3.5光合作用将光能转化为化学能导学案-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

光合作用将光能转化为化学能 学习目标 1．通过实验探究和对色素吸收光谱的学习，理解色素的种类及其吸收波峰； 2．通过分析光合作用发生的场所、条件等，阐明光合作用的过程和实质。 学习过程 新课导入 初生的植物，叶片是黄绿色的；长大后，变为深绿色；到了秋冬季节，便枯黄了。这是为什么呢？ 思考：为什么植物叶片呈现绿色？ 新知讲解 内容一：光合色素吸收可见光 在光合作用中，光合色素的作用是吸收可见光，将光能转化为化学能，用于有机物的合成。 各种色素分子之所以有不同的颜色，是因为它们吸收了某些波长的光而另一些波长的光则透过或被反射。 以某种物质对不同波长光的吸收率（可用百分率表示）为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线就是 该物质的吸收光谱。下图是叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。 u 内容二：光合作用的过程 光合作用分两个阶段进行。第一阶段是直接需要光的，称为光反应；第二阶段不需要光直接参加，是二氧 化碳转变成糖的过程，称为碳反应，也称暗反应。 （1）光反应 场所：_______________ 条件：_______________ 物质变化：_______________ 能量转换：_______________ （2）碳反应 场所：_______________ 条件：_______________ 物质变化：_______________ 能量转换：_______________ 思考 1 ：合成一分子葡萄糖需要几次卡尔文循环？ 思考 2 ：三碳糖的去路有哪些？ 分析下图，思考：为什么说光合作用的光反应与碳反应之间相互制约，相互影响？ 第 : 页 学科网（北京）股份有限公司 学以致用 【例题】如图所示为叶绿体中色素、蛋白质等成分在膜上的分布，下列有关叙述正确的是( ) A ．该膜为叶绿体内膜 B ．该膜上含有光合作用所需的各种色素 C ．该膜上产生的ATP 用于CO2 的固定 D ．该膜上还可发生需氧呼吸第三阶段的反应 课堂小结 学习过程答案 学以致用 【例题】B 第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 一、单选题（本题共 5 小题） 1．光合作用是地球上最重要的化学反应，是人类食物和能源的主要来源，也是农作物产量形成的基础。关于 光合作用中的能量转化，下列叙述正确的是( ) A ．将光能转化为热能 B ．将光能转化为化学能 C ．将热能转化为化学能 D ．将化学能转化为热能 【答案】B 【解析】ABCD．光合作用通过光反应阶段可以将光能转化为ATP 和NADPH 中活跃的化学能，再通过碳反 应将ATP 和NADPH 中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，B 正确，ACD 错误。 故选 B。 2．高等植物叶肉细胞中进行的光合作用分为两个阶段，第一阶段是直接需要光的，称为光反应。该过程为下 一阶段提供的还原剂是( ) A ．NADP+ B ．NADPH C ．ADP D ．ATP 【答案】B 【解析】ABCD．光合作用的光反应阶段发生水的光解产生NADPH 与氧气以及ATP ，其中ATP 和NADPH 用于碳反应C3 的还原，NADPH 作为还原剂，B 正确，ACD 错误。 故选 B。 3．霜叶红于二月花，植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现，色素主要存在于液泡和叶绿体中，叶绿体 中的色素主要包含两大类，叶绿素和类胡萝卜素。下列对高等植物的正常叶子中色素的相关叙述，正确的 是( ) A ．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是黄绿色、橙色 B ．提取叶绿体中的色素可用丙酮作为提取液，用水当层析液可分离液泡中色素 C ．叶绿素对可见光的吸收有一个高峰，类胡萝卜素有两个高峰 D ．叶绿体中四种色素都含有N 、Mg 元素，作用是吸收、转化光能 【答案】B 【解析】A ．纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是叶绿素 a 和胡萝卜素，其中叶绿素 a 是蓝绿色，胡萝卜素是橙色，A 错误； B ．叶绿体中的色素溶于有机溶剂，可用丙酮作为提取液，液泡中的色素可以溶于水，因此若用纸层析法 分离液泡中的色素，可用清水作为层析液，B 正确； C ．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对可见光的吸收有两个峰值，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对可见光 的吸收有一个高峰，C 错误； D ．Mg 是叶绿体中叶绿素的成分，D 错误。 故选 B。 4．卡尔文等科学家在小球藻培养液中通入14 CO2 ，再给予不同的光照时间后，从小球藻中提取分析放射性物 质。下列叙述错误的是( ) A ．一定范围内，光照时间越长，放射性物质的含量越多 B ．一定范围内，光照时间越长，放射性物质的种类越多 C ．一定范围内，光照时间越长，含放射性的ATP 和NADPH 越多 D ．一定范围内，光照时间越长，细胞内含放射性的场所越多 【答案】C 【解析】AB ．由C 元素的转移途径可知，二氧化碳中的C 元素先与五碳化合物结合形成三碳化合物，然后 又进入有机物和五碳化合物，如果时间过长，有机物还会转变成蛋白质，脂肪等，因此随时间的延长产生 的放射性物质的种类和含量越多，AB 正确； C．ATP 和NADPH 中的C 并不是通过光合作用直接得到的，所以ATP 和NADPH 中没有放射性，C 错误； D．一定范围内，光照时间越长，光合作用产物运输到细胞的各个部分，所以细胞内含放射性的场所越多， D 正确。 故选 C。 5．如图表示光合作用碳反应示意图，数字代表物质。下列叙述正确的是( ) A ．②是三碳酸 B ．④是六碳糖 C ．⑦在叶绿体基质中被还原 D ．碳反应生成的三碳糖主要用于合成蔗糖 【答案】A 【解析】A ．分析图可知，②是六碳化合物分解产生的三碳酸，A 正确； B ．由图可知，④是五碳糖，全称是二磷酸核酮糖或核酮糖二磷酸，B 错误； C ．⑦是NADP+ ，在叶绿体类囊体膜上被还原，C 错误； D ．碳反应生成的三碳糖主要用于再生五碳糖，D 错误。 故选 A。 二、非选择题（本题共 1 大题） 6．生物的生命活动是需要能量来驱动的，光能是驱动生命世界运转的能量源泉。下图是某生命活动示意图， 图中A 、 B 、C 表示物质，①、②表示过程，回答下列问题。 （1）光合作用第一阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做 1 阶段，在 2 （场 所）进行。 （2）叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途：一是将水分解为[ 3 ] 4 和H+ 、 e- ，H+ 、e-和某种物质结合，形成B 5 ；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反 应形成C 6 。 （3）B 、C 驱动在叶绿体基质中进行的[ 7 ] 8 阶段，将CO2 转化为储存着化学能的有机物， 绝大多数生物依赖这些有机物生活。可见，光能是驱动 9 而驱动生命世界运转的。 【答案】1、光反应 2、类囊体膜 3 、A 4、氧气 5 、 [H]（ NADPH ） 6 、ATP 7、 ② 8、碳反应 9、有机物合成 【解析】（1）光合作用第一阶段为光反应阶段，在类囊体膜进行； （2）光反应阶段光能的两个用途：水的光解：2H2O → 4 [H]+ O2 +4e-；ATP 的形成：ADP + Pi + 光能→ ATP ； （3）光反应为碳反应提供[H] 、ATP ，碳反应将CO2 转化为储存着化学能的有机物，供绝大多数生物生 活利用，所以光能是通过驱动有机物合成而驱动生命世界运转的。 第 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $