3.2.2 绿色植物光合作用的过程-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第2课时　绿色植物光合作用的过程 课标内容要求 核心素养对接 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。 1．生命观念——能初步用结构和功能观，说明叶绿体是光合作用的场所。 2．生命观念——用物质和能量观，阐明光合作用过程。 3．科学思维——分析归纳，比较光反应和暗反应。 一、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 1．证明实验 (1)实验过程：1937年前后，英国科学家希尔在研磨绿叶后制取叶绿体悬液，并向悬液中加入草酸铁，然后给予光照后观察。 (2)实验现象：①Fe3＋被还原为Fe2＋。 ②离体的叶绿体释放出了O2。 (3)实验结论：一定程度上证明了光合作用在叶绿体中进行。 (4)该实验意义：使光合作用的研究从器官(叶片)水平进入到了细胞器(叶绿体)水平。 2．在普通光学显微镜下，叶绿体是最容易观察到的细胞器。 3．光照强度对叶肉细胞中叶绿体分布的影响 (1)细胞内的叶绿体一般分布在细胞质膜与液泡之间的细胞质中。 (2)在光照较弱的情况下，叶绿体会汇集到细胞顶面，以最大限度地吸收光能，保证高效率的光合作用。 (3)当光照强度很高时，叶绿体会移动到细胞侧面，以避免强光的伤害。 二、光合作用过程 1．光反应 (1)场所：叶绿体的类囊体膜上(光合色素和与光反应有关的酶就分布在类囊体膜上)。 (2)条件：光、光合色素和酶等。 (3)过程： ①在类囊体膜上，叶绿素等光合色素吸收光能。 ②水裂解释放O2，并将电子传递给某些基态叶绿素分子。 ③电子传递：光合色素吸收光能，使某些基态叶绿素分子(接受了最初由水的裂解传递而来的电子)受到激发释放电子，电子在不同的物质(电子传递体)之间传递。 ④ATP和NADPH的形成：NADP＋(还原型辅酶Ⅱ)接受电子被还原成NADPH(还原型辅酶Ⅱ，常表示为[H]，在暗反应阶段发挥作用)，能量也由光能转换为电能，再由电能转化为化学能，储存在ATP和NADPH中。 ⑤在光反应中，光合色素吸收光能，水裂解释放O2，电子传递，ATP和NADPH的形成是耦合在一起的，共同完成光反应，即将太阳能最终转换为化学能并产生O2。 2．暗反应 (1)场所：叶绿体基质。 (2)发现者：卡尔文及其研究团队。 (3)条件：CO2、ATP、NADPH和酶等。 (4)过程： ①暗反应又称为卡尔文循环，简单地说，卡尔文循环就是将CO2、ATP和NADPH转变为磷酸丙糖(一种三碳糖)的复杂生化反应。 ②CO2的固定：绿叶细胞从外界吸收的CO2进入叶绿体基质，与细胞中的一种五碳化合物(C5)结合，形成两个三碳化合物(C3)。 ③C3的还原：在有关酶的催化下，C3接受光反应阶段提供的物质和能量，经过一系列生化反应，部分转变为糖类，另一部分又形成C5，继续参与CO2的固定。 ④暗反应是由酶催化的一系列复杂的生化反应。在这一过程中，将光反应过程中形成的ATP和[H]中的化学能，转化为储存于糖分子中的化学能。 3．光合作用过程示意图 (1)图中Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ为暗反应阶段，二者不仅同时进行，而且耦合在一起，共同完成光合作用过程。 (2)叶绿体中的光合色素吸收太阳能，将光能转换为化学能，形成了推动CO2和H2O合成糖的动力。 4．光合作用 (1)概念：光合作用是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转变为糖与O2的过程中，转换并储存为糖分子中化学能的过程。 (2)总反应式 CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 (3)意义 ①光合作用是一项复杂的能量转换过程，也是一个无机物转变为有机物的重要途径。 ②光合作用对地球表面的生态面貌、大气组成、生物进化乃至所有生物的生存，人类的生产和生活都有至关重要的意义。 5．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，这种制造有机物的方式，称为化能合成作用。 (2)生物类型：自然界中的一些微生物，如土壤中的硝化细菌、硫细菌和铁细菌等。 (3)意义：对维持地球上的物质循环和能量的转换、流动也具有一定的作用。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．1937年前后，英国科学家希尔的实验使光合作用的研究从器官水平进入到了细胞器水平。 (　　) 2．当光照强度很高时，叶绿体会移动到细胞顶面。 (　　) 3．叶绿体中的色素分布在基质中。 (　　) 4．光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中。 (　　) 5．光合作用的光反应和暗反应阶段在叶绿体的不同部位进行。 (　　) 6．光合作用中光反应必须有光才可以进行，暗反应没有光也可长时间进行。 (　　) 7．光反应和暗反应不仅同时进行，而且耦合在一起，共同完成光合作用过程。 (　　) 8．在光反应阶段中，能量由光能转换成电能，再由电能