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光合作用是地球上最重要的生物化学反应。植物通过叶绿体中的叶绿素吸收太阳光能，将大气中的二氧化碳和根部吸收的水分子结合，转化为葡萄糖等有机物，同时释放出氧气。这个过程不仅为植物自身提供能量，更为地球上所有生命提供了赖以生存的氧气和有机物基础。
光反应是光合作用的第一阶段，发生在叶绿体的类囊体膜上。当阳光照射到光系统二时，叶绿素分子被激发，分解水分子产生氧气、质子和高能电子。这些电子通过电子传递链传递到光系统一，在此过程中合成ATP。光系统一进一步激发电子，最终还原NADP+形成NADPH。光反应产生的ATP和NADPH将为下一阶段的暗反应提供必需的能量和还原力。
暗反应也称为卡尔文循环，在叶绿体基质中进行，不直接需要光照但需要光反应产生的ATP和NADPH。循环分为三个阶段：首先是二氧化碳固定阶段，RuBP与CO2结合形成3-磷酸甘油酸；然后是还原阶段，消耗ATP和NADPH将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸，部分G3P用于合成葡萄糖；最后是再生阶段，剩余的G3P在ATP作用下重新生成RuBP，维持循环继续进行。
光合作用是一个完整而精密的生物化学过程，由光反应和暗反应两个阶段协调配合完成。光反应在类囊体膜上进行，将光能转化为化学能ATP和NADPH，同时分解水分子释放氧气。暗反应在叶绿体基质中进行，利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳固定并还原为葡萄糖。两个阶段相互依存：光反应为暗反应提供能量和还原力，暗反应则消耗这些产物完成有机物合成，共同实现了太阳能向生物化学能的高效转化。
虽然动物无法进行光合作用，但在细胞呼吸过程中具有与光合作用相似的能量转化机制。在线粒体的内膜上，存在着与叶绿体类囊体膜相似的电子传递链系统。两者都通过电子传递产生质子梯度，驱动ATP合酶合成ATP。叶绿体利用光能驱动电子传递，而线粒体则利用有机物氧化释放的化学能。这种结构和功能的相似性反映了生物能量转化的共同原理，也说明了动物对植物光合作用产物的依赖关系。