第22课时光合作用的探究历程、光合作用的过程[目标导读] 1.阅读科学家对光合作用的探究历程，掌握相关实验设计。

2.结合图5－15，掌握光反应和暗反应过程以及二者的关系。

[重难点击]光反应和暗反应过程以及二者的关系。

一光合作用的探究历程人们对光合作用的认识是一个漫长的渐进的过程，请阅读教材，完成下面内容，理解光合作用的实质。

1.普利斯特利的实验(1)实验过程①点燃的蜡烛与绿色植物，密闭——蜡烛不易熄灭。

②小鼠与绿色植物，密闭——小鼠不易窒息。

(2)实验结论：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。

(3)不足之处：①没有考虑到光照的影响。

②实验缺少空白对照，说服力不强。

2.英格豪斯的实验(1)实验过程：500多次植物更新空气的实验。

(2)实验结论：只有在阳光照射下，植物的绿叶部分才能更新空气。

(3)不足之处：没有阐明植物吸收和释放的气体的本质，后来人们才明确植物在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。

3.梅耶根据能量守恒定律推理，植物把光能转换成化学能储存起来。

4.萨克斯的实验(1)实验过程(2)实验结论：光合作用的产物除氧气外，还有淀粉。

(3)实验讨论①把绿叶先在暗处放置24小时的目的是消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。

②该实验如何形成对照的？答案树叶一半遮光，一半曝光，形成了对照。

③本实验除上述结论外，还证明了光合作用需要光照。

5.鲁宾和卡门的实验 (1)实验过程组别 提供的H 2O 提供的CO 2产生的O 2第1组 H 218O CO 2 18O 2第2组H 2OC 18O 2O 2(2)实验结论：光合作用释放的氧气来自水。

(3)该实验能否同时用8O 标记H 2O 和CO 2，然后检测产生氧气中的放射性？答案 不行。

无法确定放射性是来自H 182O ，还是C 18O 2。

6.卡尔文的实验(1)实验过程：用14C 标记CO 2供小球藻进行光合作用，然后追踪其放射性。

(2)实验结论：探明了CO 2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即卡尔文循环。

7.根据上述探究总结光合作用的概念 (1)场所：叶绿体。

(2)能量来源：光能。

(3)反应物：二氧化碳和水。

(4)产物：有机物和氧气。

(5)实质：合成有机物，储存能量。

(6)反应式：CO 2＋H 2O ――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2。

归纳提炼产物是葡萄糖的光合作用反应式(标明了各元素的去向)活学活用1.如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A 物质和B 物质的相对分子质量之比是( ) A.1∶2 B.2∶1 C.8∶9D.9∶8问题导析 (1)图中A 、B 物质都是氧气。

(2)A 、B 中的元素均来自于反应物中的水。

(3)分别写出A 、B 的化学式：A.O 2；B.18O 2。

二者的相对分子质量分别为32_、36。

答案 C解析 图中A 、B 物质是氧气，均来自于反应物中的水。

A 、B 分别为 O 2、18O 2，二者的相对分子质量之比为32∶36＝8∶9。

二 光合作用的过程光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应，下图是光合作用的图解，结合该图和教材内容分析：1.写出各种物质的名称或者符号①叶绿体中的色素；②O 2；③[H]；④ATP ；⑤2C 3；⑥CO 2；⑦(CH 2O)。

2.写出反应过程的名称Ⅰ：光反应；Ⅱ：暗反应；Ⅲ：水的光解；Ⅳ：CO 2的固定；Ⅴ：C 3的还原。

3.光合作用的过程 (1)光反应①场所：在类囊体的薄膜上进行。

②条件：必须有光、叶绿体中的色素和酶。

③过程水的光解：2H 2O ――→光能4[H]＋O 2； ATP 的生成：ADP ＋Pi ――→光能酶ATP 。

④能量转变：光能―→A TP 中活跃的化学能。

(2)暗反应①场所：在叶绿体基质中进行。

②条件：需要多种酶参与。

③过程CO 2的固定：CO 2＋C 5――→酶2C 3； C 3的还原：2C 3＋[H]――→ATP酶(CH 2O)＋C 5。

④能量转变：ATP 中活跃的化学能―→(CH 2O)中稳定的化学能。

小贴士 (1)还原剂[H]是指还原型辅酶Ⅱ(NADPH )，由氧化型辅酶Ⅱ(NADP ＋)接受电子和H＋形成。

(2)光合产物主要是糖类(蔗糖、淀粉)，蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的直接产物。

4.光反应和暗反应的联系光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。

光反应为暗反应提供[H]和A TP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。

归纳提炼活学活用2.在下列有关光合作用的叙述中，不正确的是()A.水的分解发生在叶绿体类囊体的薄膜上B.光反应和暗反应中都有许多酶参与C.温度降到0 ℃，仍有植物进行光合作用D.[H]在光反应和暗反应中都起还原作用，并将能量转移到糖类分子中答案D解析光反应进行的部位是叶绿体类囊体的薄膜上，主要完成水的分解和ATP的合成。

在光合作用过程中需要多种酶的参与。

温度在0 ℃时，植物仍可以进行光合作用，只是光合作用的速率很慢。

还原剂[H]只在暗反应中有还原作用，在光反应中无还原作用。

1.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。

光能的吸收发生在叶绿体的()A.内膜上B.基质中C.类囊体的薄膜上D.各部位上答案C解析生物体的结构与功能是相适应的，叶绿体之所以能吸收光能进行光合作用，是因为在叶绿体类囊体的薄膜上有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶。

2.普利斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间。

但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。

以下关于这一现象的说法，不正确的是()A.该实验并不科学，没有可重复性B.该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下C.该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧气达到了平衡D.该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡答案A解析普利斯特利的实验成败与否的关键，是要把装置置于阳光下。

普利斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下，取得了成功，但他却忽视了一点，即没有明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件。

所以后来的科学工作者在重复该实验时，置于阳光下的取得了成功，不置于阳光下的则遭到失败。

3.光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自()A.细胞呼吸产生的ATP和光能B.都是细胞呼吸产生的ATPC.光能和光反应产生的ATPD.都是光反应产生的ATP答案C解析光合作用中水的光解发生在光反应阶段，需要光能作能源；三碳化合物在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的A TP，还原剂是光反应产生的[H]。

4.下图是光合作用过程示意图，请据图回答下列问题：(1)请填写字母所代表的物质：a.________，b.________，c.________，d.________，e.__________，f.__________，g.____________。

(2)由“f”经暗反应产生“g”可以分成__________________、____________两个阶段。

(3)如果用同位素3H标记参与光合作用的水，并追踪3H，它最可能的途径是(用图中字母表示)________________。

答案(1)H2O O2ADP＋Pi A TP[H]CO2(CH2O)(2)CO2的固定C3的还原(3)a→e→g40分钟课时作业基础过关知识点一光合作用的探究历程1.下列是有关植物光合作用发现的几个实验或事件：①德国植物学家萨克斯的实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉②美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水③英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气④德国科学家恩格尔曼用水绵做实验证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所上述实验或事件按时间的先后顺序排列，序号正确的是()A.③①④②B.①③④②C.③①②④D.①③②④答案A解析1771年英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气，1864年德国植物学家萨克斯证明绿色叶片在光合作用中产生淀粉，1880年德国科学家恩格尔曼用水绵证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所，1939年美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水。

2.德国植物学家萨克斯先将绿色叶片放在暗处数小时进行“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。

一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。

下列有关本实验的分析及结论合理的是()①本实验未设对照组②有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态④实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉A.①～④全部 B.只有②③④C.只有①②③D.只有②③答案D解析该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，①错误。

该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉，④错误。

3.历经一个半世纪，科学家们做过许多实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。

在下列几个著名实验中，相关叙述不正确的是()A.普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B.萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O 而不是CO2答案C解析恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所，而不能定量分析光合作用生成的氧气量。

知识点二光合作用的过程4.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是()A.在叶绿体类囊体的薄膜上进行光反应和暗反应B.在叶绿体类囊体的薄膜上进行暗反应，不进行光反应C.在叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D.在叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应答案D解析光反应是在叶绿体类囊体的薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可进行。

5.下列属于光合作用光反应的是()A.2,4,6B.2,3,6C.4,5,6D.2,6答案D解析光反应产生ATP和氧气。

6.在叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是()A.ATP和ADP同时由类囊体向叶绿体基质运动B.A TP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动C.A TP由类囊体向叶绿体基质运动，ADP的运动方向则相反D.ADP由类囊体向叶绿体基质运动，ATP的运动方向则相反答案C解析在叶绿体中，A TP在类囊体的薄膜上产生，在叶绿体基质中被消耗产生ADP，而ADP 的转运方向则与A TP相反。

7.下图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是()A.该反应的场所是叶绿体的类囊体B.C3生成C6H12O6需要[H]、A TP和多种酶的参与C.提高温度一定能促进C6H12O6的生成D.在无光条件下，有利于暗反应进行答案B解析图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体的基质中。