【光合作用暗反应】光合作用是植物通过叶绿体将光能转化为化学能的过程，分为两个主要阶段：光反应和暗反应。其中，光合作用的暗反应（也称为卡尔文循环或光合碳反应）是在叶绿体的基质中进行的，不需要直接依赖光照，因此被称为“暗反应”。尽管名称中带有“暗”字，但该过程并不一定发生在黑暗中，而是指其不直接依赖光能。
一、光合作用暗反应概述
暗反应的主要目的是利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳（CO₂）固定并转化为有机物（如葡萄糖）。这一过程由美国科学家卡尔文等人提出，因此也称为卡尔文循环。暗反应是光合作用中合成有机物的关键步骤，为植物提供能量来源和生长所需的物质基础。
二、暗反应的基本过程
暗反应主要包括以下几个步骤：
| 步骤 | 名称 | 过程描述 | 所需条件 |
| 1 | CO₂的固定 | 二氧化碳与RuBP（核酮糖-1,5-二磷酸）结合，形成3-磷酸甘油酸（PGA） | 酶：RuBisCO |
| 2 | PGA的还原 | PGA在ATP和NADPH的作用下被还原为三碳糖（G3P） | ATP、NADPH |
| 3 | G3P的再生 | 部分G3P用于合成葡萄糖等有机物，其余再生成RuBP，继续参与循环 | 酶、ATP |
| 4 | 产物生成 | 一部分G3P被用来合成葡萄糖、淀粉等有机物 | 无直接光照 |
三、暗反应的特点
1. 不需要光：暗反应可以在有光或无光条件下进行，只要存在足够的ATP和NADPH。
2. 发生在叶绿体基质中：与光反应不同，暗反应的场所是叶绿体的基质部分。
3. 消耗ATP和NADPH：这些高能物质来自光反应，是暗反应的能量来源。
4. 固定CO₂：暗反应的核心是将大气中的CO₂转化为有机物，实现碳的固定。
四、总结
光合作用的暗反应是植物合成有机物的重要环节，虽然不直接依赖光，但必须依赖光反应提供的能量物质。通过卡尔文循环，植物能够将无机物转化为有机物，维持自身的生长和发育。这一过程不仅对植物自身至关重要，也是地球生态系统中能量流动的基础之一。
| 项目 | 内容 |
| 反应名称 | 暗反应 / 卡尔文循环 |
| 发生场所 | 叶绿体基质 |
| 能量来源 | 光反应产生的ATP和NADPH |
| 主要产物 | 葡萄糖、淀粉等有机物 |
| 是否需要光 | 不需要 |
| 关键酶 | RuBisCO |
| 核心物质 | CO₂、RuBP、PGA、G3P |
通过了解光合作用的暗反应，我们可以更深入地理解植物如何将光能转化为化学能，并维持生态系统的能量平衡。
