主要区别 - 光与暗反应

光反应和暗反应是植物光合作用过程中发生的两种连续过程。光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，而暗反应发生在叶绿体的基质中。在光合作用的光反应期间，来自阳光的光能被叶绿素捕获。暗反应由多种酶催化。这 主要区别 明暗反应之间是 光反应是光合作用的第一阶段，它捕获光能以产生 ATP 和 NADPH，而暗反应是光合作用的第二阶段，利用光反应产生的能量形式 ATP 和 NADPH 产生葡萄糖。

本文考察，

1.什么是光反应 – 定义、特征、功能 2.什么是暗反应 – 定义、特征、功能 3. 光反应和暗反应有什么区别

什么是光反应

光反应是光合作用的第一阶段，它通过称为叶绿素的色素捕获阳光的能量来产生 ATP 和 NADPH。光反应发生在叶绿体的类囊体膜中。由于光反应依赖于阳光，它只在有阳光的情况下发生。叶绿素 A 和 B 是参与光反应的主要叶绿素类型。叶绿素 A 是主要的色素捕获光能，叶绿素 B 是辅助色素，捕获光并传递给叶绿素 A。叶绿素 A 捕获的能量传递给光系统 II (PS II) 和光系统 I (PSI)以高能电子的形式存在。退出的 PS II 通过将水分子分裂为分子氧来获取电子，产生高能电子，这些电子通过一系列电子载体转移到 PS I。在 PS II 处水的分裂称为光解。 PS I 还利用太阳光的能量产生高能电子。这些电子被酶 NADP 用于形成 NADPH⁺ 还原酶。 ATP 合酶利用 H⁺ 离子，通过光解产生 ATP。光反应见图1。

图 1：光反应

什么是暗反应

暗反应是光合作用的第二阶段，它利用光反应中产生的 ATP 和 NADPH 的能量产生葡萄糖。它发生在叶绿体的基质中。暗反应发生在两种反应机制中：C3 循环和 C4 循环。 C3 循环称为卡尔文循环，而 C4 循环称为 Hatch-Stack 循环。卡尔文循环分三步进行。在第一步中，二氧化碳被固定在核酮糖 1, 5-二磷酸酯中，形成不稳定的六碳化合物，然后水解成三碳化合物，3-磷酸甘油酸酯。该过程中涉及的酶是rubisco。由于 rubisco 的分解代谢缺陷，光呼吸发生在二氧化碳浓度较低的情况下。在第二步中，一些 3-磷酸甘油酸酯被还原以产生磷酸己糖。剩余的 3-磷酸甘油酸酯用于回收 1, 5-磷酸核酮糖。

在 C4 循环期间，观察到二氧化碳的双重固定，提高了光合作用的效率。在进入卡尔文循环之前，二氧化碳被固定在磷酸烯醇丙酮酸中，形成四碳化合物草酰乙酸。草酰乙酸转化为苹果酸并转移到束鞘细胞中，以通过去除二氧化碳进入卡尔文循环。卡尔文循环如图2所示。

图 2：卡尔文循环

光和暗反应的区别

发生在

光反应： 光反应发生在叶绿体的类囊体膜中。

暗反应： 暗反应发生在叶绿体的基质中。

光

光反应： 光反应取决于阳光。

暗反应： 暗反应与阳光无关。

颜料

光反应： 叶绿素是参与光反应的色素。

暗反应： 暗反应中不涉及颜料。

光解

光反应： PS II 在光反应过程中发生光解。

暗反应： 在暗反应期间不发生光解。

氧气/二氧化碳

光反应： 在光反应过程中释放出氧气。

暗反应： 二氧化碳在暗反应过程中是固定的。

结果

光反应： ATP 和 NADPH 在光反应过程中产生。

暗反应： 葡萄糖是通过使用光反应中产生的 ATP 和 NADPH 的能量产生的。

结论

光反应和暗反应是光合作用中涉及的两个反应步骤。光反应发生在叶绿体的类囊体膜中。阳光的能量被叶绿素捕获，捕获的能量用于生成 ATP 和 NADPH。这些 ATP 和 NADPH 用于在暗反应中生产葡萄糖。暗反应在酶的参与下发生在叶绿体的基质中。它以两种方式发生，C3 循环和 C4 循环。 C4循环比C3循环更有效。光反应和暗反应的主要区别在于它们对光合作用的贡献。

参考：1。 Berg, Jeremy M.“光合作用的光反应。”生物化学。第 5 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 4 月 17 日。2. Berg, Jeremy M.“卡尔文循环从二氧化碳和水中合成己糖。”生物化学。第 5 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 4 月 16 日。3. 哈维洛迪什。 “光合作用期间的二氧化碳代谢。”分子细胞生物学。

图片提供：1。 David Berard 的“Cyclic Photophosphorylation”——自己的作品 (CC0)，来自 Commons Wikimedia2。腺苷的“卡尔文循环背景” – 文件：Calvin-cycle4.svg（CC BY-SA 3.0），来自 Commons Wikimedia