1、- 1 -第 1 课时 解开光合作用之谜和光合作用的过程1.1771 年英国的普利斯特莱通过植物和动物之间进行气体交换的实验得出植物生长需要吸收 CO2，同时释放 O2。21779 年荷兰的扬英根豪斯认为植物需要阳光才能制造出 O2。31864 年萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，确定叶片在光下能产生淀粉。41940 年鲁宾和卡门运用同位素标记法证明了光合作用释放的 O2和糖类中的氢都来自 H2O。51948 年美国的卡尔文用 14C 标记的 CO2 追踪的行踪，发现 CO 2 被用于合成糖类等有机物。6光合作用分为光反应和暗反应两个过程。光反应发生在类囊体膜上，暗反应发生在叶绿体基质中。一、光合
2、作用的探究历程连线二、光合作用的过程1填写图中字母和序号所代表的内容据图填空- 2 -(1)a: O2_;_b: H_；c: CO 2;_d：C 3。(2).光反应阶段；.暗反应阶段。2光合作用的过程填表(1)光反应：场所 类囊体膜外界条件 光物质变化H 2O HO 2ADPPi能量 _ATP能量变化 光能 ATP_中活跃的化学能(2)暗反应：场所 叶绿体基质物质变化 CO 2 _C 3_ (CH 2O)ATP_ ADPPi能量能量变化 ATP 中活跃的化学能_糖类中稳定的化学能3.光合作用的总反应式CO2H 2O (CH2O)O 2 光 能 叶 绿 体1判断下列叙述的正误(1)范海尔蒙特实验
3、证明植物生长吸收 CO2，释放 O2()(2)萨克斯的实验证明了叶片在光下能够产生淀粉()(3)鲁宾、卡门和卡尔文都用了同位素标记法()(4)氧气在类囊体膜上产生()(5)光反应为暗反应提供H、ATP 和氧气()(6)CO2被 C3固定成 C5()2萨克斯“半叶法”实验中将叶片先放在暗处几小时的目的是( )A将叶片中的水分耗掉B将叶片中原有的淀粉耗掉C提高叶片对光的敏感程度- 3 -解析：选 B 萨克斯“半叶法”实验中将叶片先放在暗处几小时的目的是消耗掉叶片中原来的糖类，防止对实验结果产生干扰。3下列实验中，科学家使用的方法不同于其他的是( )A恩吉尔曼证明叶绿体是光合作用的场所 B鲁宾和卡门
4、证明光合作用释放的氧气来自于水 C卡尔文探明 CO2中的碳在光合作用中的转移途径解析：选 A 恩吉尔曼用极细的光束和好氧菌做实验，证明叶绿体是光合作用的场所。4美国科学家鲁宾和卡门用 18O 分别标记 H2O 和 CO2中的氧，证明了光合作用( )A制造了有机物B释放的 O2来自 H2OC释放的 O2来自 CO2解析：选 B 美国科学家鲁宾和卡门通过同位素分别标记 H O 和 C18O2，发现只有标记 182H O 的一组产生的 O 2中有标记，两组对照说明光合作用释放的 O2全部来自 H2O，而不是来自于182CO2。5光合作用是多位科学家通过实验逐步发现的，下列有关叙述错误的是( )A萨克
5、斯通过实验证明光合作用可以产生淀粉 B普利斯特莱通过实验证实植物可以产生 O2 C卡尔文用 14C 标记 CO2探明了光合作用中 C 的转移途径解析：选 B 普利斯特莱通过实验证实植物能净化空气，但不能证明植物能产生 O2。6能够产生氧气的细胞结构是( )A叶绿体内膜 B类囊体 C叶绿体基质解析：选 B 氧气在光反应过程中产生，光反应发生在类囊体膜上。7下列关于光合作用光反应的叙述，正确的是( )A光反应一定需要光B光反应不需要酶C光反应能促使 ADP 生成解析：选 A 光反应需要酶，并生成 ATP。8光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是( )AH 2O、CO 2、A
6、DPBCO 2、H、ATPCH 2O、CO 2、ATP- 4 -解析：选 B 光反应为暗反应提供 ATP 和H，CO 2是暗反应的原料。核心要点(一)Error! 对解开光合作用之谜实验的分析1萨克斯实验(1)实验过程：绿叶 Error! 暗 处 放 置 12h 一 半 曝 光一 半 遮 光 碘 蒸 气 处 理(2)实验分析： 实验设计：设置了对照实验(一半曝光的是实验组，一半遮光的对照组)，自变量为光照，因变量是叶片颜色的变化。关键操作：饥饿处理，使叶片中的营养物质消耗掉，避免了对实验结果的干扰。实验结论：本实验在证明光合作用的产物是淀粉的同时，还证明了光照是光合作用的必要条件。有待完善的地
7、方：光是如何被吸收的，光能是如何变化的。2鲁宾和卡门实验(1)探究方法：同位素标记法。(2)实验过程：(3)实验分析：实验设计：设置对照实验，自变量为标记物质(被标记的 C18O2和 H O)，因变量是 O2的182放射性。实验结论：光合作用中氧气来自于水中的氧，而不是来自于二氧化碳中的氧。有待完善的地方：CO 2中的 O 去哪里了。名师点拨 萨克斯和鲁宾及卡门实验对照设计方法不同(1)萨克斯实验：自身对照(同一实验对象的不同部位，进行不同的处理：一半曝光，另一半遮光)。(2)鲁宾和卡门实验：相互对照(条件相同的两组材料，分别标记不同的物质：一组为 - 5 -H O，另一组为 C18O2)。1
8、82思考探究1在鲁宾和卡门的实验中，能否用 18O 同时标记 H2O 和 CO2?提示：不能，因为同时标记不能区别氧气的来源。题组冲关1.1864 年，德国植物生理学家萨克斯把紫苏先在暗处放置 12 h，然后将叶片的一部分用黑纸遮住(如右图)。光照一段时间，用酒精去除色素后再加碘液。下列有关实验现象和结论的叙述，正确的是( )A照光处不变色，光合作用产物为蛋白质B照光处变色，光合作用产物为淀粉C遮光处不变色，光合作用产物为蛋白质D遮光处变色，光合作用产物是淀粉解析：选 B 萨克斯将叶片的一半曝光，一半用黑纸遮光，这样形成一组对照，既叶片的一部分见光，另一部分不见光，光是唯一的变量。又根据淀粉遇
9、碘变蓝的特性，见光的部分变蓝说明有淀粉存在，遮光的部分没有变蓝而呈现碘蒸汽的颜色，说明未制造淀粉。因此通过此实验可以证明：见光的绿叶在光下制造了淀粉，未见光的绿叶不能制造淀粉。21940 年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如图所示两组实验，下列叙述正确的是( )A为了排除光照的影响，该实验要在黑暗条件下进行 B甲和乙相对分子质量之比为 98C设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放 O2D实验结果说明植物光合作用释放的 O2全部来自水解析：选 D 光合作用需要光，因此该实验需要在光下进行；光反应的过程中，O 2中氧元素的来源于水中的氧原子，甲物质是 O2，乙物质是 18O2，所以图中甲物质和
10、乙物质的相对分子质量之比 161889；设计该实验的目的在于证明植物光合作用释放 O2的氧元素来自水；通过两组对照可以说明光合作用释放的 O2全部来自水。核心要点(二)Error! 光合作用的过程比较项目 光反应 暗反应场所 叶绿体类囊体膜上 叶绿体基质中条件 光、色素、酶、水、ADP、Pi 多种酶、H、ATP、CO 2、C 5- 6 -反应过程总反应式 CO2H 2O (CH2O)O 2 光 能 叶 绿 体物质变化水的裂解：2H2O 4HO 2 光 ATP 的生成：A DPPi能量 ATP 酶 CO 2的固定：CO2C 5 2C3 酶 C 3的还原：2C3 (CH2O)C 5 H、 酶 AT
11、PATP 的水解：ATP ADPPi能量 酶 能量变化叶绿体中色素把光能转化为活跃的化学能并贮存在 ATP 和H中ATP 和H中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能实质 光能转变为化学能并放出 O2 同化 CO2形成(CH 2O)等有机物联系光反应为暗反应的顺利进行准备了H和 ATP，暗反应为光反应提供ADP 和 Pi名师点拨 光合作用过程的“一、二、三”一个场所：叶绿体。两个阶段：光反应和暗反应。三种能量：光能ATP 中活跃的化学能糖类中稳定的化学能思考探究2(1)没有叶绿体的细胞能不能进行光合作用？提示：没有叶绿体的细胞，只要有光合色素和相应的酶就能进行光合作用，如蓝藻细胞。(2)
12、光合作用中氧元素、碳元素、氢元素的去向是什么？请在总反应式中标出来。提示： 题组冲关3含同位素 18O 的 H2O，可用于研究光合作用过程中( )A光反应的条件 B光能的吸收在类囊体膜上C能产生有机物 D释放的 O2来自于 H2O解析：选 D 通过标记 H2O 中的氧原子，发现 O2也被标记，证明光合作用中产生的 O2，全- 7 -来自于 H2O 的裂解。4某人用碳的同位素 14C 标记的 CO2追踪光合作用中碳原子的转移途径，最可能的转移情况是( )ACO 2叶绿素ATP BCO 2C 3糖类CCO 2叶绿素糖类 DCO 2NADPH糖类解析：选 B 暗反应阶段包括 CO2的固定和 C3还原两个阶段。在 CO2的固定过程中，CO 2中的碳原子转移到 C3中；在 C3的还原过程中，碳原子又转移到有机物中，因此光合作用中碳原子的转移途径为 CO2C 3糖类。
