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自然界经过上亿年的演变,己经进化出许多精巧的结构来完成复杂的功能。叶绿体就是自然界进化出的太阳能利用的高级系统。它具有分级组织的结构,能将太阳能转化为稳定的化学能。具体而言,捕光单元和电了传递链排布在类囊体膜上,后者堆叠形成基粒,其上的光催化反应可以与琏质中的酶催化反应偶联起来。目前,人们已经制备出许多分级组织的光催化体系。