
【機】 photophosphorylase
【醫】 photosynthesis
【醫】 phosphorylation
光合磷酸化(Photophosphorylation)是光合作用中将光能轉化為化學能的關鍵生化過程,具體指葉綠體在光照條件下通過電子傳遞鍊驅動ADP與無機磷酸結合生成ATP的過程。該術語由"光合"(photo-,光驅動)和"磷酸化"(phosphorylation,磷酸基團轉移)組合而成。
根據作用機制可分為兩種類型:
非循環光合磷酸化(Non-cyclic Photophosphorylation):光系統II和I協同工作,電子從水分子傳遞至NADP+,伴隨ATP和NADPH的同步生成,反應式為: $$ text{2H}_2text{O} + 2text{NADP}^+ + 3text{ADP} + 3text{P}_i xrightarrow{text{光}} text{O}_2 + 2text{NADPH} + 3text{ATP} $$
循環光合磷酸化(Cyclic Photophosphorylation):僅光系統I參與,電子循環傳遞産生ATP但不生成NADPH和氧氣,常見于特定環境下的能量補充機制。
該過程通過類囊體膜上的ATP合酶完成,其化學滲透機制由Peter Mitchell的質子梯度理論解釋。據《植物生理學前沿》記載,光合磷酸化效率直接影響碳反應中CO₂固定速率,是地球生物圈能量流動的基石(來源:Journal of Plant Physiology, 2023年度綜述)。
在漢英詞典編纂中,"光合磷酸化"對應詞條需注明其英文術語、反應場所(thylakoid membrane)及核心組件(PSII/PSI, ATP synthase)。美國國立生物技術信息中心(NCBI)數據庫将其歸類為光合作用能量轉換的核心代謝途徑(來源:NCBI BioSystems Database)。
光合磷酸化是光合作用中将光能轉化為化學能的關鍵過程,具體解釋如下:
光合磷酸化指在光照條件下,植物葉綠體類囊體膜或光合細菌載色體中,電子傳遞與ADP磷酸化偶聯生成ATP的過程。其能量來源于光能驅動的跨膜質子梯度,區别于呼吸作用中的氧化磷酸化。
循環式光合磷酸化
非循環式光合磷酸化
$$ 2text{NADP}^+ + 2text{ADP} + 2text{Pi} + 2text{H}_2text{O} rightarrow 2text{NADPH} + 2text{H}^+ + 2text{ATP} + text{O}_2 $$ (非循環式反應式,)
通過化學滲透學說解釋:光驅動下類囊體膜形成質子梯度(pH差和電勢差),質子經ATP合酶回流時催化ADP磷酸化。質體醌(PQ)的氧化還原對質子梯度形成起關鍵作用。
為暗反應提供ATP和NADPH,是碳同化的能量基礎。據研究,每釋放1分子O₂約産生3分子ATP。
更多細節可參考搜狗百科、考試資料網等來源。
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