光合作用的進化是指光合作用的起源和隨后的進化，光合作用是利用光能從二氧化碳、氫和電子源（如水）中組裝糖類的過程。 光合作用的過程是由 Jan Ingenhousz 發現的，他是一位出生于荷蘭的英國醫生和科學家，并于 1779 年首次發表了有關它的文章。

xxx批光合生物可能在生命進化史的早期進化，并且很可能使用氫等還原劑而不是水。 進行光合作用的主要代謝途徑有3種：C3光合作用、C4光合作用和CAM光合作用。 C3 光合作用是最古老和最常見的形式。 C3 工廠使用卡爾文循環進行初始步驟，將 CO_{2 結合到有機材料中。 C4 工廠以將 CO2 結合到四碳化合物中的反應開始卡爾文循環。 CAM 植物利用景天酸代謝，適應干旱條件下的光合作用。 C4 和 CAM 植物具有節水的特殊適應性。}

（百萬年前）*冰河時代

來自太古宙 (>2500 Ma) 沉積巖的地球生物學研究的可用證據表明生命存在于 3500 Ma。 被認為是絲狀光合生物的化石可追溯到 34 億年前，這與最近的光合作用研究一致。 早期的光合系統，例如來自綠色和紫色硫以及綠色和紫色非硫細菌的光合系統，被認為是無氧的，使用各種分子作為電子供體。 綠色和紫色的硫細菌被認為使用氫和硫化氫作為電子和氫供體。 綠色非硫細菌使用各種氨基酸和其他有機酸。 紫色非硫細菌使用多種非特異性有機和無機分子。 這表明光合作用可能起源于來自熱液噴口的低波長地熱光，四吡咯鋅是xxx種具有光化學活性的色素。

產氧光合作用以水為電子供體，在光合作用反應中心被氧化成分子氧（O_{2）。 含氧光合作用的生化能力是在現存藍藻的共同祖先中進化而來的。 大氣中首次出現游離氧有時被稱為氧災難。 地質記錄表明，這一轉變事件發生在至少 2450 至 23.2 億年前（Ma）的古元古代時期，而且據推測發生的時間要早得多。 藍藻進化的一個清晰的古生物學窗口打開了大約 2000 Ma，揭示了已經多樣化的藍綠色生物群。 藍藻在整個元古代 (2500-543 Ma) 期間仍然是主要的初級生產者，部分原因是海洋的氧化還原結構有利于能夠固氮的光合自養生物。 綠藻與藍綠藻一起成為元古代末期大陸架上的主要初級生產者，但只有在中生代（251-65 Ma）甲藻、球石藻和硅藻的輻射下，海陸架水域的初級生產才具有現代形式。 藍藻作為海洋環流中的初級生產者、生物固氮劑以及經過修飾的海藻質體，對海洋生態系統仍然至關重要。 現代植物和大多數光合作用原核生物的光合作用都是含氧的。}

地球上光合作用的時間表

幾組動物與光合藻類形成了共生關系。 這些在珊瑚、海綿和海葵中最為常見。 據推測，這是由于這些動物的身體結構特別簡單，而且與它們的體積相比，它們的表面積很大。 此外，一些海洋軟體動物 Elysia viridis 和 Elysia chlorotica 也與它們從飲食中的藻類中捕獲并儲存在體內的葉綠體保持著共生關系。 這使得軟體動物一次僅靠光合作用就能存活幾個月。 一些來自植物細胞核的基因甚至被轉移到了海參身上，這樣葉綠體就可以得到生存所需的蛋白質。

一種更緊密的共生形式可以解釋葉綠體的起源。 葉綠體與光合細菌有許多相似之處，包括環狀染色體、原核型核糖體以及位于光合反應中心的類似蛋白質。 內共生理論表明，早期真核細胞獲得（通過內吞作用）光合細菌以形成xxx個植物細胞。 因此，葉綠體可能是適應植物細胞內生活的光合細菌。