光合作用碳循环揭秘

美国加州大学化学系的卡尔文是一位兴趣广泛、知识渊博的科学家，植物光合作用的奇异功能深深地吸引着他。1941年他放弃原来专业，去研究光合作用的机理。

当时，英国的希尔已经发现，分离的叶绿体在照光之后能把三价的铁离子还原并释放出氧。展现在人们面前的是一幅这样的光合作用机理图：光反应：绿色植物接受光能，从水中释放出氧，同时产生化学能；暗反应：绿色植物消耗化学能，把二氧化碳还原成碳水化合物。可见，光合作用这只神秘的“暗盒”已被打开一道小小的裂缝，但还有许多关键问题，如植物吸收二氧化碳最初的同化产物是什么等等，仍然是个谜。

年轻的卡尔文勇敢地向这一难关进击。他第一个用刚刚发现的一种新的同位素C14，作为一种示踪物来研究碳同化的转换途径。当他从仪器中清晰地看到反映出来的碳同化过程的时候，惊喜万分。同行们称赞他为揭开光合作用的奥秘开辟了一条新途径。

然而C14只能跟踪碳同化的转换过程，碳同化的产物却依然是个谜。卡尔文改进了传统色层分离法，采用纸进行层析的方法。他在一张滤纸上滴上一滴含放射性二氧化碳的植物汁，加上溶剂溶解后，各种物质便以不同的速度在纸上移动。接着，他又把这张有放射性物质的滤纸紧贴照相底片感光。结果梦寐以求的奇迹出现了：底片上呈现出的斑斑黑点，正是他要追寻的与二氧化碳结合的物质。

最后，只要找出与二氧化碳结合的物质究竟是什么，就基本上可以勾画出光合碳循环的面目。卡尔文重新审查了以前的实验结果，用改变光照条件和减少二氧化碳浓度等方法，发现磷酸甘油酸和二磷酸核酮糖确有明显的对应关系，从而肯定了植物吸收二氧化碳后最初的同化产物是二磷酸核酮糖。

1957年，卡尔文第一次描绘出了光合作用碳循环的机理。为了表彰卡尔文和他的同伴们十年的努力探索，瑞典科学院于1961年授予他诺贝尔化学奖。