光合作用的发现过程

公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德认

为:植物生长所需的物质全来源于土中。 1627年,范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。 1648年,比利时科学家海尔蒙特(Jan Baptist van Helmont)出于对亚里士多德观点的怀疑,做了类似范·埃尔蒙的实验:将一棵重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶里,木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后,他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。五年以后,柳树增重80多千克,而土壤却只减少了100g,海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水分这一观点。 但是当时他却没有考虑到空气的作用。 1771年,的(J.Priestley,1733-1804)发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验,他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。接着,他把一

盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里,他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着,于是,他得出了结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。但他并没有发现光的重要性。 1779年,荷兰的英格豪斯(J.Ingen-housz)证明:植物体只有绿叶才可以更新空气,并且在阳光照射下才成功。 1785年,随着空气组成成分的发现,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳 1804年,法国的索叙尔通过定量研究进一步证

实:二氧化碳和水是植物生长的原料。 1845年,科学家(R.Mayer) 根据能量转化与守恒定律明确指出,植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。 1864年,德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验:把绿色植物叶片放在暗处几个小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半曝

光,一半遮光。过一段时间后,用碘蒸汽处理,发现遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。 1880年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵(水绵是多细胞低等绿色植物,其细而长的带状叶绿体螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里,然后用极细光束照射水绵,通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中:如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。恩格尔曼的实验证明了氧气是从中叶绿体释放出来的;叶绿体是绿色植物进行光合作

1897年,“光合作用”这个名称首次在教科书中出现。 1939年,()和卡门(M.Kamen)采用同位素标记法研究了“光合作用中释放出的氧到底来自水,还是来自二氧化碳”这个问题,这一实验有利地证明光合作用释放的氧气来

自水。 20世纪40年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)用小球藻做实验:用C-14标记的CO2(其中碳为C-14)供小球藻(一种单细胞的绿藻)进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途

径,这一途径被成为卡尔文循环。

21人工设计与合成生物代谢反应链成为改造生物的转基因

2003年美国贝克利大学成立合成生物学系,开展光合作用的生物工程技术开发,同时美国私立文特尔研究所展开

将使一场变革。


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