光合色素与光能量的捕获
1.3.6 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
①缺Mg导致叶绿素合成减少，吸收光能减少，光合作用降低。 ②研究证实，叶片氮含量与叶绿素含量之间呈正相关。因此，当 叶绿素含量低下时，要对植株进行适量施氮肥，这样可以提高叶 绿素的含量，从而促进植物的生长、发育。
干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）的合成，脱落酸促
（4）水 进叶绿素的降解, 降低叶片的光合速率。
III.材料用具
• 依据操作步骤分析需要用到的材料用具
流动相 （层析液）
跟我亲就跟 着我跑
提示： 纸层析时层析液必须与水互不相 容，因此酒精不适合用作层析液。
——橙黄色(胡萝卜素) ——黄色[叶黄素(类)]
提示： 1、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a和叶绿素b在纸层析上的排序 反映了不同色素非极性的强弱。 2、胡萝卜素微溶于乙醇，故理 论上滤纸条上色素的含量不能 反映绿叶中色素的含量。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细线（可将滤液倒入 培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。
固定相 （水）
跟我亲就给 我留下
II.操作步骤
– 提取绿叶中的色素（操作及注意事项）
• 绿叶→研磨(CaCO3+SiO2＋C2H5OH)→过滤
– 分离滤液中的色素（操作及注意事项）
• 制备滤纸条→画滤液细线→纸层析
上海世博会叶子概念车
光合作用汽车的动力原理？
车顶的大叶子是一部奇妙的光电转 化器，能把太阳能转化为电能。此 外，“叶子”还能够实现风电转换 ，进行二氧化碳吸附和转换。
1.捕获光能的色素在哪里？有哪些？ 2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用？ 3.光能被色素吸收后，起了什么作用？ 4.人类是怎样认识到光合作用原理的？ 5.什么是光反应？什么是暗反应？ 6.结构稳定的水分子，为什么能够分解产生 氧气？ 7.H2O分解产生的H+去了哪里？ 8.光合作用受哪些因素的影响？ 9.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 10.什么是化能合成作用？
能量之源-光与光合作用-捕获光能的色素和结构
第 3 页 共 4 页 第 4页 共4页【学以致用】1.右图是叶绿体的结构简图，有关叙述错误的是（ ） A ．①和②是选择透过性膜B ．与光合作用有关的色素分布在③上C ．③基粒是由一个个圆饼拳的囊状结构堆叠而成D ．与光合作用有关的酶只分布在③上 2.关于叶绿素的叙述，错误的是 A ．叶绿素a 和叶绿素b 都含有镁元素 B ．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C ．叶绿素a 和叶绿素b 在红光区的吸收峰值不同D ．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光3. 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是 （ ） A. 使用定性滤纸过滤研磨液B. 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C. 在划出一条滤液细线后紧接着重复划线 2 ~ 3 次D. 研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素4.某同学提取得到叶绿体色素溶液后，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一 滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散得到右图结果， 则1、2、3、4四条色带依次表示（ ） A ．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b B ．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a 、叶绿素b C ．叶绿素a 、叶绿素b 、胡萝卜素、叶黄素 D ．叶绿素b 、叶绿素a 、胡萝卜素、叶黄素5．在一定时间内，同一株绿色植物在哪种光的照射下，放出的氧气最多（ ）A ．红光和绿光B ．红光和蓝紫光C ．蓝紫光和绿光D ．蓝紫光和橙光6.下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是（ ） 色 素 含 量甲乙丙丁 扩散距离A ．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B ．水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是（甲+乙）<（丙+丁）C ．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D ．四种色素中，丙和丁主要吸收红光7.某同学用韭黄研磨后的提取液进行色素分离，在滤纸条上将出现几条明显的色素带（ ） A.0条 B.1条 C.2条 D.4条8.某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h 后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。
光合色素与光能量的捕获
3、英国科学家普利斯特莱 将点燃的蜡烛与绿色植物
一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今
天，我们对这一现象的合理解释是
（）A
A. 植物可以更新空气
B. 绿色植物在烛光下能释放氧气
C. 蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物
D. 绿色植物在烛光下制造有机物
4.选一盆天竺葵预先放在黑暗 中48h,再将整个叶片左侧用黑 纸夹住,在阳光下照4h, 剪下此 叶片,用打孔器分别在该叶片的 不同部位取下A、B2个圆片(如 右图),放在酒精中加热脱色,再 用清水漂洗,取出后加碘液，请 据此回答:
3．对比试验：先用极细光束照射水绵，
而后又让水绵完全曝露在光下。
• 先选极细光束，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位， 相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水 绵细胞中释放氧的部位。而后用完全曝光的水绵与之做 对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并 且氧是由叶绿体释放出来的。
鲁宾和卡门的实验
• 材料：
离
新鲜的绿叶
试管、棉塞、试管架、研钵、
玻璃漏斗、尼龙布、毛细吸管、剪 刀、药勺、量筒、天平
丙酮、碳酸钙、二氧化硅、层析 液
方法步骤：
（1）提取绿叶的色素 原理：色素能溶
解在有机溶剂丙酮 中，所以可用丙酮 提取色素。
称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。
（1）提取绿叶的色素
少许二氧化硅和碳酸钙 再放入5mL丙酮
（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙
可防止研磨中色素被破坏。）
（1）提取绿叶的色素
将研磨液迅速倒入玻 璃漏斗中进行过滤。
收集滤液,封口。
（2）制备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
（3）画滤液细线 ★要求：细、直、齐 重复2—3次
简述光合作用光反应的机理
简述光合作用光反应的机理光合作用的光反应是在植物叶绿体中，通过光反应中心的光化学反应、电子传递及光合磷酸化，将光能转化为储藏在ATP和NADPH中活跃的化学能，并释放氧气的过程。
我想将光反应机理分成光能的捕获与传递、光化学反应与电子传递、光合磷酸化三部分简述。
一、光能的捕获植物叶绿体的类囊体膜上分布有大量光合色素，高等植物的类胡萝卜素，叶绿素b，大部分的叶绿素a只有捕获光能的作用，没有进行光反应的能力，称为天线色素。
它们与蛋白质结合形成复合体，由于这些分子的电子排布不同，使它们可以吸收不同波长的光能。
吸收的光能波长越短，获得的能量越大。
天线色素吸收了光能，可以通过共振转移的方式，传递给与它相近的色素分子，但是由于传递过程中有能量损失，所以它们的传递时有方向性的，即只能传递给吸收光谱比它长的色素分子。
这样所以类囊体膜上光能的传递顺序为胡萝卜素—叶黄素—叶绿素b—叶绿素a，并最终传递给光反应中心的P680和P700。
二、光化学反应与电子传递光能传递到光合反应中心后，就会激活光反应中心的叶绿素a发生光化学反应。
放氧光合生物具有两个光合中心，PS I和PS II。
它们都是色素蛋白复合物。
光能经过天线色素传递给PS II复合体的P680，P680失去电子形成生物体内最强的氧化剂，失去电子的P680+从复合体D1蛋白上的酪氨酸残基上夺取电子，而后者又从放氧复合物OEC上夺取电子。
失去电子的OEC夺取水的电子，产生氧气和质子。
P680失去的电子被去镁叶绿素Pheo获得，Pheo通过QA将电子传递给QB,QB获得两个电子，又从周围介质获得两个质子后形成PQH2，与膜脂中的PQ 进行交换，脱离PS II。
PQH2可以在类囊体膜中自由移动，将电子传递给Cytb6f复合体，并将质子释放到类囊体膜内。
由于Cytb6f复合体内Q循环的作用，使一分子PQH2在转移2个电子的同时，可以从膜外向膜内转移4个质子。
Cytb6f复合体将获得的电子传递给质蓝素PC。
光合作用(一捕获、二原理)
类胡萝卜素
是辅助吸收光能的色素，能够扩宽光谱吸收范围。
பைடு நூலகம்
光能的吸收和利用
吸收
光合色素能够吸收特定波长的光能，主要是蓝 光和红光。
利用
吸收的光能被转化为化学能，用于合成有机物。
光合作用的两个核心阶段
1
一捕获阶段
光能被光合色素捕获，产生光化学能。
2
二原理阶段
光化学能被利用，合成有机物。
光合作用与环境的关系
1 温度
合适的温度有利于光合作 用的进行。
2 光照
适量的光照提供足够的能 量，过度光照会造成光合 色素的损害。
3 二氧化碳浓度
足够的二氧化碳有利于合 成有机物。
光合作用(一捕获、二原 理)
光合作用是植物通过太阳能转化为化学能的过程。它包括光合色素的吸收光 能和利用光能的两个核心阶段。
光合作用定义及作用
光合作用是植物中进行的重要生物化学过程。通过光合作用，植物能够将太 阳能转化为化学能，用于生长和维持生命活动。
光合色素
叶绿素
是一种重要的光合色素，能够吸收大部分的光能。
2025高考生物总复习捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
第13讲捕获光能的色素和结构及光合作用的原理课标内容(1)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。
(2)活动：绿叶中色素的提取和分离。
考点一捕获光能的色素和结构1.绿叶中色素的提取和分离可看作两个实验哦！(1)实验原理(2)实验装置及操作(3)实验结果及分析2.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：①植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少，绿光被反射出来。
②植物幼嫩的茎和果实的细胞以及气孔保卫细胞中也含有吸收光能的色素，而根、叶片表皮等处的细胞中观察不到叶绿体，也不含吸收光能的色素。
③植物细胞的液泡中的色素(花青素，为水溶性色素)不参与光合作用。
3.叶绿体的结构适于进行光合作用(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能——进行光合作用的场所(3)叶绿体功能的实验验证(1)叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢。
(2023·全国乙卷，2D)(×)提示溶解度越高扩散得越快。
(2)纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液。
(2021·河北卷，3C)(√)(3)依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离。
(2021·北京卷，13C)(×)提示依据在层析液中的溶解度不同。
(4)提取光合色素的实验中，研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素。
(2019·江苏卷，17A)(×)提示加入CaCO3防止叶绿素被破坏。
(5)用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰。
(2023·全国乙卷，2C)(√)1.分离叶绿体中的色素，也可用如图所示的方法，即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，请写出①～④依次对应的色素及颜色。
①________________，②________________，③________________，④________________。
光合作用的机理
光合作用的机理
光合作用是植物及某些微生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的生物化学过程。
下面是光合作用的基本机理：
1.光能吸收：光合作用发生在植物细胞的叶绿体中。
叶绿体内含有一种绿色的色素分子叫叶绿素，它能够吸收光能。
光能主要被吸收在叶绿素分子中的一个特殊结构叫反应中心。
2.光合色素捕获光能：当叶绿素分子吸收到光能后，光能将能量传递给反应中心的电子。
这个过程被称为光合色素的激发，激发后的电子具有高能量。
3.光化学反应：激发的电子随后经过一系列复杂的光化学反应，其中一个关键步骤是光合作用的两个主要阶段：光能转化和化学能转化。
4.光能转化：在光能转化阶段，激发的电子通过一系列电子传递过程在叶绿体内移动，形成光合电子传递链。
这个链上的蛋白质复合物将电子从一个分子传递到另一个分子，释放出能量。
这个过程中，能量逐渐被升级，保存为能高且稳定的分子中，如ATP（三磷酸腺苷）。
5.化学能转化：在化学能转化阶段，由光能转化产生的高能电子和ATP提供能量，将二氧化碳（CO2）和水（H2O）通过一系列酶催化的反应转化为葡萄糖和其他有机物。
这个阶段被称为碳固定，其主要反应是卡尔文循环。
光合作用的机理是通过吸收和利用光能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。
这个过程依靠叶绿体中的叶绿素和其他辅助色素分子，通过光能转化和化学能转化两个阶段的反应来实现。
光合作用是地球上生命能量流动的关键过程，为维持生态平衡和氧气的供应发挥着重要作用。
2023届高三生物一轮复习课件 3-4 捕获光能的色素和结构及光合作用过程
用。
(× )
6．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻。
(√ ) 7．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。
(√ )
8．使用定性滤纸过滤研磨液。
(× )
9．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线 2～3 次。 ( × )
【教材细节命题】 1．(必修 1 P97“问题探讨”)生产上，用无__色__(填颜色)的玻璃、 塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高。阴天时，在功率相同的情况下， 应该选择_红__色__和__蓝__紫_色__(填颜色)的照明灯为蔬菜补充光源。
2．(必修 1 P98“探究·实践”)提取叶绿体中的色素，也可用 下图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量 层析液进行层析，结果会出现不同颜色的 4 个同心圆，则①～④依 次对应哪种色素及颜色？①__—__胡__萝__卜__素__(_橙__黄__色__)，__②__—__叶__黄__素__(_黄___ _色__)_，__③__—__叶__绿__素__a_(蓝__绿__色__)_，__④__—__叶__绿__素__b_(_黄_绿__色__)__________。
溶解到层析液中
异常现象 滤纸条只呈
原因分析
现胡萝卜素、 ①忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏；
叶黄素的色 ②所用叶片为黄叶
素带
3．恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)巧选实验材料：选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋 式带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气的部位。 (2)巧妙排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的 干扰。
(3)光反应与暗反应的比较。
项目
光反应
暗反应(碳反应)
场所
_类__囊__体__的__薄__膜__上_
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一、光合作用发现的过程
1、普利斯特莱
结论：植物可以更新空气
2、萨克斯
植物叶片
黑暗 处理
一半遮光 脱色 碘蒸气 一半曝光
黑暗处理：消耗原有的有机物。
脱色处理：在酒精中隔水加热， 去除绿色。
结论： ①光合作用能产生是淀粉。 ②光合作用需要有光参与。
思考：如何证实光合作用需要CO2？
不变 蓝色
有机物中有放射性
结论： 有机物中的碳来自CO2
二、叶绿体中的色素
1、存在位置：类囊体膜
2、色素的种类 叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素 (3/4) 叶绿素b (黄色)主要吸收蓝紫 光和红光
类胡萝卜素 (1/4)
胡萝卜素 (橙黄色)
主要吸收蓝紫光 叶黄素 (黄色)
3、色素的功能： 吸收、传递、转换光能 思考：温室中应该选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜？
3、恩格尔曼
环境： 黑暗 无氧
材料： 水绵 好氧菌
操作： 极细的光束
结果：好氧菌集中在叶绿体被光束照射的部位。
结论：光合作用的场所是叶绿体。
4、鲁宾、卡门 向植物提供：
H218O、CO2
释放18O2
H2O 、C18O2
释放O2
结论：O2中的氧来自H2O
5、卡尔文 放射性同位素标记法
向植物提供 14CO2