光致生氧

光致生氧（oxygenic photosynthesis）一词源自希腊语“phōs”（光）和“synthesis”（合成），特指在光合作用中通过光能驱动水分子裂解并释放分子氧的过程。与无氧光合作用（anoxygenic photosynthesis）不同，光致生氧以水为电子供体，产生氧气作为副产物。

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光系统II与放氧复合体

光致生氧的核心发生在类囊体膜上的光系统II（PSII）中。PSII含有由锰（Mn）、钙（Ca）和氯（Cl⁻）组成的放氧复合体（oxygen-evolving complex, OEC），负责催化水的裂解： ADFASDFAF23RQ23R
2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂↑

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光能被PSII的反应中心叶绿素P680吸收后，P680被激发并失去电子，成为强氧化剂P680⁺。P680⁺从OEC获取电子，OEC则通过四个连续的光诱导氧化步骤（S态循环）从水分子中提取电子，最终释放氧气和质子。 ADSFAEQWER353423413434

电子传递与ATP合成

从水分子提取的电子经质体醌（PQ）、细胞色素b₆f复合体、质体蓝素（PC）传递至光系统I（PSI），最终还原NADP⁺为NADPH。质子梯度驱动ATP合酶合成ATP。氧气通过扩散离开叶绿体。

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• 是地球大气中氧气的主要来源，约21%的O₂由此产生。
• 为电子传递链提供电子，是ATP和NADPH生成的前提。
• 提供还原力（NADPH）和能量（ATP），用于卡尔文循环固定CO₂。
• 是区分含氧与无氧光合作用的关键特征。

生物分布

具备光致生氧能力的生物包括：

• 高等植物（绿色植物）
• 藻类（如绿藻、褐藻、红藻）
• 蓝藻（蓝细菌）

这些生物均含有叶绿体或类叶绿体结构，并拥有PSII和PSI两套光系统。

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进化意义

光致生氧的起源可追溯至约24亿年前的大氧化事件（Great Oxidation Event），当时蓝藻的出现导致大气中氧气浓度急剧上升，改变了地球的化学循环，并促进了需氧生物的演化。

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• 人工模拟光合作用：通过合成OEC催化剂实现太阳能分解水制氢。
• PSII结构解析：利用X射线晶体学揭示OEC的精细结构。
• 光致生氧在生物能源中的应用：提高作物光能利用效率。

• 《植物生理学》第5版，王忠主编，中国农业出版社，2017。
• 《光合作用与光系统研究进展》李振声，科学出版社，2015。
• Barber, J. (2006). Photosystem II: the water splitting enzyme of photosynthesis. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 71, 111-121.
• Shen, J. R. (2015). The structure of photosystem II and the mechanism of water oxidation in photosynthesis. Annual Review of Plant Biology, 66, 23-48.