捕获光能的色素(1)
专题6 光合作用(讲解部分)
2.实验方法及原理
项目 提取
分离
方法 用④ 无水乙醇 或丙酮提取 纸层析法
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原理 叶绿体中的色素不溶于水,溶于 有机溶剂 叶绿体色素在⑤ 层析液 中 的溶解度不同,色素随层析液在 滤纸条上的扩散速度不同
3.实验流程
步骤
提
研
取
磨
色
素
过 滤
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操作要点
说明
(1)无水乙醇:作为 ⑥ 提取 液,可溶解绿 叶中的色素 (2)二氧化硅:有助于研 磨得更充分 (3)碳酸钙:⑦ 防止研 磨中叶绿素被破坏
通过影响④ 酶 的 活性进而影响光合作 用(主要制约暗反应)
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a.大田中适时播种; b.温室中,增加昼夜温 差,保证植物有机物的 积累
2.多因子变量对光合速率的影响
图像
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含义 应用
P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随该因子的不断加强,光合速 率不断提高;Q点时,横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素,影响因素为坐 标图中所标示出的其他因子
二、叶绿体 1.结构:
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2.功能:进行光合作用的场所。 3.与功能相适应的结构特点:吸收光能的色素分布于② 类囊体薄膜 上; 与光合作用有关的酶分布在③ 类囊体薄膜和叶绿体基质 中。
考点二 光合作用的原理与应用
一、光合作用的过程 1.过程图解
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2.过程分析 (1)光反应为暗反应提供了① [H]和ATP ,其转移方向是从② 类囊体 膜 到③ 叶绿体基质 。 (2)能量变化:光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 (3)若环境中的CO2含量减少,则叶绿体中C3的含量将④ 降低 ,C5的含量 将⑤ 升高 ,[H]和ATP的含量将⑥ 升高 。
21-22版：5.4.1 捕获光能的色素和结构（创新设计）
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构捕获光能的色素——————————————自主梳理——————————————1.色素的提取实验2.色素的分离实验3.色素的吸收光谱(1)分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越慢。
()(2)研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇。
()(3)色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。
()(4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光和红光。
()提示(1)×分离色素时，在层析液中溶解度越高的，则在滤纸条上扩散的速度越快。
(2)√(3)×色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
(4)×叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
[典例] (2021·西安五校联考)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。
下列相关分析错误的是()A.①可能是未加CaCO3而得到的实验结果B.②可能是用水取代了无水乙醇而得到的实验结果C.③可能是未加SiO2而得到的实验结果D.叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同答案D解析提取叶绿体中的色素时，需要加入无水乙醇、SiO2、CaCO3，其中无水乙醇的作用是溶解色素，SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3的作用是防止色素被破坏。
分离色素时，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快.距点样处越远。
①组实验结果不理想的原因可能是未加CaCO3而使色素(主要是叶绿素)被破坏，A正确；②没有色素带，可能是用水取代了无水乙醇，叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，而不能溶于水，所以用水取代无水乙醇不能分离出色素带，B正确；③中色素带较窄，分离出的色素量少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分，C正确；叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素在滤纸条上的扩散速度不同，说明四种色素的溶解度不同，D错误。
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________________。
光合作用知识点归纳总结1
光合作用相关考点总结知识点一, 捕获光能的色素1, 提取和分别叶绿体中的色素（1）原理: 叶绿体中的色素能溶解于。
叶绿体中的色素在中的溶解度不同, 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。
（2）方法步骤:①提取绿叶中色素: 称取菠菜叶2g→剪碎置于研钵→放入少许_______和_______→加入5mL______→快速研磨→过滤→收集滤液（试管口用______塞严）②制备滤纸条:③画滤液细线:④分别色素：滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中, 滤液细线不能触及到, 用培育皿盖住小烧杯。
（3）结果分析:●无水乙醇的用途是___________________________,●层析液的的用途是__________________；●二氧化硅的作用是______________；●碳酸钙的作用是_____________________________；●滤纸条上的细线要求画得细而直, 目的是保证层析后分别的色素带；便于视察分析；●分别色素时, 层析液不能没及滤液细线的缘由是____________________________；●层析装置要加盖的缘由是_；●是否可以用滤纸代替尼龙布过滤____________________________________________；叶绿素主要汲取和利用胡萝卜素和叶黄素主要汲取。
1. 结构及功能的关系(1)基粒和类囊体增大了受光面积。
(2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素, 利于光反应的顺当进行。
(3)基质中含有及暗反应有关的酶。
2. 色素的分布及作用(1)分布: 叶绿体中的色素都分布于类囊体的薄膜上。
(2)作用: 色素可汲取, 传递光能3. 影响叶绿素合成的因素(1)光照: 光是影响叶绿素合成的主要条件, 在黑暗中不能合成叶绿素, 因而叶片发黄。
(2)温度：温度可影响及叶绿素合成有关的酶的活性, 进而影响叶绿素的合成。
低温时, 叶绿素分子易被破坏, 而使叶子变黄。
捕获光能的色素和结构教学设计
必修 1 第 5 章第 4 节光合作用与能量转化第 1 课时捕获光能的色素和结构说课稿一、教学分析（一）教材分析本节课选自人教版必修 1 第5 章“细胞的能量供应和利用”第 4 节“光合作用与能量转化” 第 1 课时的内容。
教材首先是通过绿叶中色素的提取和分离实验，明确了色素的种类、含量以及吸收的光谱，然后是光合色素存在于植物细胞的叶绿体中，由结构和功能相适应的观点，自然过渡到对叶绿体的功能探究，最后总结出叶绿体适于进行光合作用的结构基础。
本节课前承“细胞器之间的分工合作”从宏观上了解到了叶绿体的形态以及细胞的能量货币“ATP”相关内容，后启“光合作用的原理和应用”。
通过本节课的学习，学生可以更好的理解光合作用的光反应阶段，对细胞的结构与功能相适应这一重要生物学观点有更深刻的体会。
（二）学情分析（1）知识准备：学生之前已经学过光合作用的有关知识，知道光合作用的场所、原料、产物和条件等。
学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构的知识基础和了解光合作用过程的兴趣。
（2）能力基础：高一学生已经具备一定的自主学习与合作探究能力，能进行研磨、过滤等实验操作。
（3）不足之处：学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础，结构基础，也不能从物质变化和能量转化的角度认识光合作用；同时“叶绿体色素的提取与分离”实验的过程又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。
（四）教学目标1．知识目标（1）掌握提取叶绿体中色素的方法。
（2）说出绿叶中色素的种类和作用。
2．科学探究（1）描述实验现象，初步掌握探究的基本思路和方法。
（2）对实验现象进行讨论分析，提高思考问题和解决问题的能力。
3．生命观念通过对叶绿体结构的学习，认同结构与功能相适应的观点。
（五）教学重点和难点教学重点：能实施实验，客观地观察和描述实验现象，并得出叶绿体中的色素能够捕获光能以及吸收光谱的差别。
叶绿体色素的提取与分离实验
3、用纸层析法将色素进行分离，在滤纸条上出现最宽旳一 条色素带旳颜色是（ ） A、橙黄色 B、黄色 C、蓝绿色 D、黄绿色
类胡萝卜素 50
叶绿素b 叶绿素a
0
波长
二、捕获光能旳色素和构造
（一）捕获光能旳色素
色素
叶绿素a （蓝绿色）
叶绿素 叶绿素b
（黄绿色） 含量约占3/4
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色） 胡萝卜素 （橙黄色）
含量约占1/4
吸收可见 旳太阳光
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
课堂检测
1、在叶绿体色素旳提取和分离试验中在滤纸条上扩散速度 最快旳色素是（ ） A、叶绿素a B、叶绿素b C、胡萝卜素 D、叶黄素
分别在A、B、C三个研钵中加入2克菠菜，经研磨、提取得到三种颜色旳溶液： 深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。注：“+”表达加，“—”表达不加。
处理
二氧化硅（少许） 碳酸钙（少许）
95%乙醇（10ml） 蒸馏水（10ml）
ABC +++ —+ + + —+ —+ —
（1）A处理得到旳溶液颜色是 黄绿色 ，原因是__叶__绿__素_被__破__坏__________
（6）色素分离旳成果：相邻色素带间距最宽旳是 他们旳颜色是 橙黄色 和 黄色 ，主要吸收 蓝紫
胡萝卜素 和 叶黄素 ， 光。
（ D）
A、安装红色透光薄膜 B、安装蓝紫色透光薄膜
5.4.1捕获光能的色素和结构教案高一上学期生物人教版必修1
3.实验操作（10分钟）
学生分组进行叶绿体中色素提取和分离实验，教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。
课堂提问：实验结束后，教师提问学生关于实验现象和结果的问题，引导学生运用所学知识分析实验结果。
4.巩固练习（5分钟）
教师布置一道关于色素知识的练习题，学生独立完成，并在小组内进行讨论。
师生互动环节：教师选取部分学生的练习题进行讲解和分析，引导学生总结色素的知识点。
2.当堂检测：
为了巩固所学内容，请完成以下练习题：
（1）列举出叶绿体中存在的色素种类，并描述它们的功能和分布情况。
（2）简述色素提取和分离的实验原理和操作步骤。
（3）根据实验结果，分析不同色素的扩散速度与什么因素有关。
（4）运用所学知识，解释为什么植物在不同的生长阶段会出现不同的颜色。
板书设计：列出色素种类（如叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等），旁边标注各自的功能和分布情况。
2.实验原理和操作步骤：为什么要进行色素提取和分离实验？实验的原理是什么？如何进行操作？
板书设计：用简洁的文字描述实验原理，并列出实验操作步骤，如研磨、过滤、层析等。
3.实验结果分析：如何观察和分析实验结果？不同色素的扩散速度与什么有关？
5.课堂小结（5分钟）
第五章第四节
（08广东）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实 验中各种现象的解释，正确的是
A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
D.胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的 溶解度最高
C
关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确 的是 A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B.叶绿体中色素能够分离的原因是在不同色素在层析液 中的溶解度不同 C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进 行研磨，不用作任何处理 D.滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠
ห้องสมุดไป่ตู้
B
（2011年江苏卷）某研究组获得了水稻的叶黄素缺 失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定 和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片 相比，实验结果是 B A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条 变式：若改为蓝紫光照射光呢？
A
3、1779年，荷兰，英格豪斯： 植物在光和绿叶条件下才能更新空气 4、1785年，绿叶在光下放出氧气，吸收二氧化碳 5、1845年，德国，梅耶，光合作用把光能转化成化 学能储存。 6、1864年，德国，萨克斯
（置于暗处几小时）
证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
6、1864年，德国，萨克斯 （1）暗处理的目的是？ 消耗叶片中的营养物质 （2）仅对实验用的叶片暗处理还是整个植株暗处理？ 整个植株暗处理，防止有机物运输影响显色反应。 （3）该实验的实验组和对照组分别是？ 实验组：曝光 对照组：遮光 （4）实验用叶片光合作用时留在植株上还是取下来 光合作用？ 留在植株上，保证其他生活条件正常。 （5）为了更好的观察颜色变化，碘蒸气处理前最好 经过什么处理？ 酒精脱色，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中
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他发现水中的好氧性细菌在橙、黄、绿、青光的投射
区域明显稀少。这个实验说明
___叶__绿__体__进__行__光__合__作__用__主__要_。吸收红光和蓝紫光
19
C
A．甲、乙与丙长势相近
B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差
C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差
D．甲、乙长势都比丙好
12
捕捉光能的色素存在于细胞中的什 么部位？
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶绿体亚显微 结构模式图
叶肉细胞 亚显微结构模式图
13
1.下列标号各代表： ① 外膜 ②__内__膜____③_____基__粒__
胡萝卜素和叶黄素
叶绿素ａ和叶绿素ｂ
5、色素带间隔最大的是？胡萝卜素和叶ｂ 最小的是？
6、将叶绿体中的色素滴在滤纸上， 叶绿素ａ和叶绿素ｂ
由中心向四周圆环依次是？
7
1、捕获光能的色素
叶 绿 体
类胡萝卜素
（含量约占总量
胡萝卜素 叶黄素
（橙黄色） （黄色）
中
的1/4）
的 色
叶绿素
Байду номын сангаас
素
（含量约占
叶绿素a 叶绿素 b
方法步骤：
1.提取绿叶中的色素
2.制备滤纸条
3.画滤液细线
4.分离绿叶中的色素
5.观察和记录
3
(三)方法与步骤
4
5
6
思考：
1、色素由上向下依次是？由下向上依次是？
2、溶解度最大的是？溶解度最小的是？
胡萝卜素
叶绿素ｂ
3、按照含量由多到少排序是？ 叶ａ＞叶ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素
4、色素带中相邻间隔最大的是？相邻间隔最小的是？
④ 类囊体膜 ⑤___基__质___ 2.在④上分布有光合作用所需的 色素 和 酶，在 ⑤中也分布有光合作用所需的 酶。
①
6
②
⑤
④
③14
14
2、捕获光能的结构—叶绿体
（1）分布 主要分布在绿色植物的叶肉细胞 （2）形态 一般呈扁平的椭球形或球形
（3）结构
外膜 透明，有利于光线的透过 内膜
基粒 由两个以上的类囊体组成， 含色素和酶
A．甲、乙 C．丙、丁
B．乙、丙 D．甲、丁
D
18
下图是一位生物学家的实验。他将水绵放到暗处，然 后用白光束对水绵细胞的不同部位做点状投射，发现 水中的好氧性细菌明显聚集在投射到叶绿体上的光点 处。
（l）这说明_叶__绿__体__是__光__合__作__用__的__场_。所
（2）这位科学家又将白光通过棱镜投射到水绵上，
基质 含多种光合作用 所必需的酶
（4）功能 光合作用的场所
15
恩吉尔曼实验
16
该实验的巧妙之处：
1．实验材料选用水绵和好氧性细菌。 因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察， 用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。 2．选用黑暗并且没有空气的环境。
排除了氧气和光的干扰。
3．先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全 曝露在光下。
（蓝绿色） （黄绿色）
总量的3/4）
8
练一练
在叶绿体色素的提取和分离实验中,收集到的滤
液绿色过浅,其原因可能是
①未加石英砂,研磨不充分
②一次加入大量的无水酒精提取
③分次加入少量无水酒精提取
D
④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③ C.①③④
B.②③④ D.①②④
9
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
四种色素对光的吸收
叶绿素主要吸收_蓝__紫__光__、__红__光
类胡萝卜素主要吸收_蓝__紫__光___
11
想一想：塑料薄膜的颜色对温室大棚的光合效率的影响？ 将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如图所示，若 干天后，与丙盆相比，甲、乙盆麦苗的长势是
• 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。
17
将甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，
甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光 片A；丁添加绿色滤光片B(如下图)；经过一段时间， 各盆中长势最旺的和长势最差的分别是下列哪一组
第4节
1
思考：白化苗能光合作用 吗？为什么？ 捕获光能与细胞中的色素 有关。 思考：细胞中哪里有色素？ 都是什么色素呢？ 液泡：花青素
叶绿体：多种色素
只有叶绿体中的色素可以 捕获光能。
2
实验——绿叶中色素的提取和分离
实验原理：提取原理：绿叶中的色素能够溶解于 有机溶无剂水乙醇 中；分离原理：绿叶中的色素易溶 于脂溶性 层析液液中，色素在层析液中的溶解度不 同，扩散速度也不同，通常把这种方法叫做“纸 层析法”。