光合作用的发展史可分为以下几个阶段:
一、早期探索阶段(17世纪)
1640年:
英国科学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)在研究螨类呼吸时发现,光照条件下螨类会产生氧气,为光合作用研究奠定基础。
1642年:
范·赫尔蒙特(J.B. van Helmont)通过柳树实验得出结论:植物增重来自水分而非土壤,开创了植物营养研究的新方向。
1679年:
法国科学家安托万·拉瓦锡(Antoine Lavoisier)通过燃烧蜡烛实验证明氧气来自空气,但未涉及光合作用。
二、关键发现阶段(18世纪)
1765年:
普里斯特利(Joseph Priestley)发现植物能将二氧化碳转化为氧气,提出“绿色呼吸”理论,但未明确光的作用。
1771年:
普里斯特利通过密闭钟罩实验证明植物可更新空气,但未指出光照的重要性。
1779年:
英格勒(Theodor J. Ingen)发现植物需光照才能产生氧气,揭示光合作用依赖光能。
三、机制探索阶段(19世纪)
1804年:
法国科学家弗雷塞尔(Antoine-François de Chardin)首次观察到叶绿体并确认其光合作用功能。
1845年:
德国植物学家萨克斯(Johannes von Sachs)通过碘蒸气实验证明光合作用生成淀粉。
1864年:
萨克斯进一步证明光合作用需要光照,并揭示了光反应与暗反应的关联。
四、分子机制阶段(20世纪)
1915年:
Wiltzler等提纯叶绿素并阐明其结构,为理解光合作用提供物质基础。
1930年代:
鲁宾(David M. Rubinstein)与卡门(Maurice C. Calvin)通过同位素标记实验,揭示了光合作用中CO₂和H₂O的转化路径,提出Calvin循环。
总结
光合作用研究从发现光合现象到揭示分子机制,经历了多个科学家的共同努力。早期实验为后续研究奠定基础,而分子机制的揭示则使人类对能量转换和物质循环有了更深入的理解。这一过程体现了科学研究的系统性积累和跨学科协作的重要性。