光合作用是绿色植物和藻类进行的一系列复杂生化过程，其核心是能量转换，即将太阳光能转化为化学能，并储存于有机物质中。这一过程大致可分为三个阶段：1. 光捕获阶段：植物通过叶绿素等色素吸收太阳光中的能量，特别是蓝光和红光波段，而绿光则被反射，使叶片呈现绿色。吸收的光能使叶绿素分子激发，产生高能电子，这些电子随后经过一系列传递，形成电能。2. 能量转化阶段：在光反应过程中，高能电子通过电子传递链传递，形成活跃的化学能，即三磷酸腺苷（ATP）和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADPH）。ATP和NADPH是光合作用中能量转换的关键物质，它们在暗反应中被用于将二氧化碳转化为有机物质。3. 碳同化阶段：暗反应中，ATP和NADPH作为能量和还原力，参与二氧化碳的固定和还原，形成糖类等有机物质，同时释放氧气。这一阶段将活跃的化学能转化为稳定的化学能，储存于新合成的有机物中。光合作用不仅为植物自身提供能量和构建物质，而且是地球上大多数生物能量流和物质循环的基础。通过光合作用，植物每年同化的太阳能约为人类所需能量的10倍，是全球生态系统中能量和物质循环的重要环节。此外，光合作用还有助于维持地球上的碳-氧平衡，通过吸收二氧化碳和释放氧气，缓解温室效应，对地球生态环境具有重要意义。
