１.非環式光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation) 與非環式電子傳遞偶聯產生ＡＴＰ的反應。

非環式光合磷酸化與吸收量子數的關系可用下式表示:2ＮＡＤＰ+＋3ＡＤＰ＋3Pi → 2ＮＡＤＰＨ＋3ＡＴＰ＋O2+2H+＋６Ｈ2Ｏ 在進行非環式光合磷酸化的反應中，體系除生成ATP外，同時還有NADPH的產生和氧的釋放。非環式光合磷酸化僅為含有基粒片層的放氧生物所特有，它在光合磷酸化中佔主要地位。２.環式光合磷酸化(cyclic photophosphorylation) 與環式電子傳遞偶聯產生ＡＴＰ的反應。ＡＤＰ＋Ｐｉ→ＡＴＰ＋Ｈ2Ｏ 環式光合磷酸化是非光合放氧生物光能轉換的唯一形式，主要在基質片層內進行。它在光合演化上較為原始，在高等植物中可能起著補充ATP不足的作用。３.假環式光合磷酸化(pseudocyclic photophosphorylation) 與假環式電子傳遞偶聯產生ＡＴＰ的反應。此種光合磷酸化既放氧又吸氧，還原的電子受體最後又被氧所氧化。Ｈ2Ｏ+ＡＤＰ＋Ｐｉ→ ATP+ O2-。＋４Ｈ+NADP+供應量較低，例如NADPH的氧化受阻，則有利於假環式電子傳遞的進行。

綠色植物利用太陽的光能，同化二氧化碳(CO2)和水(H2O)製造有機物質並釋放氧氣的過程，稱為光合作用。光合作用的場所是葉綠體。光合作用所產生的有機物主要是碳水化合物，並釋放出能量。

光合作用主要包括光反應、暗反應兩個階段，涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應步驟，對實現自然界的能量轉換、維持大氣的碳-氧平衡具有重要意義。

①光反應階段：

a、水的光解：2H2O→4[H]+O2(為暗反應提供氫);

b、ATP的形成：ADP+Pi+光能─→ATP(為暗反應提供能量)

②暗反應階段：

a、CO2的固定：CO2+C5→2C3;

b、C3化合物的還原：2C3+[H]+ATP→(CH2O)+ C5

注意：一是光合作用兩個階段的劃分依據——是否需要光能;二是應理清兩個反應階段在場所、條件、原料、結果、本質上的區別與聯繫。

物質轉化

1.水的光解：2H2O→4[H]+O22.ATP形成：ADP+Pi+能量→ATP1.CO2的固定：CO2+C5→2 C32.C3的還原：C3→C5+(CH2O)+ H2O

能量轉化光能→電能→儲存於ATP中的活躍的化學能ATP中活躍的化學能→(CH2O)中穩定的化學能

實質光能轉變成活躍的化學能，並生成O2同化CO2形成(CH2O)、儲存能量。

光反應為暗反應提供[H]、ATP;暗反應為光反應提供ADP、Pi、NADP+;

⑵光反應為暗反應準備了物質和能量，沒有光反應，暗反應無法進行;暗反應是光反應的繼續，是形成有機物，並最終儲存能量的過程，沒有暗反應，有機物不能合成;因此，二者是一個整體，緊密聯繫、缺一不可。

光合碳循環中的十幾個步驟可分為3個循環：

①羧化作用：由RuBP羧化酶催化，將CO2加到RuBP的C－2上，形成中間產物2-羧基-3-酮基核糖醇-1，5-二磷酸，然後水解為兩個分子的3－PGA；

②還原作用：兩個3－PGA經 PGA激酶作用，消耗兩個 ATP，形成兩個1，3－DPGA，再經GAP脫氫酶催化，消耗兩個NADPH，還原為兩個GAP；

③CO2受體RuBP的再生；每 3個RuBP與3個CO2形成6個GAP，5個GAP經過一系列的異構化、縮合與重組，消耗3個ATP，再合成3個RuBP，淨生產一個GAP。

GAP是合成各種有機物質的碳架，可在葉綠體中合成澱粉等物質，又可透過葉綠體被膜上的起跨膜傳遞作用的蛋白稱為P1-運轉器輸出葉綠體外，合成蔗糖等物質。特有的酶氧化戊糖磷酸途徑酶系統的發現促進了光合碳循環各步驟酶系統的分離。其中核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶、核酮糖-5-磷酸激酶、景天糖-1，7-二磷酸酯酶是此循環 特有的酶。循環中的RuBP羧化酶、GAP脫氫酶、FBP酯酶、SBP酯酶、Ru5P激酶是調節酶。除一般的代謝調節外，光也起重要的調節作用。光合電子傳遞產生的還原劑使GAP脫氫酶、FBP酯酶、SBP酯酶、Ru5P激酶活化。葉綠體照光時類囊體膜吸收間質中的H引起間質pH值的上升，從pH7.1升至pH8.1；同時類囊體的Mg外流，增加了間質中Mg的濃度，為RuBP羧化酶、FBP酯酶、SBP酯酶、Ru5P激酶催化的反應創造了最適的環境條件。

酶的催化

第一階段：在類囊體薄膜上，水光解成為還原氫和氧氣，ADP與Pi吸收能量結合生成ATP。

第二階段：在葉綠體基質中，C₅結合CO₂生成兩分子C₃。

第三階段：在葉綠體基質中，ATP水解為ADP與Pi釋放能量，C₃吸收能量並結合第一階段中水生成的還原氫，生成醣類和C₅。

光反應階段的特徵是在光驅動下水分子氧化釋放的電子通過類似於線粒體呼吸電子傳遞鏈那樣的電子傳遞系統傳遞給NADP+，使它還原為NADPH。電子傳遞的另一結果是基質中質子被泵送到類囊體腔中，形成的跨膜質子梯度驅動ADP磷酸化生成ATP。

暗反應階段是利用光反應生成NADPH和ATP進行碳的同化作用，使氣體二氧化碳還原為糖。由於這階段基本上不直接依賴於光，而只是依賴於NADPH和NADPH的提供。