学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用第2课时光合作用的过程学案苏教版必修1资料.docx

学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用第2课时光合作用的过程学案苏教版必修1资料.docx

《学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用第2课时光合作用的过程学案苏教版必修1资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用第2课时光合作用的过程学案苏教版必修1资料.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年高中生物第4章光合作用和细胞呼吸第2节光合作用第2课时光合作用的过程学案苏教版必修1资料

第2课时　光合作用的过程

1．掌握叶绿体的结构。

（重点）

2．理解光反应与暗反应的过程以及二者的联系。

（重、难点）

光合作用的主要场所——叶绿体

结合教材P75图4－13，分析回答以下问题：

（1）[1]外膜[2]内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。

（2）由[3]类囊体叠合成[4]基粒，增大了膜面积。

（3）类囊体膜上分布着能够吸收、传递和转换光能的光合色素。

（4）[5]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。

（5）与光合作用有关的酶分布在类囊体膜和叶绿体基质中。

探讨

：

与光合作用有关的酶分布在何处？

提示：

类囊体薄膜上和叶绿体基质中。

探讨

：

叶绿体增大光合作用面积的方式是什么？

提示：

类囊体堆叠成基粒。

探讨

：

为什么说叶绿体是光合作用的主要场所？

提示：

叶绿体是真核生物进行光合作用的场所，但原核生物如蓝藻虽然没有叶绿体，但有叶绿素和藻蓝素，也可以进行光合作用。

巧记叶绿体的结构与功能

叶绿体膜有两层，基质基粒来组成，基质液体能流动，有酶多种在其中，基粒含有类囊体，上有色素、酶附着，吸收光能来产氧，光合作用好场所。

1．下面有关叶绿体的叙述，正确的是（　　）

A．叶绿体色素都分布在类囊体膜上

B．叶绿体的色素分布在外膜和内膜上

C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中

D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上

【解析】　叶绿体由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。

类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。

许多类囊体叠合成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。

【答案】　A

2．下面为叶绿体结构示意图，有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是（　　）【导学号：

21210034】

A．①和②具有选择透过性功能

B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶

C．③和④中都有与光合作用有关的酶

D．只有具有叶绿体的细胞才能进行光合作用

【解析】　叶绿体是光合作用的主要场所，有叶绿体可进行光合作用，但是有的生物没有叶绿体也可进行光合作用，如蓝藻。

【答案】　D

光合作用的过程

其中C3为三碳化合物，C5为五碳化合物

1．图中Ⅰ的名称是光反应，Ⅱ的名称是暗反应，Ⅰ与Ⅱ划分的依据是否需要光能，Ⅰ＋Ⅱ总称为光合作用。

2．Ⅰ进行的场所是类囊体膜上，Ⅱ进行的场所是叶绿体基质中。

3．图中的化学反应

（1）Ⅰ中的化学反应

①水的光解：

水分解成O2和[H]。

②ATP的合成：

在酶的作用下，ADP与Pi形成ATP。

（2）Ⅱ中的化学反应

①CO2的固定：

CO2与五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。

②CO2的还原：

三碳化合物接受ATP的能量并被[H]还原，形成糖类和五碳化合物。

（3）总反应方程式：

CO2＋H2O

（CH2O）＋O2。

4．光合作用的概念

（1）场所：

绿色植物的叶绿体。

（2）物质变化：

将CO2和H2O合成为有机物并释放出O2。

（3）能量变化：

将光能转变成化学能储存在有机物中。

探讨

：

光照是影响暗反应的条件吗？

【提示】　光照是直接影响光反应的条件，但不是直接影响暗反应的条件。

虽然光照不直接影响暗反应，但是会间接影响暗反应。

探讨

：

联系光反应和暗反应的物质是什么？

【提示】　该物质是ATP和[H]，光反应生成ATP和[H]，而暗反应消耗利用光反应生成的ATP和[H]。

探讨

：

在黑暗环境，暗反应能进行吗？

为什么？

【提示】　不能。

因为光反应和暗反应是一个有机的统一整体，在黑暗环境，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和[H]。

探讨

：

若暗反应停止，光反应能否持续进行？

【提示】　不能，若暗反应停止，光反应产生的ATP和[H]积累过多，将抑制光反应的进行。

1．光合作用过程图解

2．反应式中元素的去向

（1）氧元素

（2）碳元素：

CO2C3（CH2O）

（3）氢元素：

H2O[H]（CH2O）

3．光反应与暗反应的比较

光反应

暗反应

条件

必须在光下

有光、无光都可以

场所

叶绿体类囊体膜

叶绿体基质

物质

转化

①水的光解：

2H2O

4[H]＋O2

②ATP的合成：

ADP＋Pi＋光能

ATP

能量

转化

光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能

联系

光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：

4.规律总结

叶绿体处于不同的条件下时，C3、C5、[H]、ATP的动态变化：

项目

条件

C3

C5

[H]和ATP

停止光照，CO2供应不变

增加

减少

减少

突然光照，CO2供应不变

减少

增加

增加

光照不变，停止CO2供应

减少

增加

增加

光照不变，CO2供应增加

增加

减少

减少

1．在叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是（　　）

【导学号：

21210035】

A．ATP和ADP同时由类囊体向叶绿体基质运动

B．ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动

C．ATP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

【解析】　在叶绿体中，ATP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ATP相反。

【答案】　C

2．图为光合作用过程示意图，请据图回答下列问题。

（1）请写出B、E、F的名称：

B________，E________，F________。

（2）该图中还缺少反应所需的________，它存在于甲反应场所中的________________和乙反应场所中的________________。

（3）光合作用每生成1分子的葡萄糖，就要消耗图中6分子的[　]________，分解________分子的[　]________（方框中填字母）。

（4）在炎热夏季的中午，植物“午休”现象的发生是因为[　　]________的供给不足。

如果此时进行检测，则细胞中C3的含量变化是________，C5的含量变化是________。

（5）甲反应为________，乙反应为________。

【答案】　

（1）色素（或光合色素）　[H]　ATP　

（2）酶　叶绿体的类囊体薄膜上　叶绿体基质中　（3）Ⅰ　CO2　12　C　H2O　（4）Ⅰ

CO2　减少　增多　（5）光反应　暗反应

1．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．叶绿体类囊体的薄膜上进行光反应和暗反应

B．叶绿体类囊体的薄膜上进行暗反应，不进行光反应

C．叶绿体基质中可进行光反应和暗反应

D．叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应

【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。

【答案】　D

2．下列属于光合作用光反应的是（　　）

A．2，4，6　　B．2，3，6

C．4，5，6D．2，6

【解析】　光反应产生ATP和氧气。

【答案】　D

3．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（　　）【导学号：

21210036】

A．该反应的场所是叶绿体的类囊体

B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶

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

【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基质。

C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行。

若在最适温度条件下，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减弱。

在无光条件下，暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制。

【答案】　B

4．（2016·徐州高一检测）如图所示，图甲为叶绿体结构和功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图回答：

甲　　　　　　　　　　　乙

（1）图甲中a是指________________，在a中发生的过程可称为________，在a中发生的能量转变是_________________________

_______________________________________________。

（2）图甲中，从C到D的过程称为____________，从D到C的过程称为____________。

（3）图乙中，从________点开始合成有机物，至________点有机物合成终止。

（4）AB段C3含量较高的主要原因是_______________________

_______________________________________________。

（5）G点C3含量极少的主要原因是________________________

_______________________________________________

_______________________________________________。

【解析】　

（1）图甲中的a为叶绿体类囊体膜，在类囊体膜上进行的是光合作用的光反应过程，光反应能将光能转变成ATP中活跃的化学能。

（2）图甲中C、D过程发生在叶绿体基质中，图甲中的B是指CO2，CO2与C5结合生成C3，即由D→C过程为CO2的固定，由C→D过程称为C3的还原。

（3）、（4）、（5）在B点前无光照，不能进行光反应，C3无法还原，因而AB段C3含量较高，B点以后，开始进行光合作用。

G点C3含量少的原因是植物因“光合午休”，气孔关闭，导致CO2供应不足，C3合成减少。

【答案】　

（1）叶绿体类囊体膜　光反应　光能→ATP中活跃的化学能

（2）C3的还原　CO2的固定　（3）B　I

（4）光反应不能进行，C3不能被还原

（5）气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.光合作用可分为光反应阶段和暗反应阶段。

2.光反应的场所是类囊体膜上，原料是水，产物是ATP、[H]和氧气。

3.暗反应的场所是叶绿体的基质中，原料是ATP、[H]和CO2，产物是糖。

4.光反应和暗反应相互制约。

学业分层测评（十四）　光合作用的过程

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．关于叶绿体中的类囊体的正确叙述是（　　）

A．叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体

B．全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上

C．组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系

D．基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积

【解析】　每个基粒都是由好多个类囊体堆叠而成的，A错；类囊体薄膜为单层，B错；各基粒之间靠基粒片层膜连接，C错；基粒和类囊体增大了叶绿体内的膜面积，扩大了酶和色素的含量，D正确。

【答案】　D

2．下列关于叶绿体基粒的说法中，正确的是（　　）

①每个叶绿体基粒含有几个到几十个类囊体

②基粒的薄膜上有进行光合作用的色素

③基粒附着在内膜的突起——嵴上

④与光合作用有关的酶全都分布在基粒上

A．①②　　D．③④

C．①③D．②④

【解析】　叶绿体中的基粒是由几个或几十个类囊体叠合形成的结构；与光合作用有关的酶不仅分布在基粒上，而且还分布在叶绿体基质中。

【答案】　A

3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。

下列关于叶绿体及色素的叙述中，正确的是（　　）

A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中

B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色

C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积

D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用

【解析】　不是所有的植物细胞都有叶绿体。

一般地讲，叶绿体分布在绿色植物的绿色部分，主要存在于叶肉细胞中。

叶绿体中的色素分为两大类：

叶绿素和类胡萝卜素。

其中，叶绿素又包括蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b；类胡萝卜素包括橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。

叶绿体的内膜光滑，其内部的基粒和类囊体一方面扩大了膜面积，供色素和酶分布；另一方面极大地扩展了受光面积。

叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，并非不吸收其他颜色的光，只不过吸收量较少。

【答案】　B

4．绿色植物光合作用需要水，下列关于水在光下分解的叙述正确的是（　　）

A．发生在叶绿体基质中

B．产物为氢气和氧气

C．所需能量来自ATP

D．需要光合色素参与

【解析】　水在光下分解属于光反应阶段中的物质变化之一，其发生的场所是在叶绿体类囊体膜上；其分解的产物是[H]和O2；所需能量来自光能；需要光合色素吸收、传递和转换光能。

【答案】　D

5．下列各项中，哪一项既是植物光反应的产物，又是植物暗反应所必需的物质（　　）

A．二氧化碳和酶B．[H]和ATP

C．氧气和ATPD．[H]和氧气

【解析】　光反应为暗反应提供[H]和ATP。

【答案】　B

6．下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（　　）

A．暗反应是一种酶促反应

B．暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应

C．暗反应是一种循环进行的反应

D．暗反应只在暗处进行

【解析】　暗反应过程在多种酶的催化下完成，不需要光，在光照和黑暗下都可以完成。

【答案】　D

7．下图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。

下列相关叙述正确的是（　　）【导学号：

21210037】

A．阶段Ⅰ表示暗反应B．阶段Ⅱ表示光反应

C．物质a表示[H]D．物质b表示C3

【解析】　水是在光反应阶段被利用，二氧化碳是在暗反应阶段被利用，由此可确定Ⅰ、Ⅱ分别为光反应和暗反应阶段；根据光反应和暗反应的关系及ATP与ADP相互转化的特点，可确定a、b分别为[H]和ATP。

【答案】　C

8．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．暗反应产生的ATP和光能

B．都是暗反应产生的ATP

C．光能和光反应产生的ATP

D．都是光反应产生的ATP

【解析】　光合作用中水的分解发生在光反应阶段，需光能作能源；三碳化合物是在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的ATP，还原剂是光反应产生的[H]。

【答案】　C

9．光合作用的实质是（　　）

A．把CO2转换成ATP

B．产生化学能储存在有机物中

C．把光能转变成化学能，储存在ATP中

D．把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能

【解析】　光合作用的实质是把无机物转化成有机物，同时把光能转变成化学能储存在有机物中。

【答案】　D

10．科学工作者从植物细胞中提取叶绿体，放入含有ADP、磷酸盐以及含[H]的载体等物质的溶液中，并在其他条件都适宜的情况下，进行光合作用的有关实验。

根据实验结果绘成图（如图），请根据曲线各段特点回答下列问题：

（1）ab段由于缺乏CO2，光合作用过程中的________不能进行。

因此，无有机物生成。

（2）bc段在提供了CO2之后，由于ab段已积累了大量的________，所以有机物能够快速合成。

（3）cd段在无光照条件下，由于光合作用过程中的________无法进行，又由于ab段所积累的物质被________，有机物生成量逐渐下降直至为零。

【解析】　

（1）ab段，有光照，能进行光反应，生成[H]和ATP，但无CO2，不能进行暗反应，因此无有机物的生成。

（2）bc段，无光照，不能继续进行光反应，也就是不能继续生成[H]和ATP。

但有ab段生成的[H]和ATP，因此，在有CO2的条件下，暗反应还是照样能进行，所以有有机物生成。

（3）cd段，仍然无光照，光反应仍然不能进行，新的[H]和ATP无法继续生成，而ab段积累的物质（[H]和ATP）被逐渐用完，所以有机物生成量逐渐下降，直至为零。

【答案】　

（1）暗反应　

（2）[H]和ATP　（3）光反应　逐渐用完

[能力提升]

11．用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性。

能正确表示14C转移途径的是（　　）【导学号：

21210038】

A．14CO2→叶绿素→（14CH2O）

B．14CO2→14C3→14C5→（14CH2O）

C．14CO2→14C5→（14CH2O）

D．14CO2→14C3→（14CH2O）

【解析】　二氧化碳参加光合作用的暗反应，与C5固定生成C3，C3与光反应提供的[H]和ATP反应，生成（CH2O），故D正确。

【答案】　D

12．（2014·全国卷Ⅰ）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

【解析】　正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和[H]（即NADPH）停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止后，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。

【答案】　B

13．下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布。

在图示结构上（　　）

A．生物膜为叶绿体内膜

B．可完成光合作用的全过程

C．发生的能量转换是：

光能→电能→化学能

D．产生的ATP可用于植物体的各项生理活动

【解析】　色素存在于叶绿体类囊体膜上，而非内膜，故A选项错误；在囊状结构的薄膜上只能进行光合作用的光反应，暗反应需在叶绿体基质中进行，B选项错误；光反应产生的ATP只用于暗反应，D选项错误。

【答案】　C

14．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物（C5）和三碳化合物（C3）在细胞内的变化曲线。

据图回答：

图1　　　　　　　图2

（1）图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是________。

（2）图l中ATP形成所需的能量最终来自于________，若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。

（3）图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量上升的原因：

_______________________________________________

_______________________________________________。

（4）曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因：

_______________________________________________

_______________________________________________。

【解析】　

（1）光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于三碳化合物的还原。

（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→三碳化合物→糖类。

（3）、（4）题干中已说明曲线a、b表示三碳化合物和五碳化合物的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，三碳化合物的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此三碳化合物含量相对升高，五碳化合物含量相对下降，即a表示三碳化合物，b表示五碳化合物。

【答案】　

（1）[H]　水在光下分解　用于三碳化合物的还原　

（2）太阳光能　糖类　（3）三碳化合物　CO2与五碳化合物结合形成三碳化合物继续进行，而三碳化合物还原受阻　（4）五碳化合物　五碳化合物与CO2结合形成三碳化合物继续进行，而三碳化合物不能被还原为五碳化合物

15．下图表示叶绿体的结构和功能，请据图回答下列问题：

（1）图中[　]________上的叶绿素约占该结构上所有色素的3/4。

（2）光反应是在[　]________上进行的，因为这里分布着_______________________________________________；

暗反应是在[　]________中进行的，因为这里分布着

_______________________________________________。

（3）光反应的生理意义是：

光反应所产生的[3]________和[　]________，是暗反应所必需的________和________。

（4）暗反应包括[6]________和[　]________。

【答案】　

（1）2　类囊体的膜　

（2）2　类囊体的膜　与光反应有关的色素和酶　8　叶绿体基质　与暗反应有关的酶　（3）[H]　4　ATP　还原剂　能量　（4）CO2的固定　5　C3的还原