“问渠那得清如许，为有源头活水来”，关于光合作用的基础知识，都是前人长期在生产斗争和科学实践中总结得来的。先驱者勇于探索的精神、实事求是的态度，以及设计科学试验的思想方法，是很值得我们学习的。让我们循着前人探索光合作用的历史脚步，来回顾这个探索的历史过程吧！
揭开序幕
如果把科学家探索“绿色工厂”之谜的曲折历程比做一幕历史的长剧，那么，它的序幕也只是在二百多年前才拉开。
17世纪荷兰的凡？海尔蒙，发现植物主要从水中取得养料。他称量180斤的砂土，放到一只大木盆里，栽上一棵4斤半重的小柳树，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，称了一下树重达516斤，晒干以后的土壤只减少了半两多一点。
于是，凡？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。但他的认识只限于这一点，还不知道光合作用，更不知道光的性质，以及空气、水和“绿色工厂”的关系。
好空气与坏空气
凡？海尔蒙以后，人们在继续探索“绿色工厂”的秘密。
1774年8月1日，英国化学家普利斯特列兴致勃勃地把从朋友家要来的一包黄色的粉末三仙丹（氧化汞），放到一只大玻璃瓶里，再把玻璃瓶倒放在水银槽里，隔绝空气。用凸透镜把太阳光聚集在玻璃瓶上，加热三仙丹。过了些时候，他惊讶地发现：粉末好像被人吹动似的微微颤动，几分钟以后，出现了小水银珠，三仙丹因受热发生变化，分解出一种气体来。当时，他认为这是一种新“空气”。
这种气体是什么，它有什么性质呢？
喜欢思考问题的普利斯特列继续实验：他找来一个大约直径30厘米、焦距50厘米的凸透镜，加热三仙丹，结果气体很快被赶出来。他用玻璃瓶收集了一定量的气体以后，用小木柴去点燃，结果看到小木柴烧得更亮了。以后，他又用同样方法制取了一瓶气体，并把一只小老鼠放进瓶子里，小老鼠就欢快地蹦蹦跳跳起来。他自己也吸进这种气体，他感到胸部特别的轻松畅快。
普利斯特列再把那只活泼的小老鼠放进木柴燃烧过的瓶子里，盖上盖子，小老鼠就喘不过气来，痛苦地挣扎着，过不了几分钟就死去了。如果在木柴燃烧过的瓶子里，放进去一棵绿色植物，它却长得很好，叶子平展展地伸张开来。这时候，再放进去一只小老鼠，盖上盖子，小老鼠就又欢快地跑来跑去。
普利斯特列喜出望外地把自己的实验写成论文，题目是：《各种气体之实验与观察》。他认为燃烧以后瓶中的空气变坏了，所以小老鼠死亡；放进绿色植物，它又能把坏空气变好，所以小老鼠能安然无恙。
当时，普利斯特列虽然不知道他发现的气体就是氧气，也不知道点燃的木柴把空气变坏以及绿色植物使空气变好的原因，但是他的实验给人们以启示：这种气体是能够助燃的，也是动物和人生存所需要的。同时，实验还表明，绿色植物有提供这种气体的能力。
他的功绩是，一方面给拉瓦锡创立的新燃烧理论提供了实验的基础，另一方面为探索“绿色工厂”之谜又打响了不寻常的一炮。
太阳光的魔力
一石激起千层浪。普利斯特列的实验记录发表以后，人们纷纷重复他的实验，但是得到的结果是相互矛盾的。有时候绿色植物把坏空气变好，有时候却把好空气变坏。1779年，荷兰医生英根？浩斯在伦敦近郊租了一所别墅，在三个月的夏天里，他做了五百多次实验。当时，他用一个盛水的大烧杯，把绿叶或者水草浸在水里，水草上面倒扣一个玻璃漏斗，漏斗管上再倒扣一个试管。然后，英根？浩斯把这个大烧杯放到阳光下。不久，在漏斗里就有小气泡上升，等试管里收集了一大半气体以后，他就把点燃的蜡烛放到试管里，顿时看到火焰增亮了。多少次实验都是这样，他认为这种气体就是纯化的气体。如果把这个烧杯放在暗处，就没有气泡产生。他发现了植物只有在阳光下才能把坏空气变好，在黑暗中绿色植物和动物一样，会把好空气变坏。为了进一步证实这一点，英根？浩斯做了大量的观察和实验。他分别选取了房屋的阴面和阳面，高楼或者植物的限影下，太阳光升到地平线后，夕阳西下或者日落以后，晴天或者阴天等等各种不同的条件，反复多次地研究，结果都是相同的，这就进一步证实了太阳光参与了绿色植物把坏空气变好的活动。这使人们对光合作用的认识又前进了一步。
英根？浩斯虽然还不知道“绿色工厂”开工的详尽原理，但是他破天荒地发现了太阳光对绿色植物的作用。同时，他明确地指出，只有绿叶和绿枝才能够真正使空气由坏变好。
到此为止，普利斯特列的实验真相大白，空气变好变坏的关键在于绿色植物是否得到太阳光的照射。
打开迷宫的钥匙
英根？浩斯用几百次实验，才证实了太阳光照射在绿色植物上是使坏空气变好的条件。但是，他还不能解释，在封闭的瓶子里老鼠和绿色植物长期共存的原因。
回答这个问题的，是瑞士的牧师谢尼伯。
谢尼伯牧师虽然以传教为职业，但是他对植物学却有广泛的兴趣。他继续重复并研究普利斯特列和英根？浩斯的实验，直到3年后的1782年，才发现植物在太阳光下既能把坏空气变好，又把坏空气作为自身的养料。
他用实验证实：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空气（氧气），也有坏空气（二氧化碳）；绿色植物只是从空气中吸收“固定空气”（二氧化碳），在阳光的照射下，经过自身的加工制造出好空气来。他把自己的研究成果写成三卷论文。
谢尼伯主要的成就，是解决了二氧化碳和氧气的循环问题。这样，上面提到的封闭瓶中老鼠和绿色植物共存的问题，立即得到解释。老鼠呼吸时放出的二氧化碳被绿色植物吸收，绿色植物放出的氧气又作为老鼠呼吸之用。它们互相依赖，共同生存。
从18世纪中叶到19世纪初期，先后经历了将近一百年，才找到揭开“绿色工厂”之谜的一串钥匙。普利斯特列证明绿色植物会放出氧气，接着英根？浩斯证明太阳光是绿色植物吸收二氧化碳、放出氧气的必要条件，谢尼伯又证明空气中的二氧化碳是“绿色工厂”的基本原料之一。最后，由瑞士化学家赛逊尔于1804年用自己的科学实验，把上述各自独立的研究工作，统一起来，归纳成一个公式：固定空气+水光绿色植物维持生命的空气+植物性营养这个公式用现代化学语言来表示，就是：水+二氧化碳光叶绿体碳水化合物+氧气这样，“绿色工厂”的原料、动力和产品等三大秘密，终于被英国、法国、瑞士、荷兰四个不同国籍和三种不同职业的人（其中一个牧师、两个医生和几个化学家），通过辛勤劳动而逐渐揭开了。
认识淀粉
“绿色工厂”的产品除了氧气，还有淀粉等碳水化合物。那么淀粉是怎样被认识的？
德国的植物生理学家朱里斯？萨克斯，是第一个认定“绿色工厂”的产品是淀粉的人。
朱里斯？萨克斯是一个酷爱植物的科学家。他对植物的生长和生活习性十分感兴趣。清晨，他给花草浇水的时候，常常对着色彩鲜艳的花团和迎风招展的枝叶沉思：如果植物合成的化合物主要是淀粉，那么淀粉通常是不溶于水和酒精的，但是一遇到碘，就会显出蓝色来。
如果植物的“工厂”真的开在叶片内，那么，叶片里总该是有淀粉的啊！
