光合作用（Photosynthesis），即光能合成作用，是一個生化過程，其在含有葉綠體的綠色植物中（或某些細菌中），利用光合色素，在可見光的照射下進行。光合作用將二氧化碳和水（細菌則使用硫化氫和水）轉化為有機物，同時釋放出氧氣（或氫氣）。這個生化過程同時也是將光能轉換為有機物中化學能的能量轉化過程。
在光合作用中，有兩種常見的機制。第一種是C3類植物如水稻和小麥，它們利用卡爾文循環將二氧化碳轉化為葡萄糖。另一種是C4類植物如玉米和甘蔗，它們使用一條特殊的途徑來固定二氧化碳，然後進行後續反應。
C3與C4植物的光合作用
C3類植物（如水稻和小麥）的光合作用直接在葉肉細胞中進行，經過一系列複雜的生化反應生成葡萄糖。而C4類植物（如玉米和甘蔗）則在哈奇-斯萊克途徑中將二氧化碳固定下來，再進行光合作用的其他步驟。
地球生物圈的發展與光合作用
自元古宙起，產氧光合作用就成為地球生物圈的主要活動，為後來的生物進化提供了氧氣環境。進行產氧光合作用的生物（如植物、綠藻和藍綠菌）利用葉綠素吸收太陽能，將水和二氧化碳轉化為碳水化合物和氧氣，這過程約有6%的能量轉換效率。
光合作用對生態系統的重要性
光合作用生產的有機物不僅供植物自身利用，也是其他異養生物的食物來源，能量通過食物鏈傳遞給整個生態系統。此外，光合作用還主導了地球上的碳循環，對維持地球生命環境至關重要。
其他類型的光合作用
除了產氧光合作用，還有一些厭氧微生物和古菌進行不產氧光合作用，利用硫化氫或視黃醛等物質驅動光合反應，這些過程雖然不產生氧氣，但也是光合作用家族中重要的一員。
| 光合作用方程式 |
|---|
| 2H2O + CO2 + (少量) NADPH + (少量) ATP + (光能) → (葡萄糖) + O2 + (少量) NADP+ + (少量) ADP + (少量) Pi |
光合作用不僅為植物和其他自養生物提供了生長發育所需的養分，也是地球碳循環和生態系統能量傳遞的重要環節。
- 產氧光合作用
- 不產氧光合作用（包括C4植物的光合作用）
光合作用的原理雖然在19世紀就已為人所知，但直到今天，科學家們對某些具體步驟的理解仍然有限。隨著科技的進步，我們對光合作用的認識將會越來越深入。
光合作用
光合作用是植物和某些微生物能夠利用太陽能來進行的一個重要生化過程。它是一個將陽光轉化為化學能的過程，同時釋放出氧氣。光合作用通過植物中的葉綠素分子來進行，這些葉綠素分子能夠吸收太陽光的能量。
在光合作用中，二氧化碳和水進行反應，最終產生了葡萄糖和氧氣。這個過程可以通過下面的化學方程式來表示：
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
這個方程式表明，光合作用需要足夠的陽光和足夠的二氧化碳和水才能發生。在這個過程中，太陽能被轉化為化學能，用於合成葡萄糖等有機物。
光合作用是地球上生物生存的基礎，因為它提供了食物和氧氣。植物通過光合作用合成的葡萄糖被用作能量和其他有機物的來源。而釋放出的氧氣則維持了地球上動物的生存。
除了促進生物生存，光合作用還對地球的氣候和環境有著重要的影響。通過吸收二氧化碳，光合作用有助於調節大氣中的温室氣體含量。同時，植物的生長過程中也會吸收大量的二氧化碳，有助於減緩全球氣候變暖的速度。
總而言之，光合作用是地球上一個關鍵的生化過程，它將太陽能轉化為能量和氧氣。它不僅為生物提供了能量和食物，還對地球的氣候和環境起著重要的調節作用。
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光合作用- 維基百科，自由的百科全書
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