光合作用

邵紅勝　邵紅能

公元前4世紀，古希臘哲學家亞里士多德認為，植物生長發育所需的物質完全來自土壤。1648年，比利時科學家海爾蒙特出于對亞里士多德觀點的懷疑，做了柳樹栽培實驗，結論表明，植物的物質積累不是來自土壤，而是來自水。1779年，荷蘭科學家英格豪斯通過實驗證明，植物綠葉可以更新污濁的空氣，并且要在陽光照射下才成功。1785年，隨著空氣組成成分的發現，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。1845年，德國科學家梅耶根據能量轉化與守恒定律明確指出，植物在進行光合作用時，是把光能轉換成化學能儲存起來了。

1864年，德國科學家薩克斯做了一個有趣的實驗，他把綠色植物葉片放在暗處幾個小時，讓葉片中的營養物質消耗掉，然后再把這個葉片一半曝光，一半遮光。過了一段時間后，他用碘蒸汽對葉片進行處理，發現葉片遮光的部分沒有發生顏色的變化，曝光的那一半葉片則呈深藍色。這一實驗成功地證明綠色葉片在光合作用中產生了淀粉。

1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿進行了光合作用的實驗。實驗證明，氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。因此可以說，葉綠體是陽光傳遞生命的媒介。

光合作用的實質是把簡單的無機物轉變為復雜的有機物，把光能轉變成儲存在有機物中的化學能。其實，地球上大多數的生命是依靠太陽的能量生存著，而光合作用是唯一能捕捉此能量的重要生物途徑，因此它起著“綠色工廠”、“巨型能量轉化站”和“自動空氣凈化器”的作用。研究光合作用，對農業生產、環保等領域起著基礎指導的作用。

21世紀初，隨著合成生物學的興起，人工設計與合成生物代謝反應鏈成為改造生物的轉基因系統生物技術。2003年，美國貝克利大學成立合成生物學系，開展光合作用的生物工程技術研究與開發。同時，美國私立文特爾研究所也開展了藻類合成生物學的生物能源技術開發。光合作用技術開發給太陽能產業領域帶來了一場新的變革。