大家都知道，叶绿体是光合作用中光反应的场所，也是光合作用中不可缺少的细胞器。

　　而生物固氮的优越性更是不言而喻的：人工固氮需要极高的温度和压力，生物固氮在常温常压下就可以完成；人工固氮对大气产生严重污染，生物固氮对大气没有任何不良影响。

　　如果将固氮酶移植到叶绿体当中，那么一株植物就能够在进行光合作用的同时进行生物固氮了。倘若这个设想最终实现的话，人类能够利用的资源总量会有极大的飞跃，这对于本世纪即将出现“能源危机”的人类来说，具有极大的现实意义。

　　但二者却是不能共存的。因为固氮酶是厌氧的。也就是说，如果植物的叶绿体在光合作用中产生大量的氧气，就会使固氮酶失去活性而丧失固氮功能。这和固氮酶的起源有一定关系，在地球上刚刚出现生命的时候，大气中只有极少的氧，固氮酶由于生活在一种无氧的条件下，所以产生了厌氧性。

　　于是有人提出改造叶绿体的方案，使叶绿体在光合作用中不产生氧气。其实叶绿体本身也不是细胞中的固有成分。在真核细胞刚刚产生的时候，它们是一种带有掠夺性的吞噬细胞，而叶绿体是一种光合细胞。后来叶绿体被吞噬后没有被消化，而是被保留下来，成为真核细胞中的重要成分。这就是著名的“内共生学说”。