植物是地球上最常見的生命形態之一，據不完全統計，植物界現存大約有450000種植物，同時，越來越多的新物種不斷被發現，讓植物這個大家庭逐漸壯大。
植物分布廣泛，從汪洋大海到巖石礦洞，從森林草原到沙漠戈壁，都能見到它們的身影。
作為生態系統的基石——生產者的重要組成，植物通過光合作用把太陽能轉化為化學能，並儲存在有機物中，不光用於自身生長、發育、繁殖，也為生態系統中其他生物所用。植物的光合作用是植物主要的物質和能量來源，也是生物圈物質循環和能量流動的重要環節。
光合作用：形成物質、能量循環「閉環」
光合作用，概括的說，就是把光能轉化為化學能的生化作用，是植物、藻類等生產者和某些細菌特有的功能。以光合總量作為參考，植物無疑是光合作用的「老大哥」。
植物的祖先通過與藍藻內共生，形成了含有葉綠體的質體，並獲得了吸收太陽能將二氧化碳和水合成有機物，即光合作用的能力。
綠色植物利用太陽的光能，同化二氧化碳（CO2）和水（H2O），生產有機物質並釋放氧氣，能量轉化效率約為6%。轉化的大部分能量儲存在有機物中，食物鏈的消費者通過食用，可以攝入植物儲存在有機物中的能量，這一過程的能量轉化效率約在10%~20%。
光合色素：光反應的催化劑
光合作用發生在葉綠體中，主要包括光反應和暗反應兩個階段，光反應階段完成光能的吸收、轉化、光合磷酸化；暗反應階段完成有機物的合成，又稱碳循環、卡爾文循環。
其中，光反應階段在葉綠體的類囊體膜上進行，在類囊體膜上，主要存在有四種光合色素：葉綠素a、葉綠素b、胡蘿蔔素、葉黃素，它們在光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學反應。
不同的光合色素具有不同的組成和結構，各司其職，相互協作。依據功能不同，光合色素可分成聚光色素和反應中心色素兩類。
聚光色素包括大部分葉綠素a、全部葉綠素b和類胡蘿蔔素，功能是捕獲光能，並傳遞給中心色素，並不直接參與光反應。
反應中心色素實質上是少數處於特殊狀態的葉綠素a對，能將光能轉化為化學能，儲存在ATP和NADPH中，供暗反應階段使用。
挑剔的光和色素：吸收特定波長的光
事實上，每一種物質，每一種分子、離子都有特定吸收波長，光合色素亦是如此，而且不同光合色素具有不同的光波吸收值。
上圖是光合色素吸收光譜，有吸收光譜可知，葉綠素的吸收值集中在400~460nm和600~660nm範圍內，這一波長範圍內為藍紫光和紅光；類胡蘿蔔素的光吸收值則集中在420~500nm，這一波長範圍主要是藍紫光。
太陽光作為一種複色光，具有較寬的連續譜，分為可見光與不可見光兩部分。可見光的波長為400～760nm，散射後分為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色，集中起來則為白光。
由於光合色素只能吸收特定波長的光，因此，光能利用率只有6%。
結論：
光合作用作為植物進行光能吸收和物質生產的唯一途徑，不只是對於植物的生長具有重要意義，也是生態系統穩定的保障。進行光能吸收、轉化所依賴的光合色素只能吸收特定波長的光，主要是藍紫光和紅光，其他顏色的光雖然也能吸收，但效率極低，無法維持光反應正常進行，因而光合作用也就無法進行。
在農業生產中，適當增加植物光照中藍紫光和紅光的比例和照射時間，可有效提高植物生長速率，對縮短植物的生長周期及增加收益有著重要意義。