光反应

想想一块太阳能板给电池充电。电板并不直接给你的手机供电；它先把阳光捕获、储存为电荷，你再在之后花掉。光反应就是植物的“太阳能充电”阶段：它抓住阳光的能量，存进化学电池里，供下一阶段用来构建糖。

光反应发生在叶绿体内部层叠的膜上。色素——主要是绿色的叶绿素——吸收光的光子，能量把电子激发到高能状态。这些被激发的电子沿着一条电子传递链而下，与呼吸作用里的那条非常相似，把质子泵过膜、建起一个梯度。ATP合酶随后利用这个梯度制造ATP，与线粒体里一模一样。电子最终被装到一种叫NADP+的载体上，生成NADPH。为了补充它不断失去的电子，这套系统把水分子拆开，剩下的氧气便作为副产物释放到空气中。

于是光反应交付两样东西：ATP和NADPH，即卡尔文循环所需的能量与携带电子的“电池”。它还产生了我们大气中几乎全部的游离氧气；你呼吸的氧气，正是在这一阶段拆水时留下的废物，重复了数十亿次。请注意它与呼吸作用之间的深刻相似：两者都在一层膜上运行电子链，并使用同一台ATP合酶机器，这是生命重复利用一个好设计的鲜明例子。