一些生物需要創造生存所需的能量。這些生物能夠吸收陽光中的能量，并將其用于生產糖和其他有機化合物，例如脂質和蛋白質。然后，這些糖用于為生物體提供能量。此過程稱為光合作用，被包括植物，藻類和藍細菌在內的光合生物利用。

        光合作用方程

        在光合作用中，太陽能被轉換為化學能。化學能以葡萄糖（糖）的形式存儲。二氧化碳，水和陽光用于產生葡萄糖，氧氣和水。該過程的化學方程式為：6CO 2 + 12H 2 O +發光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

        該過程消耗了六分子二氧化碳（6CO 2）和十二分子水（12H 2 O），而葡萄糖（C 6 H 12 O 6），六分子氧（6O 2）和六分子水被消耗了產生（6H 2 O）。

        該方程式可以簡化為：6CO 2 + 6H 2 O +光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2。

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        植物的光合作用

        在植物中，光合作用主要發生在葉片內部。由于光合作用需要二氧化碳，水和陽光，因此所有這些物質必須從葉子中獲取或運輸到葉子中。二氧化碳是通過稱為氣孔的植物葉片中的細孔獲得的。氧氣也通過氣孔釋放。植物從根部獲得水，然后通過維管植物組織系統輸送到葉子。陽光被葉綠素吸收，葉綠素是一種位于植物細胞結構中的綠色色素，稱為葉綠體。葉綠體是光合作用的場所。葉綠體包含幾個結構，每個結構都有特定的功能：

        外膜和內膜 -保護性覆蓋物，使葉綠體結構保持封閉狀態。

        基質-葉綠體中的致密液體。二氧化碳轉化為糖的位置。

        類囊體—扁平的囊狀膜結構。光能轉換為化學能的場所。

        格拉納 -類囊體囊的密集分層堆棧。光能轉化為化學能的場所。

        葉綠素 -葉綠體中的綠色顏料。吸收光能。

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        光合作用的階段

        光合作用分為兩個階段。這些階段稱為亮反應和暗反應。光反應在光的存在下發生。暗反應不需要直接光照，但是大多數植物在白天都會發生暗反應。

        光反應主要發生在谷物的類囊體堆中。在這里，太陽光以ATP（含自由能的分子）和NADPH（高能電子攜帶分子）的形式轉化為化學能。葉綠素吸收光能并開始一系列步驟，從而導致ATP，NADPH和氧氣的產生（通過水的分解）。氧氣通過氣孔釋放。ATP和NADPH均用于黑暗反應中以產生糖。

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        黑暗反應發生在基質中。使用ATP和NADPH將二氧化碳轉化為糖。此過程稱為碳固定或卡爾文循環。卡爾文循環具有三個主要階段：碳固定，還原和再生。在固碳過程中，二氧化碳與5碳糖[核糖1,5-磷酸二氫鹽（RuBP）]結合在一起，形成6碳糖。在還原階段，光反應階段產生的ATP和NADPH用于將6碳糖轉化為2分子的3碳碳水化合物，3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛用于制取葡萄糖和果糖。這兩個分子（葡萄糖和果糖）結合在一起形成蔗糖或糖。在再生階段，3-磷酸甘油醛的一些分子與ATP結合并轉化回5碳糖RuBP。循環完成后，RuBP可與二氧化碳混合以再次開始循環。

        光合作用總結

        總之，光合作用是將光能轉換為化學能并用于生產有機化合物的過程。在植物中，光合作用通常發生在植物葉片中的葉綠體中。光合作用包括兩個階段，光反應和暗反應。光反應將光轉化為能量（ATP和NADHP），而暗反應則利用能量和二氧化碳產生糖。要查看光合作用，請參加“ 光合作用測驗”。