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光合作用的发现史?

今天宠物迷的小编给各位宠物饲养爱好者分享光合作用的探索历程的宠物知识,其中也会对光合作用的发现史?(光合作用的发现史思维导图)进行专业的解释,如果能碰巧解决你现在面临的宠物相关问题,别忘了关注本站哦,现在我们开始吧!

光合作用的发现史?

早期探索
直到18世纪中期,人们一直以为植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的,并不认为植物体能够从空气中得到什么。1880年,美国科学家恩格尔曼(G.Engelmann,1809-1884)用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩格尔曼的实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
植物利用阳光的能量,将二**碳转换成淀粉,以供植物及动物作为食物的来源。叶绿体由于是植物进行光合作用的地方,因此叶绿体可以说是阳光传递生命的媒介。经过关于光合作用的实验,可得结论:
⒈绿叶在光下可以制造淀粉,并释放氧气
⒉绿叶制造淀粉需要二**碳作为原料
⒊绿叶制造淀粉只能在有绿色的部分进行,此外水也是制造淀粉必须的原料
*淀粉遇碘液能变成蓝色
*氢**钠能吸收空气中的二**碳



起源探索
叶绿体光合作用不是起源于植物和海藻,而是起源于细菌。
从这些进程中能够很明显地看出,无论是宿主生物体,还是共生细胞,它们都在光合作用。此“半植半兽”微生物在宿主和共生体细胞之间的快速转变可能在光合作用演化过程中起过关键作用,推动了植物和海藻的进化。虽然科学家还不能培养野生Hatena来完全研究清楚他的生命周期,但是这一阶段的研究可能会为搞清楚什么使得叶绿体成为细胞永久的一部分提供了一些线索。科学家认为,此生命现象导致海藻进化出一种吞噬细菌的方法,最终使海藻进化出自己的叶绿体来进行光合作用。然而,这一过程到底是怎样发生的,还是一个不解之谜。从此研究发现可以看出,光合作用不是起源于植物和海藻,而是最先发生在细菌中。正是因为细菌的有氧光合作用演化造成地球大气层中氧气含量的增加,从而导致复杂生命的繁衍达十亿年之久。在其他的实验中,冈本和井上教授尝试了喂给Hatena其他的海藻,想看看它是否会有同样的反应。但是,尽管它也吞噬了海藻,却没有任何改变的过程。这说明在这两者之间存在着某种特殊的关系。判断出这种关系是否是基因决定的将是科学家需要解决的下一个难题。
光合作用的基因可能同源,但演化并非是一条从简至繁的直线科学家罗伯持·布来肯细普曾在《科学》杂志上发表报告说,我们知道这个光合作用演化来自大约25亿年前的细菌,但光合作用发展史非常不好追踪,且光合微生物的多样性令人迷惑,虽然有一些线索可以将它们联系在一起,但还是不清楚它们之间的关系。为此,布来肯细普等人通过分析五种细菌的基因组来解决部分的问题。他们的结果显示,光合作用的演化并非是一条从简至繁的直线,而是不同的演化路线的合并,靠的是基因的水平转移,即从一个物种转移到另一个物种上。通过基因在不同物种间的“旅行”从而使光合作用从细菌传到了海藻,再到植物。布来肯细普写道:“我们发现这些生物的光合作用相关基因并没有相同的演化路径,这显然是水平基因转移的证据。”他们利用BLAST检验了五种细菌:蓝绿藻、绿丝菌、绿硫菌、古生菌和螺旋菌的基因,结果发现它们有188个基因相似,而且,其中还有约50个与光合作用有关。它们虽然是不同的细菌,但其光合作用系统相当雷同,他们猜测光合作用相关基因一定是同源的。但是否就是来自Hatena,还有待证实。然而,光合作用的演化过程如何?为找到此答案,布来肯细普领导的研究小组利用数学方法进行亲缘关系分析,来看看这5种细菌的共同基因的演化关系,以决定出最佳的演化树,结果他们测不同的基因就得出不同的结果,一共支持15种排列方式。显然,它们有不同的演化史。他们比较了光合作用细菌的共同基因和其它已知基因组的细菌,发现只有少数同源基因堪称独特。大多数的共同基因可能对大多数细菌而言是“日常”基因。它们可能参加非光合细菌的代谢反应,然后才被收纳成为光合系统的一部分。



发现年表
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德认为:植物生长所需的物质全来源于土中。
1627年,荷兰人范·埃尔蒙做了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。
1648年,比利时科学家海尔蒙特(Jan Baptist van Helmont)出于对亚里士多德观点的怀疑,做了类似范·埃尔蒙的实验:将一棵重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶里,木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后,他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入,他还专门制作了桶盖。五年以后,柳树增重80多千克,而土壤却只减少了100g,海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水分这一观点。但是当时他却没有考虑到空气的作用。
1771年,英国的普里斯特利(J.Priestley,1733-1804)发现植物可以恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气。他做了一个有名的实验,他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死了。接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里,他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着,于是,他得出了结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。但他并没有发现光的重要性。
1779年,荷兰的英格豪斯(J.Ingen-housz)证明:植物体只有绿叶才可以更新空气,并且在阳光照射下才成功。
1785年,随着空气组成成分的发现,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二**碳 。
1804年,法国的索叙尔通过定量研究进一步证实:二**碳和水是植物生长的原料。
叶绿体1845年,德国科学家梅耶(R.Mayer) 根据能量转化与守恒定律明确指出,植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
1864年,德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验:把绿色植物叶片放在暗处几个小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉,然后把这个叶片一半曝光,一半遮光。过一段时间后,用碘蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功的证明绿色叶片在光和作用中产生淀粉。
1880年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧是由叶绿体释放出来的。他把载有水绵(水绵是多细胞低等绿色植物,其细而长的带状叶绿体是螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌的临时装片放在没有空气的暗环境里,然后用极细光束照射水绵通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中:如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。恩格尔曼的实验证明了氧气是从中叶绿体释放出来的;叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
1897年,“光合作用”这个名称首次在教科书中出现。
1941年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)采用同位素标记法研究了“光合作用中释放出的氧到底来自水,还是来自二**碳”这个问题,这一实验有利地证明光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin)用小球藻做实验:用14C标记的CO2(其中碳为14C)供小球藻(一种单细胞的绿藻)进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了二**碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径被成为卡尔文循环。
21世纪初,合成生物学的兴起,人工设计与合成生物代谢反应链成为改造生物的转基因系统生物技术,2003年美国贝克利大学成立合成生物学系,开展光合作用的生物工程技术开发,同时美国私立文特尔研究所展开藻类合成生物学的生物能源技术开发,将使光合作用技术开发在太阳能产业领域带来一场变革。

光合作用的发现史?

光合作用的发现史?

1、过去,人们一直以为,小小的种子之所以能够长成参天大树,古希腊哲学家亚里士多德认为,植物生长所需的物质完全依靠于土壤。 2、1648年,一位荷兰科学家范·赫尔蒙特对此产生了怀疑,于是他设计了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。 虽然他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成,但从此拉开了光合作用的研究史。赫尔蒙特把90千克的土壤放在花盆中,然后种上2千克重的柳树,并经常浇水,5年过去了,柳树长到76千克重,而花盆中的土壤只少了60克。 3、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”。 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] 4、1782年,瑞士人Jean Snebier用化学方法发现:CO2是光合作用必需物质,是光合作用产物。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。 5、20世纪初,光合作用的分子机理有了突破性进展,里程碑式的工作主要是:Wilstatter等(1915)由于提纯叶绿素并阐明其化学结构获得诺贝尔奖。 随后,英国的Blackman和德国的O. Warburg等人用藻类进行闪光试验证明:光合作用可以分为需光的光反应(light reaction)和不需光的暗反应(dark reaction)两个阶段。 扩展资料 光合作用研究历史不算长,从1771年至今才200多年,然而由于各国科学工作者的努力探索,已取得了举世瞩目的进展,为指导农业生产提供了充分的理论依据。当前光合作用的研究拟将进一步阐明以下几个关键问题: ①光合作用结构与功能的关系及其遗传控制 ②反应中心的结构与功能 ③放氧复合体的结构与功能 ④能量转换与电子、质子传递的规律 ⑤CO2同化调节机理等。只有弄清了光合作用的机理,人类才能更好地利用太阳能,以至模拟光合作用人工合成有机物。 此外航天事业的迅猛发展也迫切需要为宇宙飞船、太空空间站乃至为开发其他星球提供氧气和食品等。这些都使光合作用的研究面临新的挑战与机遇。 参考资料来源:百度百科-光合作用

光合作用的发现史?

1、过去,人们一直以为,小小的种子之所以能够长成参天大树,古希腊哲学家亚里士多德认为,植物生长所需的物质完全依靠于土壤。 2、1648年,一位荷兰科学家范·赫尔蒙特对此产生了怀疑,于是他设计了盆栽柳树称重实验,得出植物的重量主要不是来自土壤而是来自水的推论。 虽然他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成,但从此拉开了光合作用的研究史。赫尔蒙特把90千克的土壤放在花盆中,然后种上2千克重的柳树,并经常浇水,5年过去了,柳树长到76千克重,而花盆中的土壤只少了60克。 3、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”。 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] 4、1782年,瑞士人Jean Snebier用化学方法发现:CO2是光合作用必需物质,是光合作用产物。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。 5、20世纪初,光合作用的分子机理有了突破性进展,里程碑式的工作主要是:Wilstatter等(1915)由于提纯叶绿素并阐明其化学结构获得诺贝尔奖。 随后,英国的Blackman和德国的O. Warburg等人用藻类进行闪光试验证明:光合作用可以分为需光的光反应(light reaction)和不需光的暗反应(dark reaction)两个阶段。 扩展资料 光合作用研究历史不算长,从1771年至今才200多年,然而由于各国科学工作者的努力探索,已取得了举世瞩目的进展,为指导农业生产提供了充分的理论依据。当前光合作用的研究拟将进一步阐明以下几个关键问题: ①光合作用结构与功能的关系及其遗传控制 ②反应中心的结构与功能 ③放氧复合体的结构与功能 ④能量转换与电子、质子传递的规律 ⑤CO2同化调节机理等。只有弄清了光合作用的机理,人类才能更好地利用太阳能,以至模拟光合作用人工合成有机物。 此外航天事业的迅猛发展也迫切需要为宇宙飞船、太空空间站乃至为开发其他星球提供氧气和食品等。这些都使光合作用的研究面临新的挑战与机遇。 参考资料来源:百度百科-光合作用

光合作用的详细过程

光合作用的发现历程

光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二**碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。 其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。 人类认识光合作用只有三百年左右时间,但是植物早在30亿年之前就进化出这一功能,科学家通过观察南罗得西亚石灰岩中原始藻类的构造得到这一结论。随后经过26亿年的水中生活和4亿年的陆地生活,现代生物进化出现在的光合系统。 两千多年前,人们受到古希腊著名哲学家亚里士多德的影响,认为植物是由“土壤汁”构成的,即植物生长发育所需要的物质完全来自土壤。 生物通过几十亿年的进化获得了这种神奇的能力,将太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。 每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。相信随着研究的深入,一定会有更多的重大发现,将人类利用能源的能力推向一个新的高度。 扩展资料 光合作用的意义 1、光合作用通常也会制造淀粉等有机物,不仅是植物自身的生长发育还是需要的营养物质,同时也是人和动物的食物来源。 2、光合作用通常也会转化成光能然后储存在有机物中,这些能量通常也是植物、动物和人体生命活动的而一些重要的能量来源。

光合作用的发现史?

  光合作用的发现史:
  1.亚里士多德认为:植物体是由“土壤汁”构成的,即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。这一观点统治西方将近2000年。
  2.1648年【比】赫尔蒙德的柳苗实验:构成植物体的物质来自水(H2O),土壤只供给极少量物质。
  3.1771年【英】普里斯特利实验:植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空气。
  4.1779年【荷】英格豪斯实验:在光照条件下,植物才能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空
  气。
  5.1782年【瑞士】谢尼伯实验:在阳光作用下,植物靠着二**碳营养,排出氧气。
  6.1804年【瑞士】索热尔实验:定量测定发现,光合作用过程中,植物制造有机物和氧释放量,远远
  超过二**碳吸收量——水也是光合作用的原料。
  7.1864年【德】萨克斯实验:证明绿叶在光合作用时形成淀粉。
  8.1880年【美】恩吉尔曼的水绵实验:证实叶绿体在光下可以产生氧气。
  9.1941年【美】鲁宾和卡门同位素标记实验:光合作用产生的氧气来自于水
  10.1945年【美】卡尔文用同位素示踪法得知光合作用中间产物和环节,确定暗反应过程。

光合作用的发现史?

光合作用的发现,是众多科学家不断实验探索的成果。 光合作用的发现史: 1.亚里士多德认为: 植物体是由“土壤汁”构成的,即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。这一观点统治西方将近2000年。 2.1648年【比】赫尔蒙德的柳苗实验:构成植物体的物质来自水(H2O),土壤只供给极少量物质。 3.1771年【英】普里斯特利实验:植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空气。 4.1779年【荷】英格豪斯实验:在光照条件下,植物才能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而污浊的空气。 5.1782年【瑞士】珍妮 · 瑟讷比埃(Senebier,Jean 又译:辛尼比涅 、或 谢尼伯)瑞士牧师,谢尼伯实验:在阳光作用下,植物靠着二**碳营养,排出氧气。 6.1804年【瑞士】索热尔实验:定量测定发现,光合作用过程中,植物制造有机物和氧释放量,远远超过二**碳吸收量——水也是光合作用的原料。 7.1864年【德】萨克斯实验:证明绿叶在光合作用时形成淀粉。 8.1880年【美】恩吉尔曼的水绵实验:证实叶绿体在光下可以产生氧气。 9.1941年【美】鲁宾和卡门同位素标记实验:光合作用产生的氧气来自于水。 10.1945年【美】卡尔文用同位素示踪法得知光合作用中间产物和环节,确定暗反应过程。

请简要描述植物光合作用的过程;植物光合作用对动物和人类有什么好处

光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二**碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。

光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源.制造了有机物,人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物.
使大气中的氧和二**碳的含量相对稳定,使动物和人类正常呼吸、生存.

光合作用的性质(越详细越好

光合作用 光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二**碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物,也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么,光合作用是怎样发现的呢? 光合作用的发现 直到18世纪中期,人们一直以为植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的,并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年,英国科学家普利斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠也不容易窒息而死。因此,他指出植物可以更新空气。但是,他并不知道植物更新了空气中的哪种成分,也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年,德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在暗处几小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年,德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。第一,制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物,这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。 第二,转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能,并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物,都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量,归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。 第三,使大气中的氧和二**碳的含量相对稳定。据估计,全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧,平均为10000 t/s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算,大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而,这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上,不断地通过光合作用吸收二**碳和释放氧,从而使大气中的氧和二**碳的含量保持着相对的稳定。 第四,对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前,地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前,绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后,地球的大气中才逐渐含有氧,从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层,能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线,从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程,最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。 植物栽培与光能的合理利用 光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中,合理利用光能,可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。 延长光合作用的时间 延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间,是合理利用光能的一项重要措施。例如,同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦,改为一年之内收获一次小麦后,又种植并收获一次玉米,可以提高单位面积的产量。 增加光合作用的面积 合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上,根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物. 光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二**碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。我们每时每刻都在吸入光合作用释放的氧。我们每天吃的食物,也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。那么,光合作用是怎样发现的呢? 光合作用的发现 直到18世纪中期,人们一直以为植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的,并不认为植物体能够从空气中得到什么。1771年,英国科学家普利斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠也不容易窒息而死。因此,他指出植物可以更新空气。但是,他并不知道植物更新了空气中的哪种成分,也没有发现光在这个过程中所起的关键作用。后来,经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。1864年,德国科学家萨克斯做了这样一个实验:把绿色叶片放在暗处几小时,目的是让叶片中的营养物质消耗掉。然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。1880年,德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验:把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明:氧是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。光合作用的重要意义 光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。第一,制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物,这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。 第二,转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能,并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物,都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量,归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。 第三,使大气中的氧和二**碳的含量相对稳定。据估计,全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧,平均为10000 t/s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算,大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而,这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上,不断地通过光合作用吸收二**碳和释放氧,从而使大气中的氧和二**碳的含量保持着相对的稳定。 第四,对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前,地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前,绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后,地球的大气中才逐渐含有氧,从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层,能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线,从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程,最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。 植物栽培与光能的合理利用 光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中,合理利用光能,可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。 延长光合作用的时间 延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间,是合理利用光能的一项重要措施。例如,同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦,改为一年之内收获一次小麦后,又种植并收获一次玉米,可以提高单位面积的产量。 增加光合作用的面积 合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上,根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物

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