植物光合作用|光合作用是怎样具体进行的？

植物光合作用（光合作用是怎样具体进行的？）
春夏交际之间，阳光明媚，四处一片生机盎然，即便我们现在处在疫情的封锁之下，但是生命的故事又一次在萌发！
当我第一次知道植物光合作用可以产生我们赖以生存的能源物质（糖类）时，我就一直想入非非：如果人也只需要晒晒太阳就“饱了”，是不是会很美好！
显然，这只不过是年少时的我，在毫无基础的前提下，漫无目的地遐想。
然而，实际上，我的这种想法其实很多伟大的科学家早就“畅想”过了。
而针对光合作用的重大科学研究，就足足诞生了六枚诺尔贝奖，可见光合作用对于人类认知世界的重要性。
发现光合作用历史年鉴

（编注：其中含有很多专业词语，不懂不要紧，快速略过即可）

17世纪以前，人们看到植物将根系插入土壤，故不假思索地认为，植物生长的所有元素应该都来自于土壤。
17世纪中叶，荷兰科学家Van Helmont在大盆里种了一颗柳树，然后连续给它浇水，等柳树长大以后，他将柳树称重得到75kg，而土壤基本百思特网没变化，只有0.1kg差别。

Helmont的试验
Helmont很好奇植物额外多出来的74.6kg应该来自哪？但是，很可惜，他简单地认为这部分重量来自灌溉的水。
而1771年，英国化学家JPriestley将老鼠和蜡烛放在一个密闭的钟罩里，老鼠很快会死亡，而蜡烛会熄灭。随后，他在密闭钟罩里放了植物，结果老鼠没有死，而蜡烛也不会熄灭。

Priestley的试验
于是，Priestley得出结果：“植物可以净化空气！”
但是，令Priestley比较苦恼地是，他后来重复了好多试验，结果并不能总得到一致的结论。
那是因为他第一次做实验时，是在有光照的情况下做的，而其它几次却是没有在光照下进行的。
后来，荷兰医生J. Ingenhousz通过百思特网多次试验，指出了这一点。
也就是，从那开始，光合作用被人类发现了。
1782年，瑞士人Jean Snebier用化学方法发现：二氧化碳是光合作用必需物质，氧气是光合作用产物。
1804年，瑞士人N. T. De Saussure通过详细试验和称重，证实光合作用还有水参与反应。
1864年，J. V. Sachs发现照光叶片遇碘会变蓝，证明光合作用形成碳水化合物（淀粉）。
也就是说，人们到此之时，基本知道光合作用的原料是空气中的二氧化碳和土壤中的水，通过光照，产物有糖和氧气。
但是，人们对于光合作用的具体机制还不清楚。
上世纪初，随着显微镜等技术的发展，终于在1915年，Wilstatter提取出植物的光合作用的结构单位——叶绿体。
于是，Wilstatter获得了诺尔贝奖（第一枚）。

Wilstatter
随后不久，英国和德国的科学家，用藻类做实验表明，光合作用可以分为两个阶段：需要光参与的光反应阶段和不需要光的暗反应阶段。
上世纪中叶，M. Calvin等人用同位素碳研究光合反应，详细阐明了二氧化碳中碳的去向。
因其试验方法对于以后的分子生物研究，具有重大意义，同时也为进一步阐述光合作用，于是1961年，M. Calvin获得诺贝尔奖（第二枚）。

M. Calvin接受诺贝尔奖现场
后来，人们运用类似方法，确定了光合作用中的两条途径：C4途径（甘蔗、玉米等植物的光合作用途径）和景天科酸代谢途径（菠萝等植物的光合作用途径）。
但是，此时人们因为试验的复杂性，还没有发现完整发现植物界最为常见的C3途径。
1954年，美国科学家D. I. Arnon等通过试验分析认为，光反应可以产生一种“同化力”去推动暗反应进行，而暗反应的的实质就是利用这种“同化力”将无机碳（二氧化碳）转化为有机碳（糖）。
1960年，Hill等人提出了双光系统的概念，把吸收长波光的系统称为光系统Ⅰ（PSⅠ），吸收短波长光的系统称为光系统Ⅱ（PSⅡ）。
1965年，R. B. Woodward在实验室人工合成叶绿素分子，被授予诺贝尔奖（第三枚）。

R. B. Woodward
1980年代末期，Deisenhofer等测定了光合细菌反应中心结构，取得了解膜蛋白复合体细节及光合原初反应研究的突出进展，获得了1988年的诺贝尔奖（第四枚）。
1992年，Marcus因研究包括光合作用电子传递在内的生命体系的电子传递理论而获得诺贝尔奖（第五枚）。