光合作用过程中的物质变化是二氧化碳和水转化为有机物，同时释放氧气。
水在光反应阶段分解释放氧气，同时生成ATP和[H]。二氧化碳在暗反应阶段先与五碳化合物（C5）结合生成三碳化合物（C3），然后还原为有机物（CH2O），同时有五碳化合物和水生成。这些物质的变化概括如下表：在光合作用过程中，先进行光反应，当光反应生成了[H]和ATP时，才进行暗反应。当植物在黑暗中突然给以光照，植物体中的[H]和ATP就会突然上升，然后由于暗反应消耗而下降。当植物在光照下突然停止光照，光反应立即停止，而暗反应还要继续一段时间，直到消耗完[H]和ATP为止。突然改变其中某一个反应条件，[H]、ATP、C3、C5、有机物等的含量会发生相应的变化。如下表：
分析这些物质的变化，必须把光反应与暗反应联系起来考虑（如下图），同时分析该物质的来源和去路，才能得出准确的结论。如：突然停止光照、CO2供应充足时，由于没有光，没有ATP生成，C3就不能被还原（没有消耗）成有机物，但由于CO2充足，C5还继续被消耗，同时生成C3。所以C3量上升，C5量下降。
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