树叶是怎么产生氧气的？今天我们将树叶放大100万倍，看看在光照条件下其内部究竟发生了什么变化？

首先，从树叶的表面开始，电子显微镜调到毫米级的尺度，我们可以清晰地看到密布其上的气孔。这些气孔如同树叶的鼻孔，在有光的时候，它是吸入二氧化碳呼出氧气，夜晚它吸入氧气呼出二氧化碳。

接着调大显微镜的放大倍率，顺着气孔我们步入了树叶的内部结构，这里布满了形态各异的细胞，其中栅栏细胞尤为显眼。

栅栏细胞排列整齐，且为了让阳光尽可能多地穿透，它们的细胞壁较薄，整体呈现出半透明状，这是树叶进行光合作用的重要场所。

继续缩小我们的视角，进入微米级别，栅栏细胞的内部结构逐渐清晰。在这里，我们可以看到各种微器官错落有致地分布着。底部那些明亮的小球，被称为高尔基体，它们在细胞内起着合成和转运物质的作用。而带有黄色斑点的管状结构则是内置网，其内部布满了核糖体，是蛋白质合成的工厂。

右边巨大的蓝色膜包裹着细胞核，这是细胞的指挥中心，里面藏着遗传基因，花开什么颜色，叶片长啥样，大自然已经编程好 ，信息储存在DNA螺旋链中。那些隐约可见的黄色蜘蛛网结构是细胞骨架，为整个细胞提供了稳定的支撑。

然而，我们的目标不是这些结构，而是要深入叶绿体，它才是光合作用的核心场所。

在叶绿体内部，布满了无数个扁平的饼状膜结构，它们被称为类囊体。类囊体是光合作用发生反应的关键部位，其上布满了各种色素蛋白复合体，这些复合体如同微小的能量转换器，能够将光能转化为化学能。

继续缩小，我们的时间尺度也发生了变化，仿佛进入了慢动作世界，分子间的运动变得缓慢而清晰。当我们靠近单个类囊体时，可以看到其表面布满了类似于灌木丛的结构，这些结构正是色素蛋白复合体的聚集地。其中，绿色和蓝色的蛋白质醋分别负责吸收不同波长的太阳光，并将其转化为化学能，这些化学能被储存在一个被称为腺苷三磷酸里。

而在类囊体膜上，还有一种黄色旋转的结构，被称为ATP酶，它就像一台面包机，ATP就是它辅助合成的面包。与此同时，质子从类囊体膜的一侧流向另一侧，这一过程中，ATP分子不断被合成并储存能量，为后续的光合作用提供动力。

接下来，就需要更先进的显微镜了。当光线穿透树叶，照射在类囊体上时，其表面的色素蛋白复合体会迅速捕获光能，并将这些光能传递给叶绿素。叶绿素如同一位高效的能量转换器，将吸收的光能转换为电子。这个能量转换的本质是光电效应，就是爱因斯坦拿到诺贝尔奖的那个原理，然后这些电子从叶绿素中跳出，进入电子载体系统。

在这一过程中，叶绿素失去电子后变为正电荷状态，从而成为一种强氧化剂。这种强氧化剂具有极强的吸引力，能够抽取水分子中的电子。当水分子失去电子后，会分解为氢离子和氢氧根离子。随后，这些电子通过电子载体系统传递，进入另一个叶绿素分子中进行一系列复杂的传递过程。

在这一连串的反应中，电子最终将能量转移到NADP上，将其还原为NADPH。于是作为副产品的氧气被释放出来了，还为光反应阶段提供了所需的能量和还原力。这些能量和还原力将用于后续的暗反应阶段，为二氧化碳的固定和有机物的合成提供动力。

暗反应阶段发生在叶绿体的基质中，它利用光反应产生的ATP和NADPH作为能量和还原剂，将二氧化碳固定并转化为有机物。这一过程主要通过一系列酶的催化作用完成，最终生成葡萄糖等有机物。这个才是植物所需要的。

其实地球上制造氧气的主力军并不是森林，而是海洋里大量的藻类。据生物学家估算，这些藻类每天产生的氧气量惊人，远远超过了陆地上的森林。海洋中的藻类，特别是浮游藻类，通过光合作用能够高效地利用海水中的二氧化碳和阳光，源源不断地产生氧气。

人类的祖先能够进化出来多亏了这些远古时代就存在的藻类，它们的副产品——氧气不光可以用来呼吸，还可以用来进化海水。早期地球上的海洋很混浊，海水中含有大量的硫化物，这对海洋生物来讲是剧毒的。是蓝藻的光合作用让海水里充满了氧气，之后这些氧气与硫化物发生反应，形成沉淀沉到了海底，相当于把海洋净化了。之后单细胞生物才能相互组合，演化出多细胞生物，在寒武纪才能出现生命大爆发，可以说蓝藻通过光合作用重塑了地球。