在自然界裡，綠色植物的光合作用可以說是地球上最為普遍、規模最大的反應過程，在有機物合成、蓄積太陽能量和淨化空氣，保持大氣中氧氣含量和碳迴圈的穩定等方面起很大作用，是農業生產的基礎，在理論和實踐上都具有重大意義。葉片是進行光合作用的主要器官，葉綠體是光合作用的重要細胞器。高等植物的葉綠體色素包括葉綠素（a和b）和類胡蘿蔔素（胡蘿蔔素和葉黃素），它們分佈在光合膜上。葉綠素的吸收光譜和熒光現象，說明它能夠吸收光能、被光激發。葉綠素的生物合成在光照條件下形成，不但受遺傳性制約，而且還受光照、溫度、礦質營養、水和氧氣等很多因素的影響。

光合作用怎樣形成呢？它主要包括光反應過程、光合碳同化二個相互聯絡的步驟，光反應過程包括原初反應和電子傳遞與光合磷酸化兩個階段，其中前者進行光能的吸收、傳遞和轉換，把光能轉換成電能，後者則把電能轉變為ATP和NADPH2（合稱同化力）這兩種活躍的化學能。活躍的化學能轉變為穩定化學能是透過碳同化過程完成的。碳同化有C3、C4和CAM三條途徑，根據碳同化途徑的不同，把植物分為C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途徑是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式，其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途徑和CAM途徑都不過是CO2固定方式不同，最後都要在植物體內再次把CO2釋放出來，參與C3途徑合成澱粉等。C4途徑和CAM途徑固定CO2的酶都是PEP羧化酶，其對CO2的親和力大於RuBP羧化酶，C4途徑起著CO2泵的作用；CAM途徑的特點是夜間氣孔開放，吸收並固定CO2形成蘋果酸，晝間氣孔關閉，利用夜間形成的蘋果酸脫羧所釋放的CO2，透過C3途徑形成糖。所以，這就是在長期進化過程中所形成的適應性。

這裡所說的光呼吸，其實就是綠色細胞吸收O2放出CO2的過程，其底物是C3途徑中間產物RuBP加氧形成的乙醇酸。整個乙醇酸途徑是依次在葉綠體、過氧化體和線粒體中進行的。總結一下，C3植物有明顯的光呼吸，C4植物的光呼吸並不明顯。

通常，植物光合速率會因為植物種類品種、生育期、光合產物積累等的不同而異，也受光照、CO2、溫度、水分、礦質元素、O2等環境條件的影響。外界的環境因素對光合的影響並不是孤立存在的，而是相互聯絡、共同作用的。在一定範圍裡，每個條件越適宜，光合速率就會越快。

迄今為止，植物光能利用率還極低。作物現有的產量和理論值相差很遠，因此增產潛力很大。要提高光能利用率，就應減少漏光等造成的光能損失和提高光能轉化率，主要透過適當增加光合面積、延長光合時間、提高光合效率、提高經濟產量係數和減少光合產物消耗。因此，這也給我們帶來啟示，透過改善光合效能是提高作物產量的根本途徑。

光合作用的產物

大多數植物的光合作用產物為澱粉,但芭蕉科植物的綠色細胞中不含澱粉而含油類,其他多數單子葉植物的光合作用只產生糖類.

光合作用的直接生成物因種而異,大多數情況下為糖類,有的為多聚糖(澱粉),有的為雙糖(蔗糖),也有的為單糖(葡萄糖和果糖).至於單糖中葡萄糖與果糖哪種為直接生成物,還有爭論;當前大多數學者都贊同葡萄糖為直接生成物的學說.產生澱粉的葉與葉柄脫離後,如浮於數種糖液,在黑暗處能使糖轉變為澱粉.這種在黑暗處能轉變為澱粉的糖,為乳糖,麥芽糖,蔗糖及葡萄糖(乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖結合而成,麥芽糖由兩分子葡萄糖構成,蔗糖則是由一分子果糖和一分子葡萄糖結合而成).

光合作用產物的種類還與光照強度,和濃度,葉片年齡和光質等因素有關.葉片年齡對產物的影響:

成熟的葉片主要形成糖類,幼嫩的葉片除了形成糖類外,還產生蛋白質.光質對葉片光合作用產物的影響:

在紅光下大量形成糖類,蛋白質生成很少;在藍光下葉片光合作用的產物中蛋白質增加較多.

資料6-16光合作用的副產物

按光合作用簡單的反應式(6+6→+6),其過程中產生氧氣,並擴散至大氣中.我們稱氧氣為副產品,因為氧氣是製造澱粉時附帶產生的.地球大氣中存有的氧氣絕大多數是透過綠色植物的光合作用產生的,這些氧氣除了滿足綠色植物利用外,也滿足其他生物生命活動的需要.

將植物沉浸於水內,並在日光中照射,則綠色植物進行光合作用時所產生的氣體形成氣泡上升.淡水中的絲狀藻類經過日光照射後,因氣泡的聚集可使藻體浮至水面.如以一玻璃漏斗覆於水中的藻類或水生的植物上,使漏斗頸中充滿水,繼將其頸封閉可收集植物所放出的氣體,待氣體收集至相當容量時,開啟其封閉的頸,以燃燒的木片試之,則木片燃燒旺盛,這證明其氣體中含有大量的氧氣.

總反應：CO2 + H2018 ——→ （CH2O） + O218

注意：光合作用釋放的氧氣全部來自水，光合作用的產物不僅是糖類，還有氨基酸（無蛋白質）、脂肪，因此光合作用產物應當是有機物。

各步分反應：

H20→H+ O2（水的光解）

NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（遞氫）

ADP→ATP （遞能）

CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）

C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有機物的生成）

光合作用的過程:1.光反應階段 光合作用第一個階段中的化學反應，必須有光能才能進行，這個階段叫做光反應階段。光反應階段的化學反應是在葉綠體內的類囊體上進行的。暗反應階段 光合作用第二個階段中的化學反應，沒有光能也可以進行，這個階段叫做暗反應階段。暗反應階段中的化學反應是在葉綠體內的基質中進行的。光反應階段和暗反應階段是一個整體，在光合作用的過程中，二者是緊密聯絡、缺一不可的。

光合作用是指綠色植物透過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，並且釋放出氧的過程。

光合作用的原理

光合作用本質上是一個氧化還原反應，也就是將二氧化碳和水還原成有機物和氧氣。光合作用只有在光能夠提供能量的作用下才能進行，發生光合作用主要是在葉綠體中，經過葉綠體中葉綠素的吸收，傳遞和收集作用來發生光合作用。光合作用有兩個過程，分別是光反應和暗反應，所謂光反應就是在光的條件下進行的化學反應，而暗反應則是植物內部的，不需要光提供能量的反應。其中暗反應也有三個步驟，分別是二氧化碳的固定，二氧化碳的還原和五碳糖的轉換。

光合作用的產物

光合作用的主要產物是有機物，也就是碳水化合物，此外還有各種糖類物質，單糖，雙糖和多糖都有，除此之外，還有脂類、有機酸等物質。在不同的光源條件或者是外部條件下，光合產物也有所不同，根據植物的內部需要而產生出供植物內部吸收能量的不同的有機物。光合作用的產物並不是一定的，在不同的環境條件下不僅光合作用的產物不同，而且產物的質和量也會發生變化。

光合作用的應用

光合作用不僅對植物本身有著十分重要的意義，也對地球物質迴圈有十分重要的作用。光合作用能夠將太陽能轉化為化學能，也能將無機物轉化為有機物，是地球物質迴圈和人類營養活動的主要能量來源。除此之外，光合作用還能維持大氣中的碳氧平衡，為生物的有氧呼吸提供了條件。