中國植物生理學傢。貴州貴陽人。生於山東省兗州，卒於上海。1929年南開大學生物系畢業後留校任助教。1933～1934年在清華大學當研究生。1934～1935年任南開大學講師。1935～1938年在美國加州理工學院留學並獲博士學位。1938～1948年先後任西南聯合大學教授、清華大學農業研究所研究員和北京大學教授。1944～1945年曾以客籍教授身份赴英國劍橋大學訪問。1945年回國，在北京大學任教授。1948年應羅宗洛教授之約，赴臺灣大學講學。1948年112月，應英國李約瑟博士的邀請，到印度任聯合國教科文組織南亞科學合作館官員。1951年秋回國，到中國科學院實驗生物研究所植物生理室任研究員。
自1953年起，歷任中國科學院上海植物生理研究所研究員、副所長，1978～1983年任所長。1984年起為上海植物生理所名譽所長。1955年當選為中國科學院生物學部委員（院士）。
1935～1941年主要從事生長素對植物生長及葉片運動影響的研究，他發現番木瓜葉子的晝起夜垂，是由於葉柄上端的前後兩面在早晚生長速度不同，而這種不同是受葉片中生長素影響造成的。1947年他發明瞭一種組織化學方法，並用以研究磷酸化酶在植物組織中的分佈和功能。20世紀50年代初，參與領導開展中國抗生素研究。1954～1958年領導探討糖磷酸酯在植物碳水化合物代謝中的作用，發現禾谷類子粒發芽時在盾片中存在一種麥芽糖激酶，使來自胚乳的麥芽糖直接磷酸化並轉變成蔗糖再運到幼苗中。在這期間，還觀察到瞭光促進葉片內糖轉變成淀粉的過程，並且在國際上較早地證明這是活體內光合磷酸化所起的作用。50年代後期起，在他主持下從兩個方面研究瞭光合作用：①探討群體結構和光能利用的關系，闡明瞭群體的發展、調節和控制規律，為農作物的合理密植和施肥等措施提供瞭理論依據，推動瞭植物生理學的研究向數量化邁進，發展出一個與農業現代化密切相關的研究領域。②開展光合磷酸化機理的研究。1961年測定瞭光合磷酸化的量子需要量，且首先獲得磷氧比大於1的結果。1962年，發現瞭光合磷酸化中間高能態的存在，引起廣泛重視。1978年他的“光合磷酸化機理研究”獲全國科學大會獎。80年代他寫出瞭《植物的氣體代謝》一書。1982年“光合磷酸化高能態的發現及其有關機理的研究”獲國傢自然科學獎二等獎。