在光合作用的光反應階段，發生在類囊體膜上的 ATP合成酶。葉綠體的類囊體膜藉由電子傳遞過程中所釋出之能量，從基質將質子唧入類囊體的內腔中，因而造成類囊體膜內、外質子的電化學梯度。當質子穿越膜上之溝道蛋白時，激發 ATP 合成酶，使 ADP 磷酸化形成 ATP。下圖為：光磷酸化的示意圖。
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