光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程。这个过程主要包括两个阶段：光反应和暗反应。
光反应
光能吸收：叶绿素（主要是叶绿素a）吸收光能，激发电子跃迁至高能级，光能转化为化学能。
电子传递：光激发的高能电子通过光合色素复合物内的电子传递链传递，最终到达光化学反应中心。
光合磷酸化：电子传递过程中，基质中的质子被泵送到类囊体腔中，形成跨膜质子梯度，驱动ADP磷酸化生成ATP。
光解水：在光驱动下，水分子被氧化分解为氧气、氢离子和电子。
暗反应 （也称为Calvin循环）：碳同化：
利用光反应生成的ATP和NADPH，将二氧化碳固定并还原为糖类和其他有机物质。
二氧化碳固定：二氧化碳与五碳化合物（RuBP）结合，形成三碳化合物（3-PGA）。
二氧化碳还原：3-PGA在ATP和NADPH的作用下还原为糖类（如葡萄糖）。
再生RuBP：糖类在消耗ATP的过程中再生为RuBP，使Calvin循环继续进行。
通过这两个阶段，光合作用实现了从光能到化学能再到有机物质的转化，并释放出氧气。这个过程对维持地球生态系统的能量转换和碳-氧平衡至关重要。