开放生物学 · 第 2 版
第 142 页开放教育资源 · CC-BY 4.0
生物学 — 细胞与能量·第 6 章
光合作用
光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌将光能(通常来自太阳)转化为葡萄糖中储存的化学能的生化过程。这一过程主要发生在植物细胞的叶绿体中,整体反应可概括为:
两个阶段
光合作用分为两个相互衔接的阶段。光反应发生在上,吸收光子、分解水、生成 ATP,并把 NADP⁺ 还原为 。暗反应()发生在基质中,利用 ATP 与 把二氧化碳固定成三碳糖,最终拼装成葡萄糖。
叶绿素
存在于植物叶绿体中、吸收红光和蓝光的色素。主要分为叶绿素 a(主色素)和叶绿素 b(辅助色素)两类,共同驱动了地球上大部分的光合作用。
蓝藻在最早的植物出现之前已经进行光合作用超过十亿年——正是它们让地球大气中有了氧气。
途径差异
大多数植物走 C3 途径,但在干热环境下,许多物种演化出 或 途径,以减少水分散失和光呼吸损失。玉米、甘蔗、菠萝等作物的高产正得益于这些适应。

C4 · 玉米
在维管束鞘细胞中富集 CO₂
爱荷华玉米田 · CC BY-SA

C4 · 甘蔗
在炎热、阳光充足的气候下高效
甘蔗 · CC BY-SA

CAM · 菠萝
夜间开放气孔以保水
亚速尔菠萝种植园 · CC BY-SA