生細胞の外側の外部で正常に複製されたもの：
* 光依存反応： 科学者は、光合成の光依存反応に関与する個々の酵素とタンパク質を分離および研究しました。制御された実験室の設定で、クロロフィルによる光の吸収やATPおよびNADPHの生産など、特定のステップを再現できます。
* 暗い反応（カルバンサイクル）： Rubiscoのようなカルバンサイクルに関与する個々の酵素は、in vitroで研究して操作できます。炭素固定のいくつかの側面は、人工システムで達成されています。
生細胞の外部で完全に複製されていないもの：
* 完全な光合成： 葉緑体の構造成分と同様に、光依存と暗依存の反応と暗依存の反応との複雑な相互作用は、生細胞の外側の単一の機能システムでは複製されていません。
* 効率： 個々のステップは再現できますが、人工光合成の効率は、生きている植物よりもはるかに低いです。
光合成を完全に複製するのが難しいのはなぜですか？
* 複雑さ： 光合成には、細胞内で高度に調節された方法で一緒に作業する多数のタンパク質、酵素、および複雑な構造が含まれます。
* 最適化： 光合成は、何百万年もの進化を通じて最適化されてきました。生細胞の外で同じ効率と有効性を再現することは困難です。
人工光合成の未来：
課題にもかかわらず、研究は人工光合成の可能性を調査し続けています。次のような分野に潜在的なアプリケーションがあります。
* 再生可能エネルギー： 日光を使用して、水素のような燃料を生成します。
* 炭素キャプチャ： 大気からCO2を除去します。
* biofuels： 日光と水から持続可能なバイオ燃料を生産します。
まだ自然の光合成を完全に模倣することはできないかもしれませんが、科学の進歩は、持続可能なエネルギーと資源管理のエキサイティングな可能性につながります。
