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3．光合磷酸化
叶绿体（或载色体）内光合 e传递与吸收能的高能磷酸键形成相偶联的过程，称为光合磷酸化。光合磷酸化有两个类型，即非环式光合磷酸化和环式光合磷酸化。
非环式光合磷酸化：PSII的光合中心色素P680受光激发后，放出高能电子，经过Z链的传递，在传递链上形成ATP，中间经PSI的反应中心P700又受光激发，继续推动电子进行传递，最后传递至NADP+使其还原为NADPH 。由于电子传递的途径是一个开放的通路，必须有e补充反应才能继续进行，所以称为非环式光合磷酸化。
环式光合磷酸化：PSI的光合中心色素P700 放出的高能电子，经P430、Cytb563、Cytf和PC，最后又重新回到PSI中心色素。由于电子是在一个闭合电路传递的，因此，称为环式光合磷酸化。在这个循环中，仅在由P430到Cyt563时，磷酸化形成ATP，而不伴随其他反应。
经过上述变化，由光能转变来的电能进一步形成活跃的化学能，暂时贮存在ATP和NADPH之中，它们将用于CO2的还原，进一步形成各种光合产物，把活跃的化学能转变为稳定的化学能贮存在有机化合物之中。这样， ATP和NADPH就把光反应和暗反应联起来了。通常把这两种物质合起来称为同化力。
三、二氧化碳的同化
二氧化碳同化在叶绿体的基质里进行，通过一系列的酶促反应，把CO2和H2O合成为有机物（糖），同时活跃的化学能转化为稳定的化学能（键能），贮存在所生成的有机物的化学键中。已经明确高等植物光合碳同化的途径有三条，即C3 途径（卡尔文循环）、C4途径和景天酸代谢途径。C3途径是最基本的碳素同化途径，其他两种途径都必须经过C3循环才能把CO2固定为光合产物----糖。
1．C3途径（卡尔文循环）
二氧化碳的同化是一个十分复杂的问题。50 年代卡尔文及其同事本森等人利用放射性14C 示踪、纸上层析和放射自显影等技术，以绿藻作为试验材料，经过10年的努力，终于研究清楚了光合作用的碳转变的基本途径。这个途径现在都称C3途径、或称光合碳还原循环、还原的磷酸戊糖循环。整个循环可分三个阶段（图3-9）：
羧化阶段：二氧化碳在还原以前，首先被固定形成羧基，然后被还原，以核酮糖-1.5-二磷酸（RuBP）作为二氧化碳的受体，在RuBP羧化酶的催化下，使RuBP 和二氧化碳结合生成二分子磷酸甘油酸（PGA）。在上述反应中烯醇式RuBP发生羧化，生成中间产物产β-酮酸，后者加水分解后生成2分子3-磷酸甘油酸，它是CO2固定的最初产物，因为3-磷酸甘油酸是含三个碳原子的，所以这个循环也称C3循环。通过C3循环进行光合作用的植物称为C3植物。如小麦、水稻、大豆、烟草、棉花、菠菜等均属于C3植物。