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第2课时　绿色植物光合作用的过程
[学习目标]　1.阐明光合作用的过程和实质。
2.明确光合作用的物质变化和能量转换。
3.了解化能合成作用。
1．叶绿体
(1)结构
(2)功能：绿色植物进行光合作用的场所。
(3)分布：一般分布在细胞质膜与液泡之间的细胞质中。在光照较弱时，汇集到细胞顶面，最大限度吸收光能；在光照强度很高时，移动到细胞侧面，以避免强光的伤害。
2．光合作用的过程
(1)光反应阶段
①场所：叶绿体的类囊体膜上。
②条件：必须有光、叶绿体中的光合色素和酶。
③过程
a．水的裂解：H2O2H＋＋2e－＋O2。
b．NADP＋的还原：NADP＋＋H＋＋2e－NADPH。
c．ATP的生成：ADP＋Pi＋能量ATP。
④能量转化
(2)暗反应阶段
①场所：叶绿体基质。
②条件：有光无光均可，需要多种酶参与。
③过程
a．CO2的固定：CO2＋C52C3。
b．C3的还原：2C3＋[H](CH2O)＋C5。
④能量转化
ATP和[H]中的化学能→糖分子中的化学能。
(3)光合作用的概念：绿色植物细胞中的叶绿体从太阳光中捕获能量，并将这些能量在CO2和H2O转变为糖和O2的过程中，转换并储存为糖分子中化学能的过程。
(4)光合作用的总反应式：
CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
3．化能合成作用
(1)概念：通过氧化外界环境中的无机物获得的化学能来合成有机物的方式。
(2)①实例：硝化细菌能将NH3氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸。
②过程
a．2NH3＋3O2―→2HNO2＋2H2O＋能量。
b．2HNO2＋O2―→2HNO3＋能量。
(3)意义：利用上述过程中释放的化学能，将CO2和H2O合成糖，以维持自身的生命活动。
判断正误
(1)暗反应包括CO2的固定和C3的还原，两个阶段都在叶绿体基质中进行(　　)
(2)叶绿体内色素主要分布在类囊体膜上，叶绿体基质中含有少量色素(　　)
(3)与光合作用有关的酶只分布在叶绿体类囊体膜上(　　)
(4)硫细菌、铁细菌和蓝细菌一样都能进行光合作用(　　)
(5)化能合成作用区别于光合作用的关键是能量来源不同，化能合成作用能量来源于有机物中的化学能(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
任务一：分析光反应的过程
如图表示光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图中所示生物膜的名称？
提示　类囊体膜。
(2)光反应过程将水分解成哪些物质？
提示　O2、H＋和e－。
(3)e－最终的去向？
提示　被NADP＋接受形成NADPH。
(4)光反应过程中能量转换的具体过程？
提示　光能转化成电能，最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。
(5)图中ATP合酶的作用有哪些？
提示　顺浓度梯度运输H＋，催化ADP和Pi合成ATP。
任务二：分析暗反应的过程
如图所示，在卡尔文循环中，CO2转变为磷酸丙糖(G3P)的过程分为CO2的固定、氧化还原反应和C5即二磷酸核酮糖(RuBP)的再生三个阶段。回答下列问题：
(1)CO2固定的实质？
提示　一分子C5和CO2结合形成两分子的C3。
(2)在氧化还原反应阶段，需要来自光反应的物质有哪些？
提示　ATP和NADPH。
(3)卡尔文循环输出的物质是什么？
提示　三碳糖(G3P)。
任务三：分析环境改变时光合作用相关物质含量的变化
适宜光照下的绿色植物，突然使光照强度减弱，短时间内叶绿体中NADPH、ATP、C5、C3的含量将如何变化？
提示　减少、减少、减少、增多。
1．光合作用过程中元素的去向分析
2．环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化。
1．(2023·江苏南京高一期末)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(　　)
A．O2的产生停止
B．CO2的固定加快
C．ATP/ADP比值下降
D．NADPH/NADP＋比值下降
答案　B
解析　用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，氧气的产生停止，A正确；同时光合作用过程中NADPH和ATP的产生停止，使暗反应C3的还原速度减慢，从而导致二氧化碳的固定减慢，B错误；ADP生成ATP减少，使ATP/ADP比值下降，C正确；NADPH的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D正确。
2．如图表示某农作物叶肉细胞内光合作用的过程，已知在叶绿体类囊体膜上存在两个不同的光系统：光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，是以串联的方式协同作用的。请回答下列问题：
(1)类囊体上的光合色素的作用是____________________________________________；
在提取叶绿体中的色素实验中用到的CaCO3的作用是_________________________。
(2)结合图分析光系统 Ⅰ 与____________________有关(填写光反应中的相关物质变化过程)。
(3)写出图中编号或字母所代表的过程或物质：②__________，F是具有催化作用的________________________________________________________________________。
答案　(1)吸收、传递、转化光能　防止叶绿体中叶绿素分子被破坏　(2)NADP＋的还原　(3)CO2的固定　ATP合酶(共22张PPT)
第2课时
绿色植物光合作用的过程
第三章　第二节　光合作用——光能的捕获和转换
学习目标
1.阐明光合作用的过程和实质。
2.明确光合作用的物质变化和能量转换。
3.了解化能合成作用。
教材梳理
1.叶绿体
(1)结构
外膜
内膜
类囊体
基粒
基质
(2)功能：_________进行光合作用的场所。
(3)分布：一般分布在细胞质膜与______之间的细胞质中。在光照较弱时，汇集到细胞______，最大限度吸收光能；在光照强度很高时，移动到细胞______，以避免强光的伤害。
绿色植物
液泡
顶面
侧面
2.光合作用的过程
(1)光反应阶段
①场所：叶绿体的_________上。
②条件：必须有____、叶绿体中的_________和酶。
③过程
O2
类囊体膜
光
光合色素
ATP
(2)暗反应阶段
①场所：___________。
②条件：有光无光均可，需要多种____参与。
④能量转化
光能
叶绿体基质
电能
ATP中活跃的化学能
储存在NADPH中
酶
③过程
C5
④能量转化
ATP和____中的化学能→_______中的化学能。
(3)光合作用的概念：绿色植物细胞中的_______从太阳光中捕获______，并将这些能量在CO2和H2O转变为____和O2的过程中，转换并储存为糖分子中_______的过程。
[H]
糖分子
叶绿体
能量
糖
化学能
(4)光合作用的总反应式：
______________________________。
3.化能合成作用
(1)概念：通过氧化外界环境中的________获得的_______来合成_______的方式。
(2)①实例：硝化细菌能将_____氧化成_______，进而将亚硝酸氧化成______。
②过程
a.2NH3＋3O2―→2HNO2＋2H2O＋能量。
b.2HNO2＋O2―→2HNO3＋能量。
(3)意义：利用上述过程中释放的_______，将CO2和H2O合成糖，以维持自身的生命活动。
无机物
化学能
有机物
NH3
亚硝酸
硝酸
化学能
(1)暗反应包括CO2的固定和C3的还原，两个阶段都在叶绿体基质中进行(　　)
(2)叶绿体内色素主要分布在类囊体膜上，叶绿体基质中含有少量色素(　　)
(3)与光合作用有关的酶只分布在叶绿体类囊体膜上(　　)
(4)硫细菌、铁细菌和蓝细菌一样都能进行光合作用(　　)
(5)化能合成作用区别于光合作用的关键是能量来源不同，化能合成作用能量来源于有机物中的化学能(　　)
×
√
×
×
×
任务一：分析光反应的过程
如图表示光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图中所示生物膜的名称？
核心探讨
提示　类囊体膜。
(2)光反应过程将水分解成哪些物质？
提示　O2、H＋和e－。
(3)e－最终的去向？
提示　被NADP＋接受形成NADPH。
(4)光反应过程中能量转换的具体过程？
提示　光能转化成电能，最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。
(5)图中ATP合酶的作用有哪些？
提示　顺浓度梯度运输H＋，催化ADP和Pi合成ATP。
任务二：分析暗反应的过程
如图所示，在卡尔文循环中，CO2转变为磷酸丙糖(G3P)的过程分为CO2的固定、氧化还原反应和C5即二磷酸核酮糖(RuBP)的再生三个阶段。回答下列问题：
(1)CO2固定的实质？
提示　一分子C5和CO2结合形成两分子的C3。
(2)在氧化还原反应阶段，需要来自光反应的物质有哪些？
提示　ATP和NADPH。
(3)卡尔文循环输出的物质是什么？
提示　三碳糖(G3P)。
任务三：分析环境改变时光合作用相关物质含量的变化
适宜光照下的绿色植物，突然使光照强度减弱，短时间内叶绿体中NADPH、ATP、C5、C3的含量将如何变化？
提示　减少、减少、减少、增多。
核心归纳
1.光合作用过程中元素的去向分析
核心归纳
2.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析
如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化。
1.(2023·江苏南京高一期末)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是
A.O2的产生停止
B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降
D.NADPH/NADP＋比值下降
典题应用
√
用黑布将培养瓶罩上，光反应停止，氧气的产生停止，A正确；
同时光合作用过程中NADPH和ATP的产生停止，使暗反应C3的还原速度减慢，从而导致二氧化碳的固定减慢，B错误；
ADP生成ATP减少，使ATP/ADP比值下降，C正确；
NADPH的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D正确。
2.如图表示某农作物叶肉细胞内光合作用的过程，已知在叶绿体类囊体膜上存在两个不同的光系统：光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，是以串联的方式协同作用的。请回答下列问题：
(1)类囊体上的光合色素的作用是______________________；在提取叶绿体中的色素实验中用到的CaCO3的作用是___________________________
______。
(2)结合图分析光系统Ⅰ与______________有关(填写光反应中的相关物质变化过程)。
吸收、传递、转化光能
防止叶绿体中叶绿素分子被
破坏
NADP＋的还原
(3)写出图中编号或字母所代表的过程或物质：②__________，F是具有催化作用的_________。
CO2的固定
ATP合酶
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