2026年完美假期暑假自主学习训练高一生物第26页答案
七、叶绿体
1.结构
一般呈扁平的椭球形或球形,由
双层膜
包被,内部有许多
基粒
。每个基粒都由一个个圆饼状的
囊状结构
堆叠而成,这些囊状结构称为
类囊体
。吸收光能的4种色素就分布在
类囊体的薄膜上
。基粒与基粒之间充满了
基质

2.功能
恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体
能吸收光能用于光合作用放氧
。结合其他的实验证据,科学家们得出叶绿体是
光合作用
的场所。

答案

1.双层膜 基粒 囊状结构 类囊体 类囊体的薄膜上 基质 2.能吸收光能用于光合作用放氧 光合作用
八、光合作用的原理和应用
1.光合作用的定义:是指绿色植物通过
叶绿体
,利用
光能
,将
二氧化碳和水
转化成储存着能量的
有机物
,并且释放出
氧气
的过程。
2.光合作用探究历程
(1)1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有$\ce{H_{2}O}$,没有$\ce{CO_{2}}$),在光照下可以释放出
氧气
。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生
水的光解
、产生氧气的化学反应称作希尔反应。
(2)1941年,美国科学家鲁宾和卡门用
同位素示踪
的方法,研究了光合作用中氧气的来源。他们用$\ce{^{18}O}$的同位素分别标记$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$,使它们分别变成$\ce{H_{2}^{18}O}$和$\ce{C^{18}O_{2}}$。然后,进行了两组实验:第一组给植物提供$\ce{H_{2}O}$和$\ce{C^{18}O_{2}}$,第二组给同种植物提供$\ce{H_{2}^{18}O}$和$\ce{CO_{2}}$,在其他条件都相同的情况下,第一组释放的氧气都是
O₂
,第二组释放的都是
¹⁸O₂

(3)20世纪40年代,美国科学家
卡尔文
等用小球藻(一种单细胞的绿藻)做了这样的实验:用经过$\ce{^{14}C}$标记的$\ce{^{14}CO_{2}}$,供小球藻进行光合作用,然后追踪放射性$\ce{^{14}C}$的去向,最终探明了
CO₂
中的碳转化为有机物中的碳。
(4)1954年,美国科学家阿尔农发现,在光照下,叶绿体可合成
ATP
。1957年,他发现这一过程总是与
水的光解
相伴随。上述实验表明,光合作用释放的氧气中的氧元素来自
,氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应,而是分阶段进行的。
3.光合作用过程
(1)光反应阶段:光合作用第一个阶段的化学反应,必须
有光
才能进行,这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在
类囊体的薄膜
上进行的。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
氧和H⁺
,氧直接以氧分子的形式释放出去,$\ce{H^{+}}$与
氧化型辅酶Ⅱ
($\ce{NADP^{+}}$)结合,形成
还原型辅酶Ⅱ(NADPH)
。$\ce{NADPH}$作为活泼的
还原剂
,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分
能量
供暗反应阶段利用。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
ATP
。这样,
光能
就转化为储存在ATP中的
化学能
,这些ATP将参与暗反应阶段合成有机物的化学反应。
(2)暗反应阶段:光合作用第二个阶段中的化学反应,不直接依赖光,这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在
叶绿体的基质
中进行的。在这一阶段$\ce{CO_{2}}$被利用,经过一系列的反应后生成
糖类
。绿叶通过
气孔
从外界吸收的$\ce{CO_{2}}$,在特定
的作用下,与$\ce{C_{5}}$(一种五碳化合物)结合,这个过程称作
CO₂的固定
。一分子的$\ce{CO_{2}}$被固定后,很快形成
两个C₃分子
。在有关酶的催化作用下,$\ce{C_{3}}$接受
ATP和NADPH
释放的能量,并且被
NADPH
还原。随后,一些接受能量并被还原的$\ce{C_{3}}$,在酶的作用下经过一系列的反应转化为
糖类
;另一些接受能量并被还原的$\ce{C_{3}}$,经过一系列变化,又形成
C₅
。这些$\ce{C_{5}}$又可以参与$\ce{CO_{2}}$的固定。这样,暗反应阶段就形成从
C₅
C₃
再到
C₅
的循环,可以源源不断地进行下去,因此暗反应过程也称作卡尔文循环。

答案

1.叶绿体 光能 二氧化碳和水 有机物 氧气 2.(1)氧气 水的光解 (2)同位素示踪 O₂ ¹⁸O₂ (3)卡尔文 CO₂ (4)ATP 水的光解 水 3.(1)有光 类囊体的薄膜 色素 氧和H⁺ 氧化型辅酶Ⅱ 还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 还原剂 能量 ATP 光能 化学能 (2)叶绿体的基质 糖类 气孔 酶 CO₂的固定 两个C₃分子 ATP和NADPH NADPH 糖类 C₅ C₅ C₃ C₅