2019-2020年高中生物 第4课时 光合作用过程备课资料 苏教版.doc

2019-2020年高中生物 第4课时 光合作用过程备课资料 苏教版1.光合作用的步骤光合作用大致可分为下列三大步骤：第一步，光能的吸收、传递和转换成电能的过程（通过原初反应完成）；第二步电能转变为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；第三步，活跃的化学能转变为稳定的化学能过程（通过碳同化完成）。第一、二两大步骤基本上属于光反应，第三大步骤属于暗反应（见下表）。反应类型光反应暗反应能量转变光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能储存能量的物质量子、电子ATP、NADPH糖类能量转变过程光能的吸收、传递、转换电子传递、光合磷酸化碳同化能量转变部位类囊体片层类囊体片层叶绿体基质2.光合作用反应过程概要光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。在光反应中，叶绿素吸收光能，叶绿素分子中的电子被激发到较高的能级。被激发的电子沿着分布在类囊体膜上的一系列电子传递体转移。在传递过程中，质子被泵送到类囊体腔内，在类囊体膜两侧形成质子梯度，用来驱动ATP的合成。沿着电子载体传递的电子最后提供给NADP+，将NADP+还原为NADPH。叶绿素分子失去的电子则由水分子中氧原子中的电子来补充，水分子中的氧原子则被氧化为氧气。上述反应都发生在叶绿体的类囊体中。由光反应产生的ATP和NADPH，为暗反应提供能量和还原力，通过卡尔文循环，将二氧化碳转化为糖类。暗反应起始于叶绿体基质，延续到细胞质。最终，在植物的叶片中生成有机物，并以蔗糖的形式进一步运输到植物体的其他组织。3.卡尔文循环高等植物光合同化CO2的生化途径有卡尔文循环、C4途径和景天科酸代谢三种。其中以卡尔文循环最基本、最普遍，同时也只有这种途径具备合成淀粉等产物的能力。其他两种不够普遍，而且只能起固定、转运CO2的作用，单独不能形成淀粉等产物，所固定的CO2在植物体内再次释放出来，参与卡尔文循环。卡尔文循环：卡尔文循环是所有植物光合作用碳同化的基本途径，它能形成碳水化合物并输送到细胞质中。在这个循环中，由于大多数植物还原CO2的第一个产物是三碳化合物（如磷酸甘油酸），故又称为C3途径。卡尔文循环大致可分为羧化、还原和再生三个阶段。羧化阶段：1，5二磷酸核酮糖+CO23磷酸甘油酸;还原阶段：3磷酸甘油酸3磷酸甘油醛;再生阶段：3磷酸甘油醛6磷酸果糖5磷酸核酮糖1，5二磷酸核酮糖（简称RuBP）。在此循环途径中，首先是RuBP在核酮糖二磷酸羧化酶催化下与CO2结合，生成3磷酸甘油酸；3磷酸甘油酸经磷酸化和脱氢两步反应，生成3磷酸甘油醛；3磷酸甘油醛分别经两条途径又重新回到RuBP，继续进行CO2的固定、还原等一系列反应，使循环反复进行。卡尔文循环的产物不是葡萄糖，而是三碳的丙糖，即3磷酸甘油醛（简写为PGALd），再由2个PGALd化合而成葡萄糖。这一循环的总账是：循环3次，固定3个CO2分子，生成6个PGALd，其中1个PGALd用来合成葡萄糖或其他糖类，这1个PGALd才是本循环的净收入，其余5个PGALd则用来产生3个分子的RuBP以保证再循环。所以每产生1分子葡萄糖需要2个分子的PGALd，即需要完成6次循环。从能量的变化来计算：生产一个可用于细胞代谢和合成的PGALd，需要9个ATP分子和6个NADPH分子参与。即：PGALd在叶绿体中不能积累，需通过一系列转化形成淀粉，作为光合作用的产物，暂时储存于叶绿体中，或输出叶绿体，在细胞质中转变为蔗糖。一般以淀粉和蔗糖作为光合作用的产物。