1. 光合作用的总反应式显示,在光照、酶的参与和叶绿体的环境中,二氧化碳和水反应生成碳水化合物和氧气:
CO2 + H2O (光照、酶、叶绿体)→ (CH2O) + O2
(CH2O)代表糖类相关的化学式。
2. 光反应阶段,水在光解过程中分解为氢离子(H+)、电子和氧气:
H2O → 2H+ + 1/2O2 (水的光解)
同时,NADP+ 接受电子和氢离子还原成NADPH:
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH
此外,光能被利用,将ADP和无机磷酸(Pi)转化为三磷酸腺苷(ATP):
ADP + Pi + 光能 → ATP
3. 暗反应阶段,二氧化碳与五碳化合物(C5)结合形成两个三碳化合物(C3):
CO2 + C5化合物 → 2C3化合物 (二氧化碳的固定)
随后,这两个三碳化合物利用四分子的NADPH和ATP,还原成碳水化合物(CH2O)和五碳化合物,并释放水:
2C3化合物 + 4NADPH + ATP → 碳水化合物(CH2O)+ C5化合物 + H2O
(有机物的生成或称为C3的还原)
在这一过程中,ATP被分解成ADP和无机磷酸(Pi),释放能量:
ATP → ADP + Pi
光能首先转换为ATP中高能磷酸键中的不稳定的化学能,然后这种能量被用来固定二氧化碳,最终转化为碳水化合物中稳定的化学能。