光合作用的全部过程并不都需要光,凡在光下才能进行的一系列光物理和光化学反应称为光反应。可简单概括为水的光解、放氧同时形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和三磷酸腺苷(ATP)。即叶绿体色素分子(包括叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素)吸收光能,并传递到少数特殊状态的叶绿素a分子(即原初电子供体)上,它就被光激发,立即给出高能电子,被原初电子受体接受,即在原初电子供体与原初电子受体之间,发生了氧化还原反应(表现为电荷分离),这就是原初光化学反应,这样就将光能转变为化学能。原初电子供体给出高能电子而呈氧化状态,它需从别处得到电子恢复原状再接受光能,这电子最终来自水,这样使水被氧化分解放出氧气、质子(H+)和电子。由于水被氧化是由光引起的,故称为“水的光解”。原初电子受体接受电子后,引起电子在电子传递体之间传递,最后将电子传递给氧化型辅酶Ⅱ(NADP+),它得到电子后再从介质中得到H+而成为NADPH。在电子传递过程中发生磷酸化作用形成ATP,同时将原初光化学反应中,由光能转换成的不稳定的化学能,成为比较稳定的化学能贮存在NADPH和ATP中。光反应是在叶绿体的片层结构上进行的。
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