浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第五节 光合作用将光能转化为化学能精品第二课时导学案及答案

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光合作用分两个阶段进行，光反应和碳反应
1．光反应
光反应
(1)场所：叶绿体的 。
(2)条件： 、 、酶等。
(3)产物：氧气、 、ATP等。
(4)光反应中发生的变化主要有：
①光能被吸收并转化为 和 中的化学能。
②水在光下裂解为 和电子。
③水中的氢(H＋＋e－)在光下将 还原为 。
2．碳反应
(1)场所：叶绿体的 。
(2)条件：酶、 、NADPH等。
(3)产物：三碳糖等。
(4)碳反应过程(卡尔文循环)：
①一个 分子(RuBP)与一个二氧化碳结合，形成一个 分子，它随即分解成2个 分子。（CO2的固定）
②每个 分子接受来自 的氢和来自ATP的磷酸基团，形成1分子 。（三碳酸的还原）
③生成的 中，5/6再生为 ，1/6可以在叶绿体中合成淀粉、 和脂质，或者到叶绿体外转变成 。（五碳糖的再生）
④ 中活跃的化学能转变为 中稳定的化学能。
归纳拓展
1．光反应与碳反应比较与联系
(1)光反应必须在光下才能进行，碳反应虽不直接需要光，但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行。
(2)碳反应的产物是三碳糖，三碳糖可以在叶绿体中转化为淀粉等，更多的在叶绿体外转变为蔗糖，运输到植物体被所有细胞利用，因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。
(3)色素只存在于光反应部位——叶绿体类囊体膜上，但光反应和碳反应都需要酶参与，所以与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体膜上和基质中。
(4)光反应为碳反应提供NADPH和ATP；碳反应产生的ADP和Pi、NADP+为光反应提供原料；二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的。
(5)光反应停止，碳反应只能持续很短的时间，原因是缺乏碳反应所需的ATP和NADPH。没有碳反应，光反应同样很快停止，原因是缺乏ADP、Pi、NADP+。
2．光合作用与细胞呼吸的区别与联系
与ATP来源与去路
当堂自测
1．在碳反应阶段，生成三碳酸分子的反应中的反应物有( )
A．CO2和五碳糖 B．H2O和五碳糖
C．O2和五碳糖 D．CO2和H2O
答案 A
2．绿色植物在暗处不能放出氧气是因为( )
A．二氧化碳的固定受阻B．三碳化合物的还原需要光照
C．水的分解不能进行D．五碳化合物的再生困难
答案 C
3．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( )
A．CO2和酶 B．O2和ATP
C．NADPH和ATP D．酶和NADPH
答案 C
4．叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是( )
A．ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体薄膜上运动
B．ATP和ADP同时由类囊体薄膜向叶绿体基质运动
C．ATP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ADP则向相反方向运动
D．ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ATP则向相反方向运动
答案 D
5．炎热夏季的中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞( )
A．三碳酸含量上升
B．光反应产物不能满足碳反应的需求
C．有机物积累速率明显下降
D．叶绿体基质中ADP含量增加
答案 C
6．下列关于光合作用的叙述中，错误的是( )
A．光反应在类囊体薄膜上进行，碳反应在叶绿体的基质中进行
B．光反应需要光、不需要酶，碳反应不需要光、需要多种酶
C．光反应吸收光能，碳反应将化学能储存在糖类等有机物中
D．光反应分解水并放出O2，碳反应最终将CO2还原成糖类等有机物
答案 B
7. 如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，a、b、c为代谢过程，以下叙述正确的是( )
A．a中产生的O2，参与c中第二阶段的反应
B．b在叶绿体基粒上进行
C．水参与c中第二阶段的反应
D．X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的基粒
答案 C
8．叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下，请回答：
(1)该膜是________膜，其上含有色素和催化光反应的________。光反应中，色素吸收的光能转变为ATP等物质中的________。
(2)光反应的产物除图中所示的物质外，还有电子和________。ATP为碳反应提供了能量和________。
(3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时，应注意滤纸条上的滤液细线要高于________的液面，滤纸条上最宽色素带所含的色素是________。
答案 (1)类囊体(光合) 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a
9．如图表示某绿色植物叶绿体中的某生理过程，请回答：
(1)如图所示的循环过程是从一个________(用图中文字填写)开始的，该循环发生3次后，有________个物质Z用于物质X的再生过程，离开循环的物质Z在叶绿体内能作为合成________________________的原料。
(2)________在光下将NADP＋还原成NADPH，该变化的发生场所是________。ATP为物质Z的形成提供了________。
(3)如果CO2的供应突然减少，短时间内物质X的含量会________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
答案 (1)物质X 5 淀粉、蛋白质和脂质 (2)水中的氢 类囊体膜 能量 (3)增加
预习梳理
1．光反应
(1)类囊体膜。(2)光能、色素、酶(3) NADPH。
(4)①ATP和NADPH②H＋、O2。③NADP＋NADPH。
2．碳反应
(1)基质。(2) ATP。
(4)碳反应过程(卡尔文循环)：①五碳糖 六碳 三碳酸 。② 三碳酸 NADPH 三碳糖。③ RuBP 蛋白质 蔗糖。④ATP和NADPH 有机物光反应
碳反应
原料
H2O
CO2
产物
ATP、NADPH、O2
三碳糖、H2O、RuBP
能量转换
光能转化为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中
ATP和NADPH中的化学能转变为有机物（如三碳糖）中的化学能
发生场所
叶绿体类囊体膜上
叶绿体基质
发生条件
光照、色素、酶
酶
项目
光合作用
细胞呼吸
范围
植物的绿色细胞；少数原核生物
所有活细胞
场所
植物细胞的叶绿体蓝细菌的质膜
细胞溶胶和线粒体
好氧细菌的质膜
物质转化
无机物（CO2和H2O）转化为有机物
分解有机物产生CO2和H2O或其他小分子
能量变化
光能→ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能
实质
合成有机物，贮存能量
分解有机物，释放能量
代谢类型
同化作用（或合成作用）
异化作用（或分解作用）
联系