碳反应
【学习目标】
1．理解碳反应的过程。
2．明确光反应与碳反应的区别与联系，领悟光合作用的真谛。
【学习重难点】
光反应与碳反应的区别与联系。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读P122页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．碳反应中CO2转化成的第一个产物是什么？CO2是与什么物质发生反应生成第一产物的？
2．卡尔文认为碳反应涉及一个物质循环过程，请你尝试写出这一过程。
3．光反应生成的ATP和[H]是在碳反应的哪个环节被消耗的？如果ATP和[H]不被消耗，光反应能否持续不断地进行？
二、知识巩固
1．光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是(
)
A．H2O、CO2、ADP
B、CO2、NADPH、ATP
C．H2O、CO2、ATP
D．NADPH、H2O、ADP
2．下图表示光合作用过程的部分图解，请据图分析完成下列问题。
（1）图示表示光合作用的
过程，其中B表示
。?
（2）图示过程中，能量变化是
。
（3）如果用含14C的CO2来追踪小麦光合作用过程中碳原子的转移途径，则14C首先出现在
中。
（4）叶绿体是进行光合作用的场所，在充足的光照条件下，ADP在叶绿体内的移动方向是
；如果将此植物由光照充足的条件下移至阴暗处，则[H]在叶绿体中的含量将
。?
答案
1．解析：光合作用暗反应过程包括CO2的固定和C3的还原，需要NADPH作为还原剂和酶的催化，并消耗能量。
答案：B
2．解析：题图表示光合作用的暗反应过程，B表示C3的还原。CO2进入叶绿体后，先被C5固定成C3，随后C3被NADPH还原生成糖类，因此，碳的转移途径应是CO2→C3→糖类。ADP要到类囊体薄膜上参与光反应转化成ATP。光反应需要光照，植物移至阴暗处后，光照强度降低，光反应减弱，所以NADPH含量减少。
答案：（1）暗反应
C3的还原
（2）ATP、NADPH中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能
（3）C3
（4）从叶绿体基质到类囊体薄膜
减少(共15张PPT)
碳反应
在一些植物的叶片上，时常会有蚜虫趴附着，从叶脉中吸取富含蔗糖的汁液。这些蔗糖是叶片光合作用的产物，最终要运输到果实、种子、根等器官中。在光合作用中，糖类是如何生成的呢？
寻找证据
阅
读
阅读P122页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.碳反应中CO2转化成的第一个产物是什么？CO2是与什么物质发生反应生成第一产物的？
2.卡尔文认为碳反应涉及一个物质循环过程，请你尝试写出这一过程。
3.光反应生成的ATP和[H]是在碳反应的哪个环节被消耗的？如果ATP和[H]不被消耗，光反应能否持续不断地进行？
一、CO2被还原为糖类等有机物并储存了能量
1.碳反应中CO2转化成的第一个产物是什么？CO2是与什么物质发生反应生成第一产物的？
三碳酸（用C3酸表示）；CO2是与一种五碳化合物（用C5表示）结合，反应生成第一产物的。
2.卡尔文认为碳反应涉及一个物质循环过程，请你尝试写出这一过程。
+
C5
CO2
酶
2C3
（CO2的固定）
+
C3
酶
（CH2O)
能量
C3
酶
C5
能量
H+
碳反应（卡尔文循环）：光合作用第二个阶段的化学反应，有无光都能进行
（叶绿体基质中进行）
3.光反应生成的ATP和[H]是在碳反应的哪个环节被消耗的？如果ATP和[H]不被消耗，光反应能否持续不断地进行？
光反应生成的ATP和[H]在三碳化合物的还原的过程中被消耗；光反应不能持续不断地进行下去。
碳反应的过程
碳反应的最终结果是使ATP和[H]中活跃的化学能转化成糖类中稳定的化学能。
条件：
有光无光都可，需多种酶
场所：
叶绿体基质
物质变化
CO2的固定：
CO2＋C5
2C3
酶
C3的还原：
ATP中活跃的化学能
2C3+NADPH
（CH2O）+C5
酶
ATP
ADP+Pi
能量转变：
有机物中稳定的化学能
产物：
（CH2O）
、
ADP
、
Pi
碳反应小结：
二、[H]与ATP是联系光反应与碳反应的纽带
光合作用的光反应和碳反应是两个相对独立的过程。光反应高度依赖于光照，碳反应不需要光照，但依赖于光反应提供的ATP和[H]，碳反应消耗ATP和[H]后生成的ADP和NADP+又是光反应不可缺少的原料。
光反应与碳反应之间的关系
暗反应
光反应和碳反应的比较与联系
场所
条件
物质变化
能量变化
光反应
碳反应
基粒类囊体上
基质中
光、色素、酶
多种酶
水的光解
CO2的固定、还原
光能
活跃化学能
产物
O2
ATP
NADPH
糖类稳定的化学能
(CH2O)n
ADP+Pi
NADP+
ADP+Pi
ATP
NADP+
NADPH
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。
光合作用
光反应
碳反应
光合作用实质：
当堂检测
D
1．1941年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如下两组实验,下列叙述正确的是（
）
A．?为了排除光照的影响该实验要在黑暗条件下进行
B．?A和B相对分子质量之比为9：8
C．?设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气
D．?实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水
C
2．如图为光合作用示意图。下列说法错误的是（
）
A．①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ，④表示CO2
B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原（CH2O）
C．黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去
D．增加光照强度或降低CO2浓度，C3的含量都将减少
知识梳理
碳反应
CO2被还原为糖类等有机物并储存了能量
[H]与ATP是联系光反应与碳反应的纽带
谢
谢碳反应
【教学目标】
1．理解碳反应的过程。
2．明确光反应与碳反应的区别与联系，领悟光合作用的真谛。
【教学重难点】
光反应与碳反应的区别与联系。
【教学过程】
一、导入新课
在一些植物的叶片上，时常会有蚜虫趴附着，从叶脉中吸取富含蔗糖的汁液。这些蔗糖是叶片光合作用的产物，最终要运输到果实、种子、根等器官中。在光合作用中，糖类是如何生成的呢？（通过实例，导入新课，引发学生思考，激发学生兴趣和探究欲）
二、讲授新课
（一）CO2被还原为糖类等有机物并储存了能量
寻找证据——阅读
阅读P122页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．碳反应中CO2转化成的第一个产物是什么？CO2是与什么物质发生反应生成第一产物的？
2．卡尔文认为碳反应涉及一个物质循环过程，请你尝试写出这一过程。
3．光反应生成的ATP和[H]是在碳反应的哪个环节被消耗的？如果ATP和[H]不被消耗，光反应能否持续不断地进行？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评：
1．三碳酸（用C3酸表示）；CO2是与一种五碳化合物（用C5表示）结合，反应生成第一产物的。
2．CO2首先与一种五碳化合物（用C5表示）结合，生成2个三碳酸（用C3酸表示），之后C3酸获得ATP提供的能量，被[H]还原成三碳糖（用C3糖表示）。大部分C3糖经过一系列复杂的变化，重新生成了C5，以保证CO2的固定能够源源不断地进行，小部分C3糖被合成淀粉，或者转移到胞质溶胶中合成蔗糖。
3．光反应生成的ATP和[H]在三碳化合物的还原的过程中被消耗；光反应不能持续不断地进行下去。
碳反应是在叶绿体基质中进行的，每一阶段的化学反应都需要特定的酶催化。碳反应的最终结果是使ATP和[H]中活跃的化学能转化成糖类中稳定的化学能。
碳反应小结：
（二）[H]与ATP是联系光反应与碳反应的纽带
光合作用的光反应和碳反应是两个相对独立的过程。光反应高度依赖于光照，碳反应不需要光照（亦称暗反应），但依赖于光反应提供的ATP和[H]，碳反应消耗ATP和[H]后生成的ADP和NADP+又是光反应不可缺少的原料。光反应和碳反应两者之间的区别与联系又是怎样的呢？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评：
简而言之，光合作用包括光反应和碳反应，其实质是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。
当堂检测
1．1941年鲁宾和卡门采用同位素标记法进行了如下两组实验，下列叙述正确的是（
D
）
A．为了排除光照的影响该实验要在黑暗条件下进行
B．A和B相对分子质量之比为9：8
C．设计该实验的目的在于证明植物光合作用会释放氧气
D．实验结果说明植物光合作用释放的氧气全部来自水
2．如图为光合作用示意图。下列说法错误的是（
C
）
A．①表示O2，③表示还原型辅酶Ⅱ，④表示CO2
B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原（CH2O）
C．黑暗条件下，光反应停止，暗反应将持续不断地进行下去
D．增加光照强度或降低CO2浓度，C3的含量都将减少
【板书设计】
