛋白质颗粒。用特殊溶液洗脱这种颗粒,类囊体便失去合成ATP 的能力。如把含有这种颗粒的溶液加入类囊体残膜,则光合磷酸化活力又可部分恢复。

到此为止,ATP和NADPH 已形成了,它们是光合作用的重要中间产物,一方面因为这两者都能暂时贮存能量,继续向下传递;另一方面因为NADPH 的H 又能进一步还原二氧化碳,并把它固定成中间产物。这样就把光反应和暗反应联系起来了。因为叶绿体有了ATP和NADPH,可在暗反应中同化二氧化碳,所以有人把这两种物质叫做同化能力。