光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。
光合作用的过程是一个比较复杂的问题，从表面上看，光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包括一系列的光化学步骤和物质转变问题。根据现代的资料，整个光合作用大致可分为下列3大步骤：①原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；②电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP和NADPH）；③碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定CO2，形成糖类）。 在介绍光合作用反应过程前，对光合作用过程中涉及的光合色素及光系统进行一定的了解是必要的。
光合电子传递（Electron transfer）的主要载体有：质体醌（PQ），细胞色素b6（Cyt b6），质体蓝素（PC），铁氧还蛋白（Fd）和Fd-NADP还原酶（FNR）。关于光合电子传递途径，比较普遍接受的是，认为光合电子传递链是由PSⅡ和PSⅠ以及连接两个光系统的一系列电子载体组成，电子传递链上各个载体按其氧化还原电位高低，成Z形串联排列。
ATP是所有生物体中*常用的细胞“能量货币”。ATP合酶（ATP synthase）是利用跨膜离子梯度中存储的能量从ADP和磷酸合成ATP的通用酶。有两个主要亚基F0和F1，一个旋转马达。为了推动从ADP和Pi形成ATP这种反应，在光合作用过程中，ATP合酶通过电子传递链释放的能量，将质子穿过膜至ATP合成。其中ATP合酶包括9种蛋白：AtpA，AtpB，AtpC，AtpD，AtpE，AtpF，AtpG，AtpH，AtpI。
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