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光合作用是地球上唯一的利用吸收太阳能，将CO2和水经过一系列氧化还原反应，最后生成碳水化合物和氧气的过程。光合作用分为光反应(吸收太阳能)和暗反应(固定太阳能)两个过程，包括太阳能吸收、传递、转化、固定CO2和放出氧气等各个过程，如果能构建其某一功能的模块，为其他的合成过程提供能量或底物，将是奠定合成生物学研究领域合成具有自养功能生物反应器的关键一步。