光合作用看似简单，它的底物就是水，把水裂解，然后把二氧化碳固定，最后形成我们的碳水化合物，释放出氧气的一个过程，是光催化的一个过程。光合作用可以简单的分成一个光反应，和一个暗反应的过程，你也可以把光合作用理解成，一个从光能经过光合生物变成电能，再从电能变成不稳定的化学能，最后固定二氧化碳，形成稳定的化学能这样一个过程。
光合作用看似简单，实际上的调控却非常精细和复杂。由于光合作用，每一年我们可以产生，大于10的17次方千卡的自由能，同时它可以固定2,200亿吨——2,500亿吨的生物质。这个量大概是我们人类每一年需要能量的10倍，可见光合作用很重要，藻类进行的光合作用更重要。
我一直在想一个问题，光合作用这么重要，它的调控这么精细，是如何去完成它的调控的？我们的团队利用一个很小的模式生物莱茵衣藻，左边这张图是画的模式图，看着很大，其实我们肉眼是看不见的，它只有5~7个微米，它是一个单倍体的，单细胞的，真核绿藻，非常牛，大约有18,000个基因。我们看，主要的绿色部分是它的叶绿体，它有叶绿体，它有细胞壁，它可以进行光合作用，它是一个植物的特性；同时我们看它这里边还有眼睛，能感受到光，还有鞭毛可以游泳，还可以交配，这些是典型的动物特征；那么也就造就了包括莱茵藻在内的藻类，在分类学上地位非常特殊，我们管它叫原生生物。
右边这段视频是我们在显微镜下拍的，莱茵衣藻平常在游动的视频。你会神奇地发现，当一个藻去游泳的时候，它前面有另外一个藻，它不会撞上去，它能看见会躲开它，非常神奇。它有鞭毛能摆动，鞭毛里在发生非常繁忙的运输过程，竟然有的藻类，鞭毛旋转的速度，能达到每一秒钟1700转，这个速度是非常惊人的。
我们采取遗传学的手段，去研究光合作用的调控机制。就是本来它长那个样子，我们经过一些物理和化学的方法，让它某一些基因突变，突变以后，我们再看它长成什么样子。这时候我们去寻找一些突变性基因，比如它可以在黑暗条件下，也就是外界碳源的条件下生长，但是在光下不能进行自养，不能进行光合作用的这些突变体。
