האור חיוני לצמח כמקור אנרגיה לכל תהליכי החיים. בעזרת האור (בתהליך הפוטוסינתזה) מייצר הצמח את הגלוקוז שהוא מקור האנרגיה לכל תהליכי החיים שלו. זו צורת הזנה אוטוטרופית – הצמח מייצר בעצמו (אוטו = עצמי) את החומרים האורגניים הדרושים לקיומו, והוא אינו זקוק למקור אורגני אחר. צורת הזנה אחרת היא הטרוטרופית – בעלי החיים אשר חייבים לקבל חומרים אורגניים מוכנים (הם אוכלים יצורים אחרים – בעלי חיים או צמחים).

רק יצור שעושה פוטוסינתזה לא זקוק לחומר אורגני מוכן. כל שאר היצורים זקוקים לחומר אורגני, הם תלויים ביצרנים ומכאן חשיבות הצמח לכל היצורים החיים. לאור תפקידים נוספים בחיי הצמח: האור משמש איתות חיצוני לתהליכים התפתחותיים שונים בצמח, לדוגמא: תרדמה, נשירת עלים פריחה וכו'.

פוטופריודיזם – "זמן האור". מספר שעות האור, השינוי במספר שעות האור – התקצרות היום או התארכותו כל אלו משפיעים על הצמח (לדוגמה המעבר מהמצב הוגטטיבי למצב הרפרודוקטיבי – פריחה).

פוטוטרופיזם – תופעה בה הצמח צומח בכיוון מקור האור. בצמח הגדל ללא אור ניכרת תופעה של התארכות יתר של הגבעול וצבעו ירוק חיוור לבן.

תהליך הפוטוסינתזה:

יצירת חומר אורגני (צורה של אנרגיה כימית). בתהליך זה נבנים חומרים אורגניים (גלוקוז) מחומרים אנאורגניים (מים ופחמן דו חמצני) בעזרת אנרגית האור. פוטוסינתזה מתבצעת רק בצמחים בעלי כלורופיל. בפוטוסינתזה נוצרת תרכובת אורגניות (פחמימות כגון גלוקוז), ממים ומפחמן דו-חמצני בסיוע אנרגיית האור ובנוכחות הכלורופיל. הפוטוסינתזה מתבצעת רק בצמחים בעלי כלורופיל. הכלורופיל נמצא בתוך תאי הצמח בחלקים העיליים (מעל הקרקע) שצבעם ירוק. הכלורופיל נמצא בתאים בתוך מבנה מיוחד הנקרא כלורופלסט. הגלוקוז הופך לאחר מכן (בעזרת אנזימים) לעמילן או חומר תשמורת אחר.

פוטוסינתזה הינה תהליך בסיסי לקיום כל האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ מהסיבות להלן:
בתהליך מיוצר חומר אורגני (גלוקוז) מחומרים אי אורגנים (פחמן דו חמצני ומים) – התהליך המספק אנרגיה זמינה לכל מערכות החיים.
חמצן משתחרר בתהליך ומשמש לנשימת יצורים חיים. זהו תהליך בו משתחרר חמצן חופשי לאויר. התדלדלות השטחים הירוקים על פני כדור הארץ מביאה לירידת רמת החמצן באויר ופגיעה ביצורים החיים.
קשירת הפחמן דו חמצני בפוטוסינתזה מקטינה את ריכוז הפחמן הדו חמצני באויר.

מי משתתף בתהליך הפוטוסינתזה?

1. פחמן דו חמצני שמקורו מהאויר והוא נקלט ע"י הצמח דרך פתחי הפיוניות (פתחים בעלה לצורך חילוף גזים).
2. מים.

התנאים הדרושים לתהליך הפוטוסינתזה:

1. אור – מקור האנרגיה לתהליך, האור נקלט על ידי הכלורופיל ומשמש כמקור אנרגיה לתהליך הפוטוסינתזה. עוצמת האור הדרושה חשובה לתהליך, מתחת לעוצמה מסוימת לא תתרחש הפוטוסינתזה.
2. כלורופיל פיגמנט (חומר צבע, צבען) ירוק הקולט את האור – ספקטרום הבליעה של הכלורופיל: הכלורופיל הבולע את אנרגית האור בעיקר בתחום האדום והכחול- סגול של הספקטרום.

תוצרי תהליך הפוטוסינתזה:

חמצן – גז הנפלט דרך הפיוניות החוצה.
פחמימה – (גלוקוז) המשמשת את הצמח ל:
א. בניית התאים וחומרים הנוצרים בתא (פחמימה זו תשמש בצמח כמקור ליצירת שומנים, פחמימות אחרות וחלבונים).
ב. מקור אנרגיה – בתהליך הנשימה תשתתף פחמימה זו ותוצר תהליך הנשימה יהיה אנרגיה אשר תשמש מקור אנרגיה לכל פעולות החיים בתאי הצמח.

התאמת הצמח לקליטת האור:

האור נקלט בצמח בחלקיו הירוקים, בעיקר בעלים. קליטה טובה של אור חיונית לצורך הפוטוסינתזה ולקיומו של כל הצמח. הצמחים מותאמים לקליטה מיטבית של אור בדרכים רבות:

• במבנה הצמח השלם – הצמח זקוף וחשוף אל האור, שטח פניו של הצמח גדול מאוד יחסית לנפחו וכך מותאם לקליטה מרבית של אור ושל פחמן דו-חמצני. החלק התת-קרקעי מסועף ומותאם לקליטה המים והמינרלים מהקרקע.
• באופי הצימוח וכיוונו – אופי הצימוח וכיוונו מותאמים לקליטת האור. בחושך גבעול הצמח מתארך מאוד והעלים חיוורים ואינם מתפתחים. תופעה הנקראת אתיולציה (חיוורון). האתיולציה היא התאמה של הצמח לתנאים של העדר אור משום שההתארכות המואצת מאפשרת לצמח להגיע אל האור במהירות וביעילות לפני שאוזל מלאי המזון שבפקעת או בנבט. צמחי צל – צמחי צל מותאמים לתחרות על האור. צמיחה מהירה , טיפוס על עצים גבוהים אחרים עד הצמרת הם חלק דרכים מהדרכים להימנע מהצללה. חלק מצמחי הצל צומחים בעונה שמרבית היער בשלכת.
• בעמדת העלה וצורתו – העלים מסודרים באופן שמאפשר חשיפה מיטבית לאור. העמדה המסורגת הפטוטרת שבה מחוברים העלים לגבעול עמדת העלים – אנכית או אופקית , התנועה יומית של העלים בהתאם למהלך השמש או לכיוון מקור האור ביחס לשמש מאפשרים מעבר מרבי של אורו חשיפה מיטבית לאור.
• במבנה העלה – (סידור הרקמות) העלה מורכב משני חלקים פטוטרת וטרף המאפשרים חשיפה מרבית לאור.

טרף העלה מורכב מהרקמות הבאות:

אפידרמיס – העוטף את העלה משני צדדיו החיצוניים. זוהי רקמה חיצונית ורציפה של תאים שקופים וצפופים ללא חללים בין התאיים. תפקידה של רקמת האפידרמיס להגן על הרקמות הפנימיות של העלה. בצמחי יבשה ניתן לראות שרקמת האפידרמיס מכוסה בכיסוי שומני שקוף החדיר לאור, אך אטום למים ולגזים. כיסוי זה נועד להקטין את איבוד המים מהעלה לסביבה החיצונית. וקרוי קוטיקולה. באפידרמיס יש פתחים זעירים המכונים פיוניות שיכולים להיפתח או להסגר ודרכם מתאפשר מעבר הגזים הקשורים לפוטוסינתזה ולנשימה התאית בין העלה לבין הסביבה החיצונית. דרך הפיוניות גם נפלטים אדי מים מן העלה בתהליך הדיות. כל פיונית בנויה משני תאים מיוחדים הנקראים תאי סגירה (או תאי שמירה) ובניהם פתח. מבנה מיוחד זה מאפשר את פתיחת הפתח וסגירתו. כאשר בשני תאי הסגירה יש הרבה מים פתח הפיונית פתוח, וכאשר יש בהם פחות מים פתח הפיונית נסגר.
רקמת עמודים – התאים מאורכים וגליליים בהם נמצאים הכלורופלסטים . בכלורופלסט נמצאת מולקולת הכלורופיל.
רקמה ספוגית – מורכבת מתאים בעלי צורות שונות שבניהם חללים גדולים המלאים אוויר. חללי האוויר הבין תאיים יוצרים חלל רציף ומסועף המגיע לכל חלקי הצמח ונפתחים לפתחי הפיוניות. האוויר שבחללים הבין תאיים רווי, בדרך כלל באדי מים, ודפנות התאים המקיפים אותם הם לחים. בחלליים הנ"ל נעשה חילוף גזים בין התאים לסביבה החיצונית. חמצן ופחמן דו-חמצני עוברים. בדיפוזיה כשהם מומסים במים.
צינורות הובלה – מערכת העורקים מכילה את צרורות של צינורות הובלה. באמצעות מערכת ההובלה מועברים תוצרי הפוטוסינתזה (גלוקוז), מהעלים לשורשים ולשאר החלקים שאינם מיצרים וגם להובלת חומרים מרקמות אגירה אל חלקים אחרים של הצמח.