植物体的绿色工厂

植物体的绿色工厂

　　绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水制成碳水化合物并放出氧气的过程，叫光合作用。我们人类所在的整个地球，就是进行这种生产的一个巨大工厂，人们称之为“绿色工厂”。如果把科学家探索“绿色工厂”之谜的曲折历程比作一幕历史的长剧，那么，它的序幕也只是在二百多年前才拉开的。
　　17世纪荷兰的海尔蒙，发现植物主要是从水中取得养料，他称量了90千克砂土，将它们放到一只大木盆里，然后栽上一棵2.25千克重小柳树，每天只给它浇一些雨水。过了五年，柳树长得又高又大，他把柳树拔出来，称了一下，结果树重达72千克，晒干以后的砂土只减少了57克多一点。于是，海尔蒙否定了植物是靠泥土长大的传统说法，他猜想植物是靠吃水长大的。当时他的认识只限于这一点，因为他还不知道光合作用。更不知道光性质，以及空气、水和“绿色工厂”的关系。
　　海尔蒙以后，人们在继续探索“绿色工厂”的秘密。
　　1771年8月的一天，一向对气体感兴趣的英国化学家普利斯特列做了一个实验。他在一只大瓶内点燃了一支小蜡烛，然后将瓶口盖住。过了一会儿，蜡烛熄灭了。这时，他把一只小白鼠放进瓶内，小白鼠很快死去。当时，普利斯特列认为燃烧后瓶中的空气变“坏”了，所以小白鼠死了。普利斯特列设想了很多使燃烧后的“坏”空气重新变好的方法，他设想用水来净化空气，但没成功。他又想用植物来试试。他在蜡烛燃烧后的瓶子里放进一根活的薄荷枝，几天以后，薄荷枝长得很好，叶子也平展展地伸出来。再放进一只小白鼠。盖上盖子，小白鼠也欢快地跑来跑去。一枝小小的薄荷枝居然有如此奇妙的本领！于是，普利斯特列认为：植物能把燃烧后变“坏”的空气再变好。他喜出望外的把自己的实验写成论文，告诉世人：绿色植物可使燃烧后的“坏”空气变好，这种好的空气是动物和人生存所需要的。
　　普利斯特列虽然还不知道他发现的气体是什么，但他确实找到了“绿色工厂”的产品之——氧气。
　　1779年，荷兰医生浩斯用他自己设计的实验，发现太阳光对绿色植物的奇妙作用，他证实普利斯特列实验中大瓶子里空气变好的关键，在于绿色植物得到太阳光的照射。当时他用一个盛水的大烧杯，把水草浸在水里，烧杯上倒扣一个玻璃漏斗，漏斗管上再倒扣一个试管，随后把这个大烧杯放到阳光下，不久玻璃漏斗里就有小气泡上升，等试管里收集了足够的气体之后，把他点燃的蜡烛放到试管里，看到火焰增亮了。于是他发现植物只有在阳光下才能产生纯化气体――实际上就是氧气。这使人们对光合作用的认识又前进了一步。
　　1782年，瑞士牧师谢尼伯在重复研究上述普利斯特列和浩斯的实验中，发现植物在太阳光下既能把坏空气变好，又能把坏空气作为自身养料。他进而认识到绿色植物不是把普通空气变为好空气的，因为普通空气中有好的空气（指氧气），也有坏空气（指二氧化碳），绿色植物只是从空气中吸收“固定空气”（二氧化碳），在阳光照射下，经过自身的加工制造出好空气来。实际上他主要解决了二氧化碳和氧气的循环问题，1804年，瑞士化学家赛逊尔经过自己的科学研究，把上述英国、荷兰、瑞士的化学家、医生、牧师各自独立进行的实验研究工作统一起来，归纳成一个公式。这个公式用现代化学语言来表达，即：水＋氧化碳――碳水化合物＋氧。
　　直到1896年，法国科学家贝尔斯在总结前人科研成果的基础上，才给绿色植物这种独特的生理化学过程，正式命名为“光合作用”。