番茄是重要的园艺作物，为了研究番茄植物的生理现象，有同学做了如下实验：在透明密闭的小室内，放置两个培养罐，分别存放植物培养液和二氧化碳缓冲液（二氧化碳缓冲液可以使室内二氧化碳的量保持恒定），如装置图1．调节灯的光照强度，根据毛细管内水柱左右移动情况，绘制图2．此实验不考虑温度等因素对小室内气体体积的影响．

    诺贝尔奖委员会在1988年宣布光合作用研究成果获奖的评语中称“光合作用是地球上最重要的化学反应”．光合作用受到如此重视，其原因是在人们目前已知的宇宙星体中，只有地球表层有一个由大量生物形成的生物圈在运转，而其形成和维持都需要依靠光合作用提供的有机物和氧气．

早在20世纪80年代就有研究者提出了人工光合作用的概念，它是模拟自然界的光合作用过程，利用光能分解水制造氢气，或固定二氧化碳制造有机物.2015年，科学家构建了一套由纳米线和细菌组成的独特系统，该系统可捕捉到尚未进入空气中的二氧化碳，这一过程模拟自然界的光合作用．在自然界中，植物利用太阳能将二氧化碳和水转化成碳水化合物．不过，人工光合作用的想法则将二氧化碳和水转换为醋酸酯，而醋酸酯是很多生物合成反应的基础．该技术的关键之一是S．ovate细菌，这是一种很好的二氧化碳催化剂，能生成醋酸，而醋酸能用于生产各种化工品，包括可与汽油相媲美的燃料﹣﹣丁醇．

    在近似自然阳光照射200小时的环境下，科学家团队实现的太阳能转化率为0.38%，这与自然界（光合作用）叶片的转化率相同．科学家正在研发第二代系统，太阳能﹣化学能转化率为3%．如果有一天用划算的成本，将转化率提升到10%，这项技术就能实现商业化．

    随着社会的不断进步，全球能耗也在逐年增加，据预测到2050年世界能源需求量将达到2000年的两倍．同时化石能源的大量使用带来了一系列环境和生态问题，二氧化碳的大量排放已导致严重的温室效应，并引起全球性的气候变化．面对全球变暖、化石燃料目益枯竭的问题，人工光合作用以取之不尽的太阳能为能量来源，在不排出二氧化碳的情况下合成化学物质，是一种具有重要意义的能源转换方式．