本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。 定义 绿色植物利用太阳的光能,同化二氧化碳(CO2)和水(H2O)制造有机物质并释放氧气的过程,称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物,并释放出能量。 [4] 发展 最早的光合作用 1990年,一种红藻化石在加拿大北极地区被发现,这种红藻是地球上已知的第一种有性繁殖物种,也被认为是已发现的现代动植物最古老祖先。对红藻化石的年龄此前没有形成统一看法,多数观点认为它们生活在距今约12亿年前。 [5] 为了确定这种红藻化石的年龄,研究人员专门到加拿大巴芬岛收集包含这种红藻化石的黑页岩并用铼锇同位素测年法分析,认为红藻化石有10.47亿年的历史。 [5] 在确认红藻化石年龄基础上,研究人员用一种名为“分子钟”的数学模型来计算基于基因突变率的生物进化事件。他们的结论是,约12.5亿年前,真核生物开始进化出能进行光合作用的叶绿素。 [5] 主要研究进展 17世纪以前,普遍认为植物生长所需的全部元素是从土壤中获得的。 [1] 17世纪中叶,荷兰科学家Van Helmont进行了柳树盆栽实验。连续5年只浇水,柳树重量增加了75 kg,土壤质量只减少了60 g。因此,他错误地认为柳树生长所需的物质主要不是来自土壤,而是来自灌溉土壤的水。 [1] 1771年,英国牧师、化学家J. Priestley进行密闭钟罩试验。他发现有植物存在的密闭钟罩内蜡烛不会熄灭,老鼠也不会窒息死亡。于是在1776年,他提出植物可以“净化”空气。但是他不能多次重复他的实验,即表明植物并不总是能够使空气“净化”。 [1] 荷兰医生J. Ingenhousz在Priestley研究的基础上进行了多次实验,发现Priestley实验不能多次重复的原因是他忽略了光的作用,植物只有在光下才能“净化”空气。以上3位科学家便是光合作用研究的先驱,一般以J.Priestley为光合作用的发现者,把1771年定为光合作用的发现年。 [1] 1782年,瑞士人Jean Snebier用化学方法发现:CO2是光合作用必需物质,O2是光合作用产物。 [1] 1804年,瑞士人N. T. De Saussure通过定量实验证明:植物所产生的有机物和所放出的总量比消耗的CO2多,进而证实光合作用还有水参与反应。 [1] 1864年J. V. Sachs发现照光叶