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沈允钢


[中国科学院院士]

   沈允钢(1927.12~),出生于浙江杭州。植物生理学家。1980年当选为中国科学院学部委员(院士)。1953年加入九三学社。
  沈允钢于1927年12月2日出生于浙江省杭州市一个商人家庭。父亲朱金荪入赘沈家,从事商业活动,母亲沈雪吟,操持家务,生有二子,沈允钢是长子
  沈允钢幼年在杭州长大,7岁时进湖墅德胜桥私塾读书,一年半后转入德胜桥小学。日寇侵华,杭州形势紧张,他随家人去杭州乡村和临安避难。之后在上海私立文化小学、肇光中学、工部局立华童公学继续求学。1942年9月至1947年7月,在省立杭州中学、私立安定中学和省立杭州高级中学读完初、高中。1947年9月考入浙江大学农业化学系,1951年毕业。
  1951年8月,沈允钢被分配到中国科学院上海实验生物研究所植物生理研究室工作,任研究实习员。进所后的第一项工作是参加著名植物生理学家罗宗洛带领的防风林调查,赴苏北开展调研活动,学习室外工作经验。随后在著名植物生理学家殷宏章汤佩松的主持下开展了小麦、大豆品质的调研工作;在这之后,一直跟随殷宏章进行植物生化和光合作用的研究工作。
  1954年,他在殷宏章指导下开始探讨稻麦籽粒发育过程中淀粉合成及分解酶活力变化与生理过程的联系。他观察到稻麦籽粒成熟过程中,淀粉大量积累时,淀粉分解酶的活力仍相当大,因此就进一步追究β-淀粉酶及其产物麦芽糖的生理功能。他与合作者在实验中证明,β-淀粉酶可通过迅速分解引子淀粉而影响磷酸化酶合成淀粉的能力,从而否定了外国文献中认为β-淀粉酶对磷酸化酶有直接抑制作用的说法。1958年,他们进一步证明籽粒在成熟过程中的确有麦芽糖产生,在盾状体中存在一种麦芽糖激酶,将麦芽糖直接磷酸化,然后再转变成蔗糖。这个发现受到了国内外同行的重视。
  1956年,沈允钢等人对水稻开花后物质的累积和运转的规律进行研究,发现开花后的光合作用对产量的形成有重大影响。证明籽粒乳熟糊熟期是累积物质和代谢水平最旺盛时期。在此基础上,1958年他们运用同位素14C测定技术,探明了水稻乳熟期各叶片间光合作用产物没有什么运转,而无效分蘖的光合作用产物可部分转到有效分蘖上去的现象。
  60年代初,沈允钢开展了群体光能利用的研究。他们建立了补偿式光合作用测定法,利用pH指示剂反映二氧化碳浓度的变化,来推算光合作用强度。以后,又改进了光合作用干重测定法。1961年,沈允钢等人对植物叶片光合作用产物输出的动态进行了研究,发现光合作用产物输出的速度在一定范围内与其待输出生产的浓度成正比;光合作用产物的流动与体内利用、贮藏过程有密切关系。
  为了便于田间光合作用测定,1978年他们又创造了田间取样气流法;1982年他们又改进了氧电极测定光合作用方法。20多年来,沈允钢等人利用这些光合作用测定法,对我国农业中与作物光合作用效率有关的一些问题作了探讨,在农业生产上起了一定作用。
  从20世纪60年代起,沈允钢在殷宏章的领导下,开展了光合作用机理的研究,着重进行光合磷酸化与电子传递的耦联机理及其调节控制的研究。1961年,完成了光合磷酸化量子需要量的测定。1961年在莫斯科召开的第五届国际生化学会上,同时有3篇这方面的报告,但沈允钢及其同事的工作最为突出。1962
  年他们在测定光合磷酸化量子需要量时观察到“光强效应”,即当照光的强度低于一定程度时,光合磷酸化的效率显著降低,在光强增加到一定程度以上,此种情况逐渐消失,并对此原因作了进一步探讨。实验证明,经预先照光的叶绿体在暗中具有能使腺二磷和磷酸盐合成腺三磷的能力,从而在世界上首先发现了光合
  磷酸化过程中存在着高能中间态。高能态的发现使光合磷酸化机理研究大大迈进了一步。沈允钢等人的工作受到了国际科学界的高度评价,1977年,联邦德国出版的《植物生理百科全书》引述中国首先发现高能态,1972年日本《蛋白质,核酸,酵素》杂志刊载论述沈允钢高能态的论文,并说这篇论文是60年代光合磷酸化研究的两篇重要论文之一。继高能态发现后,他又着力探讨它与磷酸化的关系。
  近几年来,沈允钢等发现了一系列能够改善光合磷酸化与电子传递的耦联效率的物质,如金霉素、多粘菌素、多元酸等,并证明它们是通过影响耦联因子(膜上催化磷酸化反应的蛋白复合体)而产生上述效应的。他们的实验表明,光合磷酸化与电子传递的耦联程度常常不完全,其中一部分原因为耦联因子在催化磷
  酸化反应时,有一部分高能态无谓损耗,而这种损耗的比例是可以调节的。这个发现对研究提高光合作用效率具有积极意义。
  叶绿体延迟发光是光合作用机理研究中的重要问题。1982年,沈允钢和他的学生作进一步研究,证明毫秒级延迟发光的快相除与膜电位有关外,还受质子浓度差的影响,而且这一质子浓度差主要是水氧化时释放的质子引起的。此工作在1983年8月比利时召开的第六届国际光合作用会议上作了介绍。光合磷酸化
  高能态的发现及有关研究,获1979年中国科学院科技成果奖二等奖,1982年获国家自然科学奖二等奖。1987年以后,他带领他的学生们从多种角度对光合机理进行研究。近几年来,他着重探讨光合机构的运转与调节,把光合作用的机理和生理研究进一步联系起来,力求既能在理论上深入,又能开拓通向农业等实际应用的途径。
  沈允钢在50余年的科研生涯中,形成了自己的治学观点和方法。勤于工作,勤于学习,是他科研上取得成就的成功之点。对专业知识和其他知识,他同样渴求觅取。他认为,一个科学工作者必须处理好专与博这对矛盾,博是为了专,专深必须求博,博是扩大成就的基础,因此博是科技工作者必须具备的业务素质。正是在这个思想的支配下,他在精通专业的基础上,打开“求博”的道路。
  沈允钢曾历任中国科学院植物生理研究所光合作用室主任、植物生理研究所所长,中国植物生理学会副理事长、理事长、名誉理事长等职。他还曾任《中国科学》、《科学》等重要学术期刊的编委。


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