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三、暗反应(卡尔文循环)

细胞的能量供应和利用 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 暗反应是光合作用中利用光反应产生的ATP和NADPH,将CO₂固定并还原为糖类的过程。

从哪来 本知识点建立在“一、双层膜细胞器”之上。暗反应发生在叶绿体基质中,而叶绿体正是具有双层膜结构的细胞器,其内部基质为酶促反应提供了特定的微环境。

为什么 光反应产生的ATP和NADPH能量不稳定,无法长期储存。暗反应通过酶促反应将不稳定的化学能转化为稳定的有机物(如糖类)中的化学能,实现了能量的固定与转化,这是生命体获取稳定能量来源的关键机制。

讲法
适合:逻辑推理型、喜欢宏观框架的学生 采用“能量流动链条”法。先讲光反应是“发电站”,产生高能货币ATP和电子载体NADPH;再讲暗反应是“工厂”,消耗这些货币购买原料CO₂,组装成产品糖类。强调“光反应提供动力,暗反应提供物质”,两者缺一不可,形成闭环。
讲法
适合:形象思维型、喜欢类比记忆的学生 采用“汽车加油与行驶”类比。光反应像给汽车加油(产生ATP/NADPH),暗反应像汽车行驶消耗燃油(固定CO₂)。强调没有油(光反应产物),车(暗反应)跑不动;车不跑(暗反应停止),油(ATP/NADPH)会堆积耗尽,最终导致整个系统停摆。
讲法
适合:细节导向型、喜欢步骤拆解的学生 采用“三步走”拆解法。第一步“固定”:CO₂与C₅结合生成C₃;第二步“还原”:C₃接受ATP和NADPH变成C₃化合物(G3P);第三步“再生”:部分G3P重新生成C₅,循环继续。用流程图清晰展示物质变化路径,强调C₃和C₅的角色。
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练一道
基础题
若突然停止光照,短时间内C₃和C₅的含量如何变化?
变式
若突然停止CO₂供应,短时间内C₃和C₅的含量如何变化?
试试手自己判
检测题
在光照充足的条件下,向密闭容器中的植物突然通入高浓度¹⁴CO₂,短时间内含¹⁴C的化合物出现顺序是? A. C₃ → C₅ → 糖类 B. C₅ → C₃ → 糖类 C. C₃ → 糖类 → C₅ D. C₅ → 糖类 → C₃
看答案和判分标准
答案:A
判对标准:
学生能准确说出CO₂首先与C₅结合生成C₃,C₃被还原后部分生成糖类,部分再生C₅。选择A且能解释“CO₂固定是第一步”者判对。
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