人可以在 DNA 中植入叶绿素，通过光合作用获取能量，而不需进食得以生存吗？
为什么这么说呢？我们可以从几个关键的方面来聊聊，为什么这不仅仅是“植入一个基因”那么简单的事情。
1. 叶绿素与光合作用的复杂性，远远不止一个基因
首先，叶绿素本身只是光合作用的“捕捉器”，它能吸收光能，但光合作用的整个过程是一个极其复杂且庞大的生化反应网络，涉及无数的酶、蛋白质、辅因子、以及精密的细胞器结构——叶绿体。
叶绿体的结构和功能： 植物的光合作用发生在一种叫做“叶绿体”的细胞器里。叶绿体是植物细胞特有的，它们有自己独立的DNA（虽然很小），并且内部结构层层叠叠，有着叫做“类囊体”的膜结构，叶绿素就嵌在这些膜上。这些类囊体膜上的各种蛋白质复合体，如光系统I和II、细胞色素b6f复合体、ATP合酶等，它们协同工作，将光能转化为化学能（ATP和NADPH）。人类细胞没有叶绿体，也没有构建叶绿体所需的整个精密分子机器和组织结构。
多基因的协同作用： 要在植物中产生叶绿素和光合作用能力，需要成百上千个基因的协同工作。这些基因负责编码叶绿素的合成路径中的每一个酶，负责构建叶绿体膜，负责组装光合作用的各种蛋白质复合体，还包括修复机制和信号转导通路。仅仅是将“叶绿素合成”的几个关键基因（如果真能独立分离出来）植入人体细胞，根本无法复制整个光合作用的机器。
能量转换的效率与需求： 即使我们能神奇地在人体细胞里造出能工作的叶绿体，植物的光合作用效率也并非我们想象的那么高。植物需要大量的阳光、二氧化碳和水分，而且它们的光合作用积累的能量，也仅仅够维持植物本身的生长和生命活动。人类的能量需求是巨大的，比植物高得多。我们的大脑就需要消耗大量的葡萄糖。要靠光合作用来满足人体这么高的能量需求，需要的叶绿体数量将是天文数字，并且需要极强的光照条件。
2. 人体细胞的“代谢基础”与植物截然不同
人体细胞的能量获取方式是“异养”的，也就是必须从外部摄取有机物（食物），然后通过呼吸作用将有机物分解，释放出能量。这个过程依赖于特定的细胞器（线粒体）和一套完全不同的生化途径。
线粒体与呼吸作用： 人类细胞的能量工厂是线粒体，它们通过氧化葡萄糖和其他有机分子来产生ATP。这是一个高效但需要外部输入化学物质的过程。
叶绿体与线粒体的差异： 叶绿体是光合作用的场所，线粒体是呼吸作用的场所。这两种细胞器虽然都参与能量的产生，但它们的工作机制和能量来源是截然相反的。将叶绿体“植入”人类细胞，更像是试图把一个完全不兼容的系统强行嫁接上去，而无法实现顺畅的功能。
3. 基因植入的现实局限与挑战
即使抛开以上所有技术和生物学上的巨大鸿沟，我们来谈谈基因植入本身。
基因的表达与调控： 仅仅将基因“植入”DNA里，并不能保证这些基因能够被正确地识别、转录和翻译成具有功能的蛋白质。基因的表达受到极其精密的调控网络影响，包括启动子、增强子、转录因子等。植物基因在人类细胞中，很可能因为缺乏这些必要的调控信号而无法表达，或者表达出错误的产品。
细胞器的整合： 即使某些基因被成功表达，制造出叶绿素或叶绿体中的一些关键蛋白质，这些蛋白质又如何被正确地组装成有功能的细胞器？这涉及到蛋白质的转运、折叠、组装等一系列复杂的过程，是目前基因工程难以实现的。细胞器本身就是一个高度组织化的微型工厂，不是简单地把零件放进去就能运转的。
免疫排斥： 如果我们尝试将植物细胞的成分（比如叶绿体或其组成部分）引入人体，人体的免疫系统很可能会将其识别为外来物质，并引发强烈的免疫反应，攻击和清除这些外来细胞或物质，这会导致严重的排斥反应和炎症。
DNA改造的伦理与安全： 即使技术上可行，对人类DNA进行如此重大的改造也涉及到巨大的伦理争议和潜在的未知风险，比如对健康、生育、乃至人类物种演化的长远影响。
所以，总结一下：
人类通过在DNA中植入叶绿素，来通过光合作用获取能量，这种想法虽然充满想象力，但 在目前来看，它不仅仅是技术难题，更是生物学原理上的根本性障碍。 光合作用是一个高度复杂、依赖于特定细胞器（叶绿体）和大量基因协同工作的生化过程，人类细胞的代谢基础与此完全不同，并且缺乏必要的“硬件”和“软件”来支持这一过程。
也许在遥远的未来，随着生物技术、合成生物学和基因工程的飞速发展，我们能够以前所未有的方式改造生命，甚至创造出全新的生命形式，但“直接在现有的人类身上实现光合作用”的设想，离我们还非常、非常遥远，甚至可能违背了生命的基本运作逻辑。我们更可能看到的是，利用植物或藻类来生产食物，或者开发更高效的生物能源技术，而不是将人类变成“光合作用者”。
网友意见
以人的受光面积，如果光合作用效率跑到最高，脱光了晒一整天，大约能从光合作用中获取不到100大卡的能量。
大约相当于1/4碗米饭或者半碗稀粥。
人一天（不剧烈活动的话）大概需要摄入2000大卡的热量。
如果真有这样一个“绿色人种”，那么他们需要肌肉和神经系统完全退化以减少不必要的能量消耗（真·植物人），整天只能躺在那里等着被其他动物吃掉。
刚好之前写过一个内容，答案是然并卵：
听我细细道来。
————————光合作用能量有多大—————
我们来计算一下：
皮肤面积：成年男人的皮肤总面积大约为1.9平方米，假定理想状态下，人有一半的面积可以暴露于阳光下，凑个整数，1平米。
那么，按照目前光合作用效率的话。
一个小时光合作用的能量=单位面积太阳能*光合作用效率。
单位面积太阳能：这个我看到的数据是212.3—252.1瓦/平方米，不过在太阳到达大气层外面时候，是1361瓦/平方米（Total solar irradiance ），经过大气衰减后，也正常。也有数据认为，最高不超过342W/m²。就按照最高吧，342.
光合作用效率：光合作用效率是3–6%.就取最高值。
那么一个小时1平方米光合作用的能量是=342 (瓦/平方米) *6%*1平方米*3600秒=73872焦耳。
假如碉堡了，一天晒12小时太阳。
能量是73872*12=886464焦耳=212千卡！
这是理论值！这是理论值！这是理论值！
千卡=大卡=1000卡=4185.85焦耳
ps：事实上，有很多因素会影响
1，太阳并非一直直射，除非你能随着太阳一直调整姿势，那样什么都不需要做了
2，空气衰减，纬度影响，
3，人接触阳光面积小，不可能全身都接触，以及日照时间短（太久了hold不住）
所以，光合作用，估计能够有十分之一，也就是21千卡已经是很高的了。
————————对于人类是多少————————
200千卡是多少？
而正常人需要一天摄入1500-2300千卡能量。
所以，光是光合作用，你最多满打满算理想状态下，获得十分之一的能量。
这个前提是，晒12个小时太阳，不能阴天（地球上日照最长的是撒哈拉沙漠，大概日均11小时45分钟）。
————————你需要面对的问题—————————
可是问题来了，你造光合作用需要多少水吗？
哈哈哈，撒哈拉连草都不屑长，人去了……嗯……
而且，晒那么久太阳，作为恒温动物，你需要它！
所以，进化出光合作用的那个人，跟你相比，嗯，大概就是这种。
哈哈哈哈，防晒
《绿色奶牛》科学松鼠会，这个计算更少，大概相当于几把谷子。
——————对各位脑洞的补充————
各位已经想到了包括提高光合作用效率，增加表面积甚至长出叶子的做法，你们这些想法，植物都已经帮你们完成了。
1、学习植物扩大面积
假如人类身体不变大的话，那么，就现有尺度，无论是身体长叶子还是增加毛发密度，其实都没任何意义，因为，我已经考虑到了最极端的情况了，就是最大表面积。
试想，假如太阳垂直照射（光路最短，能量最大），人头顶刚好有一个平面接受太阳光。这是最极端的情况，把人表面积铺开，最大也就是这个接收量了，也就是本文中的计算理论值。
为了最大化的利用太阳能，必须尽可能减少一切活动，惟一的活动就是调整最大面向太阳的角度,最终，这样做，只能停下来，不动，减少能量，把根深深扎入大地吸水，静静的等着阳光。
所以，如果人类选择了光合作用，要不成为累赘，要不就成了植物……至于中庸？中庸对于生物来说，就是亡族灭种。
2、叶绿体进化？
部分知友总觉得人类既然进化了，那么光合作用也要跟着进化，这个，朋友，你要知道负责光合作用的是叶绿体，是独自存在的，可以了解下内共生，叶绿体进化比人类多了几十亿年了，凭什么为人类特殊?线粒体都没特殊起来。
大脑有没有可能是一种寄生生物？ - 李雷的回答
其他不按照基本法开脑洞得啊，光合作用算个毛，直接核聚变得了，你自己就是太阳！！！
——————可能的未来——————
1，就像题目说的，DNA中植入叶绿素
这个理论上可以做，毕竟人类现在有基因编辑技术嘛。
其实更简单的是直接把叶绿体放进去，毕竟光合作用，不单单是叶绿素的事情。
2，绿色人类会产生光源竞争
其实光合作用并不是非要太阳光，比如各种人造光源就可以让植物进行光合作用。因此，未来可能会是谁掌握了人造光源，谁就掌握了核心科技。
但是这个问题依然存在，就是：我们人体能否承受住巨大的光合作用。这是对动物细胞的考量，现在的紫外线已经刚好了，再强烈一点，人类会不会hold不住？比如被晒伤？？？
让人类进行光合作用，理论上可行，技术上也并非十分遥远。
其实，世界上能光合作用的动物还不少。
其中人气最大的，无异于是绿叶海蜗牛。
绿叶海蜗牛获得叶绿体的方式，倒是和题主提到的方式有一定的沾边。
- 虽然题主的描述有误，实际表达的意思是从基因的层面，让人类获得光合作用的能力。
绿叶海蜗牛并非天生具有叶绿体，而是吃掉绿藻之后，把叶绿体储存在自己体内，直接为己所用，然后进行光合作用。
有研究者认为，绿叶海蜗牛，只需要进食一次绿藻，便能终生不再进食。
实际在绿叶海蜗牛在成长过程中，会长期进食，直到身体由褐色转变成绿色，然后像树叶一样完全展开。但如果长期接收不到阳光的照射，背部便会“枯萎”，需要再次进食。
它为什么能拥有如此“不可思议”的能力呢？
这个秘密就藏在绿叶海蜗牛的染色体内。
绿叶海蜗牛的基因中，拥有绿藻基因（一直存在，并非吞食绿藻时临时获得），能够保持和修复整合在身体内的绿藻叶绿体，并发挥长达9个月（叶海蜗牛生命周期）的光合作用，甚至比绿藻中的叶绿体寿命更长。
它是目前科学家发现的，唯一一种多细胞动物间的功能性基因转移。虽然通过吞食叶绿体获得光合作用能力的动物很多，但在基因层面发生改变的，独此一家。
阿克尔扁形虫、朝天水母、绿水螅、帆水母、巨蛤、巨型桶状海绵等等动物，则通过体内共生的藻类进行光合作用，这在动物界颇为常见。
然而并不是无脊椎动物才能进行光合作用，也有脊椎动物也能进行光合作用。
以斑点蝾螈为代表的两栖动物，卵上的果冻状外层能与藻类共生（胚胎内的单细胞藻类）。胚胎代谢产生二氧化碳，藻类提供氧气，互利共生。
看起来，获得光合作用的难度，并不是想象中的那么高。
内共生起源学说认为，无论动物体内的线粒体，还是植物体内的叶绿体，之所以有别于其它细胞器呈现半自主性状态，是因为它们分别由原始真核细胞，吞噬细菌和蓝藻而形成的。
该学说认为，真核生物细胞的祖先是一种具有吞噬能力的无氧大细胞，通过糖酵解代谢获取能量。但糖酵解获取能量的效率并不高，产生的中间产物丙酮酸，依旧还含有足够高的能量。该细胞吞噬革兰氏细菌之后，革兰氏细菌令丙酮酸进一步分解，由此产生更多的能量。
能量多了，自然更有利于生物生存，于是真核细胞和革兰氏细菌演化出了共生关系。
叶绿体的产生，也具有类似的过程。真核细胞吞噬蓝藻之后，蓝藻为宿主提供光合作用，宿主则为蓝藻提供其他的生存需求。
不过，随着长达数亿年的演化，真核细胞体内的革兰氏细菌和蓝藻，渐渐失去了自主性，成为了细胞器之一（当农民失去土地，自然而然地就成了农奴）。
现代分子生物学，已经证明了线粒体、叶绿体基因与真核生物基因组的差异性，以及与细菌的同源性。可以说，内共生起源学说，是迄今为止，解释线粒体和叶绿体起源，最为接近真理的一种学说。
那么，人类可以通过类似的方式，获得光合作用的能力吗？
21世纪是生物的世纪，这是一句老话了。
实际从技术突破来说，这一句话并不为过。
人类基因组计划在1985年提出，1990年实行，中美英法德日六国参与，耗资达到30亿美元，于2005年破解了人类的所有基因，绘制出了人类的基因图谱。在今天，随随便便一个普通人的基因检测，只需要花费数千元RMB。
而在2010年，美国生物学家及企业家，克雷格·文特尔的研究团队，合成了拥有381个基因片断，58万对基因密码的人造染色体。并把染色体移植进入支原体中，创造出了新支原体。
由此人造生命技术，进入了一个崭新的纪元。
2018年，中国科学家团队，则把酵母的16条染色体融合成1条，诞生了新的酵母，制造出了第一个人造单染色体真核细胞。
虽然从目前的生物工程技术来说，依旧只能很粗暴的复制粘贴基因组，但随着技术的一步步突破，未来终究会掌握微观上调整和改变基因的能力。
在那样的技术下，人类也能很快掌握，直接植入叶绿体的能力。
例如，可以直接破译绿叶海蜗牛保持和修复叶绿体的基因编码，然后把这些基因编码整合到人类基因组内，然后再植入蓝藻叶绿体。
于是，人类自然便获得光合作用的能力。
实际比起完全的基因编辑能力，这样的技术，个人觉得应该100年内就能做到。
- 前的生物技术，实际就只能相当于弄懂了一些原始代码，但对于总程序代码，依旧是抓瞎，只能直接复制粘贴。哪怕剪切组合有一定的经验可循，但大多数也是碰运气。对于犹如直接编辑计算机代码一样的生物基因技术，还无比的遥远。在技术不够的时候，人类胡乱剪出什么超级病毒，还是相当恐怖的。所以，这方面技术的发展，不仅仅是人伦方面的忧虑。
当实际，即便真的掌握了让人类植入叶绿体的技术，却显得十分的鸡肋。
其它答主已经分析了，就人类这种表面积比率很低的生物，体表进行光合作用的效率是极低的，远远不能满足日常的生活所需（数量级差距）。
- 植物为了仅仅只需要光合作用，满足日常所需，不仅把叶子演化成薄片状，大多数轮生、对生，以最合理的方式分布，获取最多的光源。哪怕是绿叶海蜗牛，也演化出了类似于大叶片的身体。（实际它们依旧需要补充水和矿物质，哪怕你完全当植物，也不可能做到完全不进食）
从这里也可以看出，要完全依靠叶绿体生活，究竟需要什么样的体型。要么整个人的体型就像绿叶海蜗牛那样叶片状，或者四肢20根指头，全部变成树枝树叶。
或许，这才是人类演化的终极形态：
实际真的拥有这样的技术之后，完全可以进行一场绿色能源革命，何须改变人类自己的身体内？
当然不排除1000年之后，会有人类会选择通过完全的基因编辑技术+人造器官技术+完美的移植手术，把自己的身体改造成植物的样子，并获得完全光合作用的能力——
外接人工智能滴灌设备，终生不吃不喝，通过虚拟脑机，生活在虚拟美好的世界之中，成为地球人类最后的后浪：
地球废宅！
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