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

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413，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】A2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和具有选择透过性功能B上既有光合色素又有与光合作用有关的酶C和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图中的名称是光反应，的名称是暗反应，与划分的依据是否需要光能，总称为光合作用。2进行的场所是类囊体膜上，进行的场所是叶绿体基质中。3图中的化学反应(1)中的化学反应水的光解：水分解成O2和H。ATP的合成：在酶的作用下，ADP与Pi形成ATP。(2)中的化学反应CO2的固定：CO2与五碳化合物结合形成两分子三碳化合物。CO2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：CO2H2O(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：H2OH(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水的光解：2H2O4HO2ATP的合成：ADPPi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C3C5H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】AATP和ADP同时由类囊体向叶绿体基质运动BATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动CATP由类囊体向叶绿体基质运动，ADP的运动方向则相反DADP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】C2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)HATP(2)酶叶绿体的类囊体薄膜上叶绿体基质中(3)CO212CH2O(4)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】D2下列属于光合作用光反应的是()A2，4，6B2，3，6C4，5，6D2，6【解析】光反应产生 ATP 和氧气。【答案】D3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 BC3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】B4(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DC过程为CO2的固定，由CD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)BI(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】D2下列关于叶绿体基粒的说法中，正确的是()每个叶绿体基粒含有几个到几十个类囊体基粒的薄膜上有进行光合作用的色素基粒附着在内膜的突起嵴上与光合作用有关的酶全都分布在基粒上ADCD【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】A3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】B4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ATPD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】D5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BH和ATPC氧气和ATPDH和氧气【解析】光反应为暗反应提供H和ATP。【答案】B6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】D7下图表示光合作用的过程，其中、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阶段表示暗反应B阶段表示光反应C物质a表示HD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、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】C8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ATPC光能和光反应产生的ATPD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】C9光合作用的实质是 ()A把CO2转换成ATPB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】D10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】A14CO2叶绿素(14CH2O)B14CO214C314C5(14CH2O)C14CO214C5(14CH2O)D14CO214C3(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】D12(2014全国卷)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()AO2的产生停止BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/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】B13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】C14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)H4ATP还原剂能量(4)CO2的固定5C3的还原