在漫长的生命发展史上，光合作用的出现改变了生命的发展道路。

20 ~ 30亿年前，生物世界充满厌氧异养生物，不仅数量有限，种类也有限。后来，光合作用出现了，人类和动物赖以生存的能量直接和间接地来自太阳能。绿色植物具有将太阳能转化为有机物化学能的能力。它利用吸收的太阳能通过光合作用将二氧化碳和水固定在空气中，并进一步将其转化为有机物质。在此基础上，好氧异养生物开始出现。从那以后，生物世界发生了巨大的变化，进化到今天的繁荣状态，鲜花盛开，鸟儿争鸣。阳光通过辐射能提供能量，并以光子或光能量子的形式发出。

科学家们已经探索这个问题200多年了。1779年，英国著名科学家普利斯特和荷兰的英根豪斯(Ingenhaus)首次发现绿色植物在受到光照后可以“净化空气”(即吸收二氧化碳并释放氧气)。大约一个世纪后，德国的萨克斯证实淀粉是在被照亮的绿色植物中形成的。由于当时缺乏正确的思维和非常落后的实验方法，研究进展缓慢。对于绿色植物，什么“机制”吸收太阳能？这个吸收和使用光能的“机器”结构怎么样？二氧化碳是如何被固定、吸收和转化成淀粉的？氧气是如何释放的？等一下。当时我不明白。直到20世纪，研究的速度才加快。特别是自20世纪40年代以来，实验技术有了很大发展。叶绿体、色素和其他成分可以通过各种分离和提取技术获得。高分辨率显微镜，特别是电子显微镜，被用来观察光合作用器官的精细结构。这些技术的应用将进一步推动研究工作。

经过仔细研究，发现植物吸收光能的部分在叶绿体中，叶绿体是结构复杂的细胞器，由颗粒和基质两部分组成。前者是通过堆叠由片层膜组成的类囊体形成的，叶绿体色素(叶绿素和类胡萝卜素)和蛋白质存在于片层膜上。叶绿体色素和蛋白质可以形成不同类型的复合物，每个复合物执行不同的功能。一些色素复合物专门吸收光能，被称为“光收集色素”复合物。另一些承担光能传递的功能，所有吸收的光能最终集中在色素中心复合体中，电荷在那里分离形成电子和质子，从而促进水的光解。

通过成千上万名科学工作者的努力和使用世界上最先进的科学仪器和技术，四位科学家最终因在阐明光合作用机制方面的成就而获得诺贝尔奖。然而，对植物如何利用太阳能还远未完全了解。科学家们还没有理解这种非常微小的色素复合体的结构，也没有在10-15秒的短时间内捕捉到这些变化。理解植物如何利用太阳能的“奥秘”的关键是在那一刻。

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