光合磷酸化的主要機制

1966年，Andre Jagendorf實驗證明，即使在暗處葉綠體也可以形成ATP，只要在類囊膜兩側形成人為的pH梯度。即將葉綠體在pH4緩沖液中泡12小時，然后迅速與含ADP、Pi的pH 8緩沖液混合，葉綠體基質的pH迅速升至8，但是類囊體中的pH仍是4，這時發現隨著類囊膜兩側pH梯度的消失，同時有ATP形成，所以提出與氧化磷酸化類似的光合磷酸化的化學滲透學說。

在光合磷酸化中也需要完整的膜，在光激發下H+從基質流向類囊膜內形成跨膜質子梯度。ATP酶是在膜外，形成ATP后后質子才流出去。