光合作用

邵红胜　邵红能

公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德认为，植物生长发育所需的物质完全来自土壤。1648年，比利时科学家海尔蒙特出于对亚里士多德观点的怀疑，做了柳树栽培实验，结论表明，植物的物质积累不是来自土壤，而是来自水。1779年，荷兰科学家英格豪斯通过实验证明，植物绿叶可以更新污浊的空气，并且要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。1845年，德国科学家梅耶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，是把光能转换成化学能储存起来了。

1864年，德国科学家萨克斯做了一个有趣的实验，他把绿色植物叶片放在暗处几个小时，让叶片中的营养物质消耗掉，然后再把这个叶片一半曝光，一半遮光。过了一段时间后，他用碘蒸汽对叶片进行处理，发现叶片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。这一实验成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。

1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验。实验证明，氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。因此可以说，叶绿体是阳光传递生命的媒介。

光合作用的实质是把简单的无机物转变为复杂的有机物，把光能转变成储存在有机物中的化学能。其实，地球上大多数的生命是依靠太阳的能量生存着，而光合作用是唯一能捕捉此能量的重要生物途径，因此它起着“绿色工厂”、“巨型能量转化站”和“自动空气净化器”的作用。研究光合作用，对农业生产、环保等领域起着基础指导的作用。

21世纪初，随着合成生物学的兴起，人工设计与合成生物代谢反应链成为改造生物的转基因系统生物技术。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研究与开发。同时，美国私立文特尔研究所也开展了藻类合成生物学的生物能源技术开发。光合作用技术开发给太阳能产业领域带来了一场新的变革。