1、第第 20 课时课时 光合作用的过程光合作用的过程 目标导读 1.结合图 512、513，理解光合作用的光反应和碳反应过程。2.结合教材图 514，掌握光反应和碳反应的区别、联系及光合作用的意义。 重难点击 1.概述光合作用的光反应和碳反应过程。2.比较光反应和碳反应过程。 一、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， 可以分为光反应和碳反应两 个阶段，请阅读教材 P9092内容，并结合下面示意图探究其过程。 1光反应 (1)水的光解和电子流的形成 据图，叶绿体色素吸收光能后，将大量光能聚集、传递给特殊状态的叶绿素 a，使其被激发 失去电子。 水的光解： 失去电子
2、的特殊状态的叶绿素 a 从周围的水分子中夺取电子， 使其分解为氧和 氢离子，前者以分子形式从气孔逸出，进入空气，后者进入叶绿体基质。 电子流的形成：在光的照射下，特殊状态的叶绿素 a 不断地丢失电子，又不断地从水中补 充电子，电子则被一系列传递电子的物质(受体)有规律地传递下去，从而形成电子流，使光 能转化成电能。 (2)ATP 和 NADPH 的生成 电子在传递过程中，一部分能量使 ADP 和 Pi 结合形成 ATP，一部分能量使 NADP _与 H 和电子结合形成 NADPH，这样能量被暂时储存在 ATP 和 NADPH 中，电能被转化成活跃的 化学能。 (3)综上所述：通过光反应，光能被
3、转化成电能，并进一步转化成 ATP 和 NADPH 中活跃的 化学能，同时消耗水，产生氧气。该过程是在叶绿体的类囊体膜上进行的。 2碳反应 (1)二氧化碳的固定： 据图， 植物通过叶片的气孔从外界吸收来的 CO2， 与一种五碳化合物(C5) 结合，1 个二氧化碳分子与 1 个五碳化合物结合形成两个三碳化合物(C3)。 (2)三碳化合物的还原和五碳化合物的再生 在多种酶的作用下，三碳化合物接受 ATP 释放出来的能量并且被 NADPH 还原，经过复杂 变化形成糖类，并重新生成五碳化合物。 (3)综上所述，通过碳反应将二氧化碳转变成糖类，将 ATP 和 NADPH 中的化学能转化成储 存在糖类等有
4、机物中的化学能。这个过程不需要光的直接参加，在叶绿体的基质中进行。 3结合上述内容写出光合作用的反应式(产物为葡萄糖)，并标明其中各元素的去向。 答案 小贴士 (1)五碳化合物(C5)和三碳化合物(C3)并不是只含有5 个或者3 个碳原子， 而是碳原子是 5 个或者 3 个，还有多个氢、氧等原子。(2)还原型辅酶(NADPH)由氧化型辅酶(NADP )接 受电子和 H 形成， NADPH 能暂时储藏能量， 并且具有还原能力。 (3)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。 归纳提炼 活学活用 1如图为叶绿体的结构与功能示意图，下列说法错误的是( ) A结
5、构 A 中的能量变化是光能转变为 ATP 中的化学能 B供给 14CO 2，放射性出现的顺序为 CO2C3甲 C结构 A 释放的氧气可进入线粒体中 D叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔中 答案 D 解析 叶绿体中的色素主要分布于类囊体的膜上。 二、光反应和碳反应的区别与联系、光合作用的意义 结合探究点一和下面的光合作用过程图，分析光反应和碳反应的区别与联系。 1写出各数字代表的物质或者结构 基粒；O2；ATP；NADPH；三碳化合物；CO2。 2写出各字母代表的反应过程 .光反应；.碳反应；.CO2的固定；.三碳化合物的还原。 3比较光反应和碳反应的区别 项目 光反应 碳反应 进行部位 叶绿体类
6、囊体膜上 叶绿体的基质中 条件和原料 光、色素、酶、水 多种酶、ATP、CO2、NADPH 物质变化 (1)H2O2H 2e1/2O 2 (2)NADP 2eHNADPH (3)ADPPiATP (1)CO2的固定：CO2C52 C3 (2)C3的还原： 2C3糖类 C5 能量变化 光能转换成电能再转变为活跃的 化学能(ATP、NADPH) 活跃的化学能转变成稳定的化学能 4.归纳光反应和碳反应的联系 (1)光反应是碳反应的物质和能量的准备阶段，为碳反应提供 ATP 和 NADPH。 (2)碳反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段，同时为光反应提供 ADP、NADP 和 Pi。 (3)
7、没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成。光反应与碳反应相互影 响，相辅相成，共同构成了光合作用的全过程。 5某科学家在同一植株上选择了两个生长状况和大小相近的叶片 A、B，在保证其他因素 相同的情况下，分别给予不同的处理。给叶片 A、B 相同时间的持续光照后，立即检测叶片 A 中的有机物含量；叶片 B 经短暂时间的黑暗处理后，再检测其中的有机物含量。检测结 果显示，叶片 B 所含的有机物总量要大于叶片 A 中的有机物总量。这个实验说明了什么？ 答案 光反应停止后，碳反应没有立即停止，还可以维持很短的时间，有机物继续合成。 6光合作用的意义 (1)光合作用固定的太阳能是地球上几乎
8、所有生物生命活动所需能量的根本来源。 (2)光合作用消耗 CO2，释放 O2，维持大气中的 O2和 CO2的含量保持相对稳定。 (3)光合作用对生物进化有重要作用。 光合作用产生氧气，改变了大气成分，使有氧呼吸的生物得以发生和发展。 部分氧气转化、形成了臭氧层，能滤去太阳辐射中的紫外线，使水生生物向陆生生物的进 化成为可能。 归纳提炼 活学活用 2光合作用的过程可分为光反应和碳反应两个阶段，下列说法正确的是( ) A叶绿体的类囊体膜上进行光反应和碳反应 B叶绿体的类囊体膜上进行碳反应，不进行光反应 C叶绿体基质中可进行光反应和碳反应 D叶绿体基质中进行碳反应，不进行光反应 问题导析 (1)光反
9、应和碳反应进行的场所不同。 (2)光反应在类囊体膜上进行，碳反应在叶绿体基质中进行。 答案 D 解析 光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的， 该过程必须在有光的条件下才能进行； 碳反 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。 1下列叙述，正确的打“”，错误的打“”。 (1)光反应的场所是叶绿体中的类囊体膜，光反应产生的O2、ATP 和NADPH 都用于碳反应( ) (2)碳反应包括 CO2的固定和 C3的还原，两个阶段都在叶绿体基质中进行( ) (3)整个光合作用过程中，能量的转化是：光能ATP 中活跃的化学能有机物中稳定的化 学能( ) (4)光合作用释放的 O2都来自水( )
10、(5)光照强度影响光合作用但光质不影响( ) (6)温度只影响碳反应过程，因为只有碳反应需要酶的催化( ) (7)CO2浓度是通过影响碳反应过程来影响光合作用的( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2下列各项中，哪一项既是植物光反应的产物，又是植物碳反应必需的物质( ) ACO2和酶 BO2和 ATP CNADPH 和 ATP D酶和 NADPH 答案 C 3下面是光合作用和细胞呼吸过程中产生H的细胞器及H的来源和用途的比较，其中正 确的是( ) 细胞器 来源 用途 叶绿体 水的分解 还原二氧化碳 叶绿体 水的分解 还原三碳化合物 线粒体 丙酮酸的分解 与氧结合
11、生成水 线粒体 葡萄糖和丙酮酸的分解 与氧结合生成水 A. B C D 答案 B 解析 在叶绿体囊状结构薄膜上，水在光下分解成氧气和H，H为三碳化合物的还原提供 还原剂，错误，正确；有氧呼吸第一阶段发生在胞质溶胶中，是葡萄糖分解成丙酮酸和 H，第二阶段发生在线粒体中，是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和H，第三阶段是上述两 个阶段产生的H在线粒体内膜上与氧气发生氧化反应产生水，正确，错误。 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”经碳反应产生“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 O2 ADPPi ATP NADPH CO2 糖类 (2)CO2的固定 三碳化合物 的还原 (3)aeg