湯佩松

湯佩松（1903年11月12日-2001年9月6日），湖北浠水人，植物生理學家、生物化學家、教育家，中國植物生理學的奠基人之一，中央研究院院士、中國科學院院士，中國科學院植物研究所研究員、名譽所長。

1917年，湯佩松進入清華學校學習；1925年畢業後進入美國明尼蘇達大學植物學系學習；1928年進入美國約翰·霍普金斯大學學習；1930年獲得博士學位後到哈佛大學普通生理學研究室進行博士後工作；1933年回國擔任武漢大學教授；1938年擔任西南聯合大學農業研究所研究教授；1945年擔任清華大學農學院院長；1950年擔任北京農業大學副校長；1952年擔任中國科學院植物生理研究所研究員兼復旦大學教授；1954年任中國科學院植物研究所研究員、副所長、所長、名譽所長兼北京大學教授。

湯佩松長期從事植物呼吸代謝和光合作用的研究，提出植物代謝多條路線的觀點。在植物生理學的教學和研究工作中，為中國科學事業的發展和人才的培養作出了重要貢獻。

基本介紹

• 中文名：湯佩松
• 國籍：中國
• 民族：漢族
• 出生地：湖北省浠水縣
• 出生日期：1903年11月12日
• 逝世日期：2001年9月6日
• 職業：教學科研工作者
• 畢業院校：約翰·霍普金斯大學
• 父親：湯化龍

人物履歷

1903年11月12日，湯佩松出生於湖北省浠水縣的一個詩書世家，父親湯化龍是有自由思想的清朝進士，曾和梁啓超等一起從事君主立憲派活動。1915年母親去世，1918年父親在加拿大被暗殺。因而從15歲起，他就走上了個人獨立奮鬥的道路。

1916年，畢業於北京師大附中。

1917年，考入清華學校，從國中讀到相當於大學二年級。該校是當時的留美預備學校，課程緊，校規嚴，對體育的要求也很高。這種訓練對培養湯佩松一生克服困難和挫折的頑強精神起了很大作用。

1925年秋，畢業於清華學校之後進入美國明尼蘇達大學農學院學習，次年轉入文理學院，主修植物學，輔修化學和物理學。

1927年底，他以全校第一名的成績畢業，獲文學士學位。這兩年的學習，使湯佩松在物理、化學和生物學方面都打下了一定的基礎。1927年，獲得明尼蘇達大學文學學士學位。

1928年夏，湯佩松進入美國約翰·霍普金斯大學攻讀博士學位。通過博士論文的工作，他掌握了“生理過程間多功能關係”這一概念的運用。這就是後來他關於呼吸代謝多條路線及其與其他生理過程相互關係這一觀點的萌芽。

1930年夏，湯佩松獲得博士學位後轉到哈佛大學普通生理學研究室工作了3年（相當於現在的博士後），並於1930年和1931年夏兩次到麻薩諸塞州海濱小鎮林穴（Woods Hole）的海洋生物學研究所（Marine Bio－logical　Laboratory）作短期訪問。這兩次訪問時間雖短，但湯佩松卻在這裡結識了許多生物學界的大師，包括當時和後來的幾位諾貝爾獎獲得者，如遺傳學家T．H．摩爾根（Morgan）、細胞生理學家O．瓦布爾格（Warburg）、生物化學家L．米歇利斯（Michaelis）以及有名的李利兄弟（Frank and Ralph Lillie）等等；選修了普通生理學課程；參加了各種類型的學術討論。名家們精闢的思路、巧妙的實驗設計和新穎的實驗技術簡直使他著了迷。從此，他決心終身從事細胞呼吸、植物呼吸和光合作用以及生物力能學的研究。

1933年夏，湯佩松放棄了在美國獲得優厚條件從事科學研究的機會，毅然回國，任武漢大學教授。在由美返國途中，他訪問了3位大師的實驗室：英國劍橋的D．凱林（Keilin）、德國柏林的瓦布爾格和海德堡（Heidelburg）的邁爾霍夫（OttoMeyerhof）。這些訪問對他以後學術思想的形成發生了很大影響。他回國後即著手建立我國第一個普通生理實驗室。從1933年夏到1937年期間，湯佩松既忙於實驗室建設、同時又從事教學和研究工作。開設了生物化學和普通生理等課程，完成了7篇有關細胞呼吸動力學的論文，1篇有關光合作用的論文和其他一些論文，其中關於光合作用的論文被認為是該領域的1篇經典文獻。

1938—1946年，抗日戰爭期間湯佩松在西南聯合大學農業研究所工作。在這裡他創辦了植物生理研究室。這個實驗室非常簡陋，而且3次被炸毀，4次搬遷重建，最後搬到昆明北郊的小村莊大普集。

抗戰勝利後，湯佩松任清華大學農學院院長。1950年任北京農業大學副校長，以後歷任中國科學院上海植物生理研究所研究員和北京植物研究所研究員、副所長、所長、名譽所長，同時兼任復旦大學、北京大學教授。

主要成就

科研成就

早年發現海星卵受精後呼吸增強和細胞色素氧化酶在植物中存在；1946年用綠色小球藻證明光合作用的氧化還原電位勢在光暗下的差異從而確證了Van Niel學說；提出了完整的植物呼吸代謝的控制與被控制理論，在國際上首先證明了高等植物中存在細胞色素氧化酶、植物葉綠體中存在碳酸酐酶以及高等植物體內適應酶的形成；首次證明在同一植物中呼吸代謝途徑的多樣性，證明糖酵解途徑，戊糖支路、三羧酸循環、二羧酸循環、乙醛酸循環並行，並以一定比例在活體中運行，總結呼吸代謝途徑的改變及其與其他生理功能相互作用。

半個多世紀以來，湯佩松在植物生理和生物化學方面發表了3本著作和逾200篇論文，在植物呼吸代謝方面提出系統的觀點，獨樹一幟，而且培養了大批植物生理學家。他是我國植物生理學奠基人之一，為我國植物生理的發展作出了傑出貢獻。

湯佩松是一位蜚聲國際的植物生理學家。由於他在植物呼吸代謝和光合作用方面的貢獻，1975年被美國植物生理學會選為名譽會員，後又被美國植物學會選為名譽會員，還被邀請擔任國際性雜誌《光化學和光生物學》（Photochemistry and Photobiolo－gy）的編委。尤其值得指出的是：1983年當他滿80歲的時候，國際性刊物《植物生理學年鑑》（AnnualReviewofPlantPhysiology）特約他撰寫了一篇回憶錄式的文章，刊於該雜誌34卷之首。該刊從60年代中期開始，每年都特約一位在植物生理學方面貢獻卓著、德高望重的科學家寫一篇這樣的論文，作為首篇，並在扉頁上登載作者的照片，以資紀念。到現在為止，我國只有湯佩松一人得到這種殊榮。

植物呼吸代謝研究起始

1925年前後，在生物科學中興起了一門新的分支學科——普通生理學。湯佩松在大學期間就對物理、化學興趣極濃，又受到當時生物學潮流的影響，自然就會提出生物學中許多有意義的根本問題。例如，他在一次上胚胎學的課堂上，正當教授講述種子萌發過程中胚乳內無結構的澱粉逐步轉變成有形態組織的幼芽時，他突然發問：“在這個形態發生過程中，無組織的有機物質是以什麼方式轉變為有形態結構的幼苗的？”這個問題雖然當時並未得到任何解答，但卻是他以後半個多世紀中鑽研和提出代謝的系統觀點的萌芽。

如前所述，湯佩松曾兩度到林穴海洋生物研究所學習和工作。在這裡他受到極大的啟發。他特別感興趣的是瓦布爾格關於海膽卵受精後呼吸顯著加強的工作，於是日夜埋頭在實驗室里研究海膽卵和海星卵受精前後呼吸強度的變化。他發現海膽卵在受精後的幾分鐘內，呼吸強度可提高四、五倍，甚至十幾倍，而海星卵則否。他在這項研究上發表了3篇論文，發展了瓦布爾格的工作，這些論文當即受到重視，李利教授和傑拉德（Gerald）教授立即表示願意資助湯佩松參加第二年的暑期講習班，並請他作李利的助手。這些工作也馬上被李約瑟在他所著的《化學胚胎學》（Chemical Embryology）中全部引用，以後又被拉謝夫斯基（Rashevsky）在他的《數學生物物理學》（Mathmatical　Biophysics）中引用。

證明“呼吸酶”的存在

在哈佛大學工作期間，湯佩松獨立做出了兩項具有開創性的研究成果。那時關於呼吸的生化研究剛起步不久，對細胞色素和細胞色素氧化酶還不完全理解。雖然已經有了測定這些物質的光譜學方法，可是對於存在細胞色素氧化酶尚不明確。德國的瓦布爾格發現了“呼吸酶”（Atmungsferment），英國的凱林發現了“細胞色素”（其實是細胞色素氧化酶），但他們對這二者是否系同一種酶發生了激烈的爭論。他們的工作都是用酵母或動物組織的勻漿在體外進行的。湯佩松改用整體的羽扇豆幼苗為材料，運用一氧化碳在暗中抑制氧的吸收而光又能消除這種抑制的特性（其實這就是細胞色素氧化酶的特性），證明在高等植物體內確實存在著“呼吸酶”，也就是細胞色素氧化酶。這是現在公認的細胞色素氧化酶在植物體內的首次發現。

在此期間，湯佩松還總結了1932年以前大量關於氧分壓（Po2）和動、植物、微生物組織及細胞呼吸耗氧量（Q02）間關係的數據資料而得出一個經驗公式（圖1）：式中Q是在任何氧分壓下的呼吸（耗氧）速率，Q0是在P增高到Q不再隨之而增高的最高Q值，k是一個常數（相當於米氏常數）。這個公式的特點是適用於計算一個正常生活的完整細胞中細胞色素氧化酶和氧（底物）之間的親和力（km）。在當時及以後的普通生理學及生物化學教科書中這個公式常被引用。

進行“細胞呼吸動力學”的研究

1933年到武漢大學後，湯佩松一面建立普通生理實驗室，一面增聘合作人員和助手，開始進行“細胞呼吸動力學”課題的研究。這時他的主導思想是：研究一個完整的、同時又在進行正常生命活動的系統（細胞或組織，如萌發中的種子，分裂中的受精卵）中物質形態變化和能量變化之間的關係。所以用了“細胞呼吸的動力學”這一課題名稱。其實當時他應該用“細胞呼吸的動力學和力能學”這一課題名稱，才符合他的實際思想。不過當時尚無“生物力能學”這一名詞。他獨樹一幟之處在於：用完整的活著的生物化學系統（如酵母、小球藻、卵細胞、植物幼苗）為對象，而以生物化學、生物物理的手段進行工作。這樣，在對呼吸代謝途徑進行探討的工作中，湯佩松和他的同事發表了7篇論文。另外又開始了小球藻光合作用的研究以及細胞致當機制的研究，也發表了數篇論文。可惜好景不長。1937年抗日戰爭爆發，湯佩松不得不中斷他的工作。

對植物細胞水分關係的熱力學解釋

在8年抗戰期間，湯佩松雖然在昆明建立了植物生理研究室，但他沒有條件對呼吸代謝進行系統研究，只能整理過去關於細胞呼吸的工作和思考遇到過的問題，以便理出一條學術思路來。即使如此，他也發表了3篇有意義的論文和1本著作。3篇論文中1篇是討論一個完整的正在進行生命活動的細胞如何將無形態結構的物質變為自身的有序性的結構以及其中熵的變化與形態變化之間的關係。第二篇是討論太陽能的生物轉化，即以太陽能作為人類基本能源的認識。第三篇是和理論物理學家王竹溪合作的“活細胞吸水的熱力學處理”。這篇文章意義重大，因為在植物生理學中，對於水分如何進出植物細胞，一直是用壓力而不是用熱力學函式來說明，所以在研究和教學工作中都遇到許多困難。西方的學者於60年代才意識到這個問題，並作了改正，就是現在通用的細胞水勢這一熱力學概念。然而湯佩松和王竹溪卻比他們早20多年就已解決了這個問題。所以美國的水分生理研究權威P．J．克萊默爾（Kramer）在1985年寫道：“20年後的今天，當人們早已討論並認為已經在1960年解決了這個問題後方發現這篇論文。……希望本文能……彌補我們對湯和王關於細胞水分關係熱力學的先驅性論文的長期忽視的遺憾。”湯和王的論文於1941年發表於美國的《物理化學學報》，可能當時沒有受到植物生理學家的注意。應該說，對植物細胞水分關係的熱力學解釋是由我國的植物生理學家湯佩松首次提出的。

《綠色的奴役》（Creen Thraldom）一書則是湯佩松對他在抗戰前和抗戰期間所進行研究工作的心得體會和對生命現象的一些基本觀點和哲學思想的總結。該書由李約瑟作序並定名，在英國出版。

對呼吸代謝作進一步的說明

上述論文和書雖然表達了湯佩松關於呼吸代謝的基本思想，但具體的實驗工作直到50年代才開始恢復。這時他以水稻幼苗及其他一些植物為材料，系統地研究了種子萌發過程中的形態發生和呼吸強度、呼吸的生物化學途徑的變化及其與能量變化（放熱）之間的關係，根據實驗，他發現植物體內即使同一種代謝也都有多條途徑，而代謝途徑的變化則一方面影響著各種生理功能（例如生長或形態上的變化），另一方面又受著酶活性和內外環境因素的控制。根據這些研究，他把高等植物的呼吸代謝看作是一個生理功能而不僅是一系列的生化反應。這個生理功能本身可以沿著多種生化途徑進行，而且與其它功能之間又有著許多相互調節與控制的途徑。由此他又對呼吸代謝的概念作了進一步的說明：“呼吸代謝是這樣一個過程：通過它，貯藏於植物（生物）機體中物質的一部分轉化為生物功，用來維持其生活狀態；而同一類物質的另一部分則轉變為以結構及組織形式出現的、具高度有序性（即負熵）的物質（結構）。這些過程均受內外因素的調節。”

對其他問題的考慮

湯佩松的興趣是多方面的，以上述系統研究為主，他同時考慮許多問題。1950年他和他的研究生閻隆飛一起發現綠色植物（小球藻）中存在著當時認為僅存在於動物血液中的碳酸酐酶，並從菠菜葉中進行了分離提取。這個提取方法已被國外用來提取此酶，在宇宙航行中套用。1956年他又和他的學生和同事吳相鈺一起發現水稻幼苗中硝酸還原酶的誘導形成。這不僅是首次發現硝酸還原酶是誘導酶，而且也是首次證實高等植物體記憶體在誘導酶。

太陽能的生物轉化

湯佩松的系統觀點中還有一個重要方面，就是太陽能的生物轉化。因此他始終對光合作用抱有極大的興趣。1978年以後和匡廷雲、戴雲玲等一起，揭示了光合膜中色素蛋白質複合體種類和組成的多樣性以及其結構和功能的關係和內外因素對它們的調控規律，該項成果於1987年獲得國家自然科學獎二等獎。

60多年來，一直念念不忘的就是生物學中這樣的一個基本問題：生物體是如何成為一個活生生的機體的？從青年直到90高齡，不管其間經歷過多少淒風苦雨、艱難曲折，從上述一系列的事實，可以看出他是如何執著地追求揭開這個生命之謎和所做出的傑出貢獻。

1948年湯佩松發起和組織了北京生物科學學會，前後召開4次年會。當時戰前已有的幾個專門性的生物學學會尚未恢復活動，因此這個學會在團結生物科學家、活躍學術氣氛、培養年輕的生物科學工作者方面都起了歷史性的作用。

1951年，為了推動植物生理的教學，湯佩松在北京農業大學以油印方式創辦了不定期刊物《植物生理學通訊》，1955年（第21期）起改為鉛印的定期刊物，先由中國科學院植物生理研究所，後由中國植物生理學會負責編輯出版。該刊每期出版近萬份，深受植物生理學工作者的歡迎。

50年代初，在遺傳學領域，國內出現了以“米丘林學派”否定“摩爾根學派”的大論戰。湯佩松認真學習了“米丘林學說”，以實事求是的態度肯定摩爾根遺傳學的科學性，表現出一位正直科學家的勇氣。

在1956年和1962年兩次制定中國科學發展遠景規劃時，湯佩松都以極大的熱情投入工作。1976年他發表的“光合作用機理研究進展概況”一文，對中國光合作用的研究起了指導作用。

1978年以後，湯佩松除以飽滿的熱情投入植物研究所的領導工作和制定科學規劃外，在國際交流方面，更是作了大量工作。他接待了不計其數的國外代表團和科學家；他不顧高齡，兩次率代表團赴美、澳訪問。先後在美國植物學會年會和國際植物學會大會上向全世界的植物學界和植物生理學界介紹中國這些學科的成就和現狀，受到與會者的高度重視。這些講稿都已分別在國際性雜誌上發表。

在1983年召開的中國植物學會成立50周年大會上，作為理事長，湯佩松宣布紀念會的主題為“中國植物學的過去、現在和將來”。他提出了創新植物學的概念，以期推動中國植物學的發展。

八旬以後，湯佩松雖然不再擔任實際的科學領導和組織管理工作，但仍不斷閱讀文獻，注意國內外科學的發展動態，考慮研究工作的總體布局和發展方向，指導研究生，切望為中國科學事業的發展作出進一步的貢獻。他說：“我作為一個植物生理學家，願意看到現代植物學在中國蓬勃發展。但是，……應從中國的國情出發，既要考慮國家的需要，又要考慮學科的特點和發展趨勢，走中國自己的道路。無論在理論上和實際上都要為國家作出貢獻，這是每個科學工作者終身奮鬥的目標，也是每個科學工作者所應具有的一個重要品質。”

主要論著

1　湯佩松．北京生物科學學會第三屆暑期研討會總結．北京生物科學學會年報，1950：76—78．

2　湯佩松．現代中國植物生理學工作概述．上海：上海中國科學圖書儀器公司，1955．

3　湯佩松，戴雲玲，李佳格．銀坊水稻幼苗的呼吸作用．植物生理學通訊，1956（5）：17—20．

4　吳相鈺，湯佩松．植物呼吸及代謝的研究Ⅱ．水稻幼苗中硝酸還原酶的適應形成．植物學報，1958，7：135—148．

5　湯佩松，王發珠，池訪傑．植物呼吸及代謝的研究Ⅲ．不同氧分壓對水稻萌發時器官形成，物質和能量轉化效率的影響．植物學報，1959，8：188—200．

6　朱澄，湯佩松．植物呼吸及代謝的研究Ⅳ．不同氧氣條件對水稻萌發時器官生長及儲藏物質轉運的影響．植物學報，1959，8：201—214．

7　閻龍飛，王發珠，管康林，湯佩松．植物呼吸及代謝的研究Ⅵ．乙酸在水稻幼苗中的利用．植物學報，1963，11：370—378．

8　湯佩松．代謝途徑的改變和控制及其與其它生理功能間的相互調節——高等植物呼吸及代謝的（多條路線）觀點．生物科學動態，1965（3）：1—13．

9　湯佩松，閻龍飛．光合作用研究進展（上海植物生理研究所、中國科學院北京植物研究所編），北京：科學出版社，1976，22—70．

10　湯佩松．光合放氫——太陽能利用的生物力能學．生物科學動態，1978（2）：23—26．

11　湯佩松．植物線粒體中電子傳遞途徑的改變和調節——再論呼吸代謝多條路線．生物化學與生物物理進展，1978（4）：18—26．

12　湯佩松．高等植物呼吸代謝途徑的調節控制和代謝與生理功能間的相互制約．植物學報，1979，21：93—106．

13　湯佩松．對開展光合作用研究的兩點建議．光合作用研究進展，第二集（中國科學院上海植物生理研究所，植物研究所編），北京：科學出版社，1980，275—283．

14　湯佩松．對中國植物學今後發展的幾點看法——紀念中國植物學會成立五十周年．中國植物學會編：中國植物學會五十周年年會學術報告及論文摘要彙編，1983，1—4．

15　湯佩松．一項未完成的課題——五十年來工作回顧的片斷．生理科學進展，1984，15：193—197．

16　湯佩松．為接朝霞顧夕陽——一個生理學科學家的回憶錄．北京：科學出版社，1988．

17　湯佩松，肖敬平．呼吸代謝對植物細胞生命過程運轉的某些控制方式．植物學報，1991，33（10）：729—737．

18　湯佩松．一個拖延了半個世紀的研究課題的總結匯報．植物學報，1992，34（11）：813—816．

人才培養

半個多世紀以來，湯佩松對中國幾代植物生理工作者的培養和教育傾注了大量心血。40年代以後成長起來的中國大部分植物生理工作者，在年青時期可能都得到過湯佩松不同方式的指導和幫助。

從1933年回國的那一天起，湯佩松就開始了為我國培養人才的工作。他不僅親自授課、編寫講義、培養研究生，更重要的是，走到哪裡，他就在哪裡創造一種活躍的學術氣氛，吸引年青人，培育英才。

在武漢大學，他開設了生物化學、普通生理學等課程，並編寫了我國第一部普通生理學講義。他所創建的普通生理實驗室，在短短4年之內，規模就有了很大發展。以他為中心的研究小組的成員中包括林春猷、吳懋儀、高尚蔭、殷宏章、張信誠、沈其益等，他們後來分別成了各個方面的學術權威。

抗日戰爭期間，先後在湯佩松創辦的植物生理研究室里工作的科學工作者至少有40多位。許多人後來都是我國植物生理學或其他學科的學術帶頭人或權威，例如，中國科學院植物生理研究所的殷宏章、羅士葦，北京農業大學的婁成後，植物研究所的王伏雄，復旦大學的薛應龍，山東海洋大學的鄭柏林和薛廷耀，中國農業科學院畜牧研究所的劉金旭等等。

1946年湯佩松負責籌建清華大學農學院並任院長。他當時的抱負是把清華大學農學院辦成一個學術水平很高的農業生物學教學基地和研究場所。培養出來的學生要能從事教學工作和實際工作，又是農業生物學和實驗生物學方面的研究人才。所以本科學生首先在理學院學習數、理、化及生物學課程。

1950年以後，清華大學農學院與北京農業大學合併，他擔任了副校長，以後又兼任復旦大學教授，1954年起兼任北京大學教授和植物生理教研室主任。他在北京大學除講授植物生理等課程外，特彆強調教師要進行科研工作，主張學生靈活主動地學習，並親自組織和指導本科生的課外研究小組。

主持召開“全國植物生理教學討論會”

湯佩松對我國植物生理教學工作的一項重大貢獻是發起並主持了1956年在北京大學召開的“全國植物生理教學討論會”。那時各大學紛紛開設了植物生理學課程，教師隊伍日益壯大，但大多數教師是剛開始教這門課的年輕人。大家迫切希望了解如何教好這門課，了解其教學內容（包括實驗內容）。湯佩松於是約請婁成後、崔澄、曹宗巽等一起舉辦了這次討論會。與會者100多人，他們互相切磋，交流經驗，最後對許多重要問題統一了認識。我國植物生理的教學水平因此有了很大的提高。20多年後，參加過這次討論會的教師一致認為這一活動對培訓我國的植物生理學師資起了重要作用。1979年以後，中國植物生理學會又舉辦了好幾次這樣的討論會。

榮譽表彰

1948年當選為中央研究院院士

1955年被選聘為中國科學院學部委員

社會任職

並曾被選為第三屆全國人民代表大會代表、第七屆全國政協委員、中國植物學會理事長、名譽理事長、中國植物生理學會名譽理事長。

人物評價

湯佩松從回國之後就竭盡全力推動中國植物生理學和整個生物科學的發展。特別值得提出的是在抗日戰爭期間極度困難的環境中，他在昆明還創辦了油印刊物”（生物化學通報），為同行們獲得和交流學術信息與經驗提供了難得的幫助。

英國劍橋大學教授李約瑟（Joseph　Needham）曾到這個實驗室參觀，並作了很高的評價。他寫道：“在大普集……湯佩松建立了普通生理研究室，儘管房屋都是由泥磚和木料建成的，但設備不差。更重要的是他使許多青年科學家聚集在他周圍，在一種認真的氣氛中進行工作”（見Green Thraldom序言）直到30年後，李約瑟在他的巨著《中國科技史》（Science　and　Civilization inChina）第5卷部分A<1974>中仍在稱道湯佩松和他在大普集的實驗室。