光合作用 色素的提取与分离
色素的提取和分离人教版(2019)必修1
五、种色素对光的吸收实验
1.实验方法： 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜
2.实验原理：
阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过 三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的 光带，称为_光__谱___；
分别用不同颜色的光照射色素溶液，就可以得 到色素溶液的吸收光谱；
3.实验过程： 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜，
4、减去两角是为了防止两侧扩散速度过快，使层析不同步。 画铅笔线是为画滤液细线作基准，不能用钢笔画，避免墨 水中色素对实验的干扰。
4.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，防止层析 时色素带的重叠。重复2-3次，是为了增加滤液 细线上色素的浓度，使层析出的色素带清晰。重 复画线时必须等上次画线干燥后再进行，避免滤 液细线不够细、齐、直。
二、材料用具
（1）新鲜的绿叶 新鲜绿叶中叶绿素含量较高
（2）提取试剂——__无__水__乙__醇；（溶解色素提取色素） 可用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替
（3）分离试剂——___层__析__液_；
由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成
（4）二氧化硅 有助于研磨得充分
（5）碳酸钙 防止研磨中色素（主要是叶绿素）被破坏
5.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触 到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致 色素带不清晰，影响实验效果。
6.因无水乙醇和层析液都是易挥发且有一定毒性的有 机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住， 层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。
滤纸条上的色素带分布情况说明了什么？
秋天叶绿素分解远快于类胡萝卜素，叶片主 要呈现类胡萝卜的素的颜色，所以表现为黄色或者 橙色。红色则是由于液泡内的色素主要是花青素， 在酸性条件下呈红色；
光合色素的提取和分离
• 3.在光和色素的提取和分离实验中，如果没有95% 乙醇和菠菜叶片，要保证分离后的色素带清晰，可 以用来替代的实验试剂和材料分别是（ ） • A.NaCL溶液和新鲜青菜叶 B.酒精和大白菜叶 • C.蒸馏水和大白菜叶 D.丙酮和新鲜青菜叶
• 4.在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素 分离，可看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最内 层的色素圈呈（ ） • A.黄色 B.黄绿色 C.蓝绿色 D.橙黄色
实验步骤：
思考：
1.在实验中加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？
加入二氧化硅使研磨更加充分。加入碳酸钙防止色素被破坏保 护色素。
2.试验中加入95%的乙醇溶液提取色素，可否换 成蒸馏水或者丙酮？ 可以换成丙酮，以为色素可以溶解在有机溶剂中， 但是不能换成蒸馏水因为色素不能溶解在蒸馏水中
思考：
• 1.色素带的宽窄代表什么？ 色素带越宽，代表色素含量越多，反之越少。
练习
• 1.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发 生在叶绿体的（ ） • A.各部位上 B.内膜上 • C.基质中 D.类囊体膜上
• 2.在光和色素的提取与分离实验中，滤纸条上出现的4条 色素带，分别表示4中色素，其中扩散速率最快的色素是 （ ）
光合色素的提取和分离
可见光：我们把眼睛能看到的光称为可见光；（ 波长为：400~701.学会提取和分离叶绿体中色素的方法 • 2.分离叶绿体中的4种色素
实验原理：①光合色素色素可以溶解在有机溶剂中。（所 以可以用95%乙醇来提取色素） ② 色素在层析液中的溶解度不同。（所以可以 用层析液来分离色素）
5.在做“光和色素的提取和分离”实验时，研磨过程 中加入少许CaCO3,其作用是（ ） • A.防止叶绿体中叶绿素分子被破坏 • B.防止叶绿体被破坏 • C.使叶绿体中色素更易溶解在丙酮中 • D.使研磨进行得更充分
光合作用色素的提取与分离
光合作用色素的提取与分离光合作用是一种生物化学过程，通过此过程，植物能够将太阳能转化为化学能，从而合成有机物质并释放出氧气。
光合作用中的一个重要过程是色素的提取和分离。
本文将介绍光合作用和色素提取与分离的相关知识。
光合作用是植物和一些蓝细菌中独特的能量转化过程，其主要发生在叶绿体中。
叶绿体是植物细胞中的细胞器，其中含有叶绿素，是光合作用的关键色素。
除叶绿素外，还存在一些辅助色素，如类胡萝卜素和类黄酮等，它们能够吸收不同波长的光。
这些色素通过吸收光的能量，将其转化为化学能，用于光合作用中的反应。
为了提取和分离植物中的色素，可以采用醇提法。
首先，将新鲜的植物叶片粉碎，并加入适量的酒精，使植物细胞中的色素溶解在酒精中。
然后，利用过滤纸等过滤掉固体颗粒，得到色素溶液。
为了更好地分离色素，还可以使用色谱法。
色谱是一种物质分离和纯化的技术，广泛应用于化学、生物和药学研究中。
最常用的色谱技术是色谱柱法，其中包括薄层色谱和柱层析。
在色谱柱中，可以使用不同的移动相和静相来分离样品中的化合物。
在色素的提取和分离过程中，最常用的色谱方法是高效液相色谱法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）。
HPLC是一种通过液体相进行分离的色谱法，其中移动相是液体，静相是固体。
HPLC的优点是分离速度快、分离效果好、分离力强，因此被广泛用于色素的分离和纯化。
在HPLC中，可以根据色素的特性选择合适的柱和移动相来实现色素的分离。
在柱中，色素将根据其极性和亲水性被不同程度地吸附，并在移动相的推动下通过柱。
通过调整移动相的组成和流速等参数，可以有效地分离和纯化不同的色素。
通过色素的提取和分离，我们可以了解植物中不同色素的含量和组成，从而更深入地了解光合作用的过程和机制。
此外，色素的提取和分离也可以应用于其他领域，如食品和医药等，用于分析和检测。
总之，光合作用是一种重要的生物化学过程，通过色素的提取和分离，我们可以更好地了解光合作用的机制。
光合作用(光合色素的提取与分离实验讲解)教案
微格教学教案设计表
学科：高中生物执教者：xxx 年级：高二日期：xx.xx.xx 教学课题必修一 3.4光合作用(光合色素的提取与分离实验讲解）
教学目标1、讲解光合色素分离与提取的原理
2、分析实验的步骤
技能目标1、通过实验学会提取和分离光和色素的方法，加深光和色素在光合作用中的所起的地位和作用
教师行为学生行为
导入（30s）：在前面的课程当中我们
已经知道了，绿色植物利用光合色素，
在叶绿体中进行光合作用，那么这些
光合色素到底有哪些种类呢？今天我
们通过一个实验，把这些色素提取并
且分离出来，对它们进行区分了解。
板书标题：一、光合色素的提取与分离
（一）、提取(6min)
选材
有机溶剂
研磨SiO2 （石英砂）
CaCO3
过滤
叶绿体中的色素是脂溶性色素，不溶于水，
我们用有机溶剂来溶解色素。
为了研磨充分，我们用粗糙的石英砂颗粒，
帮助研磨。
由于在淹没过程中，会使中央液泡破裂，其
中的有机酸会释放，分解色素，加入碳酸钙，
中和有机酸，保护色素不被分解。
我们只需要溶有色素的乙醇溶液，为了出去。
生物实验报告《叶绿体中色素的提取和分离》_实验报告_
生物实验报告《叶绿体中色素的提取和分离》
一、实验目的
1. 学会提取和分离叶绿体中色素的方法。
2. 比较、观察叶绿体中四种色素：理解它们的特点及与光合作用的关系
二、实验原理
光合色素主要存在于高等植物叶绿体的基粒片层上，而叶绿体中的色素能溶于有机溶剂
中。
故要提取色素，要破坏细胞结构，破坏叶绿体膜，使基粒片层结构直接与有机溶剂接
触，使色素溶解在有机溶剂中。
叶绿体中的色素有四种，不同色素在层析液(脂溶性强的有机溶剂)中的溶解度不同，
因而随层析液的扩散速度也不同。
三、材料用具
取新鲜的绿色叶片、定性滤纸、烧杯、研钵、漏斗、纱布、剪刀、小试管、培养皿、毛细吸管、量筒、有机溶剂、层析液(20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合)、二氧化硅、碳酸钙。
四、实验过程（见书P54）
1.提取色素：
2.制备滤纸条：
3.色素分离，纸层析法。
（不要让滤液细线触及层析液）
4.观察：
层析后，取出滤纸，在通风处吹干。
观察滤纸条上出现色素带的数目、颜色、位置和宽窄。
结果是：4条色素带从上而下依次是：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
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五、讨论
1.滤纸条上的滤液细线为什么不能接触到层析液？
2.提取和分离叶绿体中色素的关键是什么？。
实验：光合色素的提取与分离
过滤：将研磨后的液体过滤，除去残渣
浓缩：将滤液用旋转蒸发仪进行浓缩，即可得到光合色素的提 取液
光合色素的分离原理
添加项标题
纸层析法：利用不同色素在层析液中溶解度不同，随着层析液在 滤纸上的扩散速度不同而分离色素
添加项标题
在农业生产中，实验结论可以指导育种工作，通过改良植物的光合色素组成以 提高作物的产量和品质。
实验结论还可以应用于环境保护领域，通过研究植物光合色素的特性，为植物 修复重金属污染和水体富营养化等环境问题提供理论依据和实践指导。
THANK YOU
汇报人：XX
原理：混合色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩 散速度不同，从而将不同色素分离
添加项标题
分离过程：将研磨液点在滤纸上，用毛细管吸取层析液，沿滤纸 边缘画出一条滤液细线，待滤液干后，再重复操作数次
添加项标题
结果：不同色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同，从而在 滤纸上分离出不同的色素带
实验试剂：无水乙醇、层 析液等
其他辅助材料：量筒、烧 杯等
实验材料的处理
新鲜菠菜叶的采集和保存 研磨前对叶片进行清洗和整理 研磨过程中加入适量石英砂和碳酸钙 过滤后得到的滤液进行离心分离
实验材料的保存
新鲜叶片清洁，确保无 残留物
滤纸：存放在 干燥通风处， 避免受潮
光合色素的作用
光合色素能够吸收光能，将能量转化为活跃的化学能 光合色素能够将水分解为氧气和活跃的氢，同时将二氧化碳还原为糖 光合色素能够将光能转化为化学能，并储存在有机物中 光合色素能够将光能转化为化学能，为植物的生长和发育提供能量
03
实验材料
绿叶中光合色素的提取和分离
绿叶中光合色素的提取和分离嘿，朋友们！今天咱来聊聊绿叶中光合色素的提取和分离这档子事儿。
你说这绿叶啊，就像一个小小的魔法世界。
里面藏着各种奇妙的光合色素，它们可是植物进行光合作用的大功臣呢！那怎么把这些宝贝给弄出来呢？这可得有点小技巧啦。
首先得准备好材料呀，就像大厨做菜得先有食材一样。
咱得有新鲜的绿叶，那可是宝贝的源头。
还有无水乙醇，这就像是能把宝贝们从绿叶里“拽”出来的神奇药水。
还有碳酸钙呀，它能保护那些脆弱的色素不被破坏。
然后呢，就开始动手操作啦！把绿叶剪成碎碎的，就像给它们来个“大变身”。
再把它们放到装有无水乙醇的小杯子里，让它们好好地泡个澡。
哎呀，你想想，那些色素就像被唤醒了一样，慢慢从绿叶里跑出来，溶到乙醇里啦。
接下来就是见证奇迹的时刻！把泡好的液体过滤一下，去掉那些杂质。
这就好比把汤里的渣滓给滤掉，留下精华。
现在，重点来啦！要进行分离啦！就像把一群小伙伴分开一样。
咱用的是层析液，这可是个厉害的角色。
把滤液在滤纸条上画一条细细的线，就像给它们排好队。
然后把滤纸条放进层析液里，哇哦，那些色素就开始往上“跑”啦！就像比赛一样，有的跑得快，有的跑得慢。
你看啊，叶绿素 a 就像个大力士，跑得比较快；叶绿素 b 呢，就稍微慢点；还有叶黄素和胡萝卜素，它们也都有自己的速度。
不一会儿，滤纸条上就出现了一条条漂亮的色带，就像彩虹一样！这可真是太神奇啦！这就好比我们在生活中，每个人都有自己的特点和优势，都能在不同的地方发光发热。
这些光合色素也是呀，它们在绿叶里发挥着自己的作用，让植物能茁壮成长。
你说，这大自然是不是很神奇？就这么小小的绿叶里，居然藏着这么多的秘密和惊喜。
我们通过提取和分离这些光合色素，就能更好地了解植物的奥秘。
所以呀，朋友们，别小看了这绿叶中光合色素的提取和分离哦！它不仅是一个实验，更是我们探索大自然的一扇窗户。
让我们一起打开这扇窗户，去发现更多的美好和奇妙吧！。
实验光合色素的提取和分离
光合作用的条件——色素
太阳光 〔白光〕
溶剂
分光
三棱镜
叶绿体色 素提取液
分光
太阳光光谱
叶绿体色素吸收光谱
资料
分析 各种光合色素主要吸收什么光？
(%)
主要光合色素光
绿
率 60 叶
素
绿
b
40 素
类
a
胡
萝
20
卜
素
0
400 500
600
700
波长（nm）
应用:
1.我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的? 在黑暗条件下
2.如果土壤缺镁,植物的叶片会出现什么异常变化呢? 叶片受损伤的程度不同,老叶先受损变黄,而幼叶暂时不 会受到缺镁的损伤,依然鲜绿
3.为什么绝大多数植物叶片是绿色的? 而到了秋天叶片又会变黄，少数植物的叶片会变红，这 又如何解释？ 秋天,温度变低,叶绿素的合成速度变慢或停顿,而类胡萝 卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色
防止丙酮挥发，污染空气
防止色素溶于层析液中
注意：实验后一定要用肥皂洗手。
1 本实验的关键是什么?
(1)提取光合色素过程中,关键是迅速 (2)滤液细线要细,直,齐,颜色深是使本实验的结 果明显,清晰的关键 (3)用纸层析法别离色素时,特别要注意滤液细线 一定要高于层析液
2 从上到下滤纸条上有几条色素带?分 别呈什么颜色?分别是哪种光合色素?
画滤液细线 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画细线，待
滤液干后，再画一次,共画3-4次。
细、直、齐
防止滤液线过粗而使色素带重叠 加大浓度，使色素带清晰
别离色素
将2ml层析液倒入大小烧杯中，将滤纸条〔有滤液细 线的一端朝下〕轻轻插入层析液中，然后用培养皿
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A．绿光区
B．红橙光区和绿光区( D )
C．蓝紫光区和绿光区 D．红橙光区和蓝紫光区
8．用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况
相同的天竺葵，光照相同时间后，罩内O2最多的是 (C )
A．绿色罩 B．黑色罩 C．无色罩 D．蓝紫色罩
8．分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下 表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深 绿色、黄绿色（或褐色），几乎无色。
称和颜色分别是
( D)
A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
6．在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行
色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外
圈的色素是 A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素
( A)
C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
7．阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。 如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连 续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于
1.提取：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇 中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
2.分离：纸层析法
绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。 然而，它们在层析液中的溶解度不同。溶解度高的随 层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样滤液中不 同的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
方法步骤：
光
3、场所：主要是叶绿体
1.下列标号各代表：
① 外膜
②内膜
③ 基粒
④类囊体
基质 ⑤
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 。 ⑤
①
叶绿体亚显微
结构模式图
②
③
④.
1880年，美国科学家恩格尔曼的实验（一）
黑
暗
处
暴
用
露
极
在
细
光
光
下
束
照
射
这一实验说明了什么？
恩格尔曼的实验（二）
取绿色滤液，及时用棉塞 将试管口封严。
过滤叶脉及 二氧化硅等 防止乙醇挥发， 叶绿素氧化分 解
2.制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条， 将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一 条细线。
铅笔线
画铅笔细线
剪角的目的：防止两侧色素扩散快，色素带不整齐
3.画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均 匀划出一条细线，要求：细、齐、直。
3.原料：二氧化碳、水 4.产物：糖类 、氧气
巩固练习
1．研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是
(C)
A．使各种色素溶解在丙酮中 B．使研磨充分
C．防止色素分子被破坏 D．加速研磨
2．对“叶绿体中色素的提取和分离”鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、
石英砂、CaCO3以后，迅速研磨 B．用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地
大家好
2021/3/2
1
光与光合作用
思考
下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能 ① 光合作用
糖类等有机物中稳定的化学能
② 呼吸作用、ATP合成
ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解
直接用于各种生命活动
.
正常苗
白化苗
说明色素与光合作用有关
捕获光能的色素和结构
一、绿叶中色素的提取和分离
实验原理：
（3）C处理得到的溶液颜色_深__绿_ 色__，原因是大__量__叶__绿__素__溶__于__乙__醇。中
成功来自不懈的努力！
1、海尔蒙特实验
结论：水分是植物建造自身的原料
返回1
1771年，普利斯特利(J.Priestley)的实验
结论：植物可以更新空气 （没有发现光在植物更新气体中的作用）
划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次
C．把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，
以求加快色素在滤纸条上的扩散
D．色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加
入乙醇是为了溶解色素
4．下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的
装置正确的是
(B )
5．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名
3、1779年，荷兰 英格豪斯的实验
A组 B组
结论：只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
6、美国鲁宾和卡门实验（1939年）
• 同位素标记法研究 • 光合作用释放的O2到底是来自H2O ，还是CO2
同位素18O标记H2O和CO2
C18O2
O2 CO2
H2 18O和C18O2 18O2
光照下 的
球藻悬 液
处理
A
B
C
SiO2（少量）
＋
＋
＋
CaCO3（少量）
－
＋
＋
95％乙醇（10毫升） ＋
－
＋
蒸馏水（10毫升）
－
＋
－
注：“＋”表示加；“－”表示不加。试回答： （1）A处理得到的溶液颜色是_黄_绿__色，原因是_部__分__叶__绿__素__受__到__破_。坏 （2）B处理得到的溶液颜色是___ __，原因是_叶__绿___素__不__溶__于__水_。
H2O H218O
A
B
结论：光合作用释放的氧来自水
返回1
一展身手
下图是利用小球藻进行光合作用时的实
验示意图，图中A物质和B物质的相对分子质
量比是
（C）
A．1∶2 C．8∶9
B．2∶1 D．9∶8
通过以上的研究和探索，你能说出光合作用 的场所、条件、原料、产物分别是什么吗？
1.场所：叶绿体
2.条件：光
1.提取绿叶中的色素
（1）称取绿叶五克，剪碎，放在研钵中 （2）加入少许SiO2 、CaCO3，
再加入10毫升无水乙醇，
进行快速、充分的研磨
SiO2——使研磨充分 CaCO3 ——中和酸性物质，
防止色素被破坏 无水酒精——溶解色素
（3）过滤：将研磨液迅 速倒入玻璃漏斗（基部放
置单单层层尼尼龙龙布布 ），获
绿 叶
类胡萝卜素
中
（含量约1/4）
叶黄素（黄色）
的
色 素
叶绿素
叶绿素a（蓝绿色）
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
叶绿体中色素的吸收光谱
色素吸收的光谱
类胡叶萝绿卜素素溶溶液液 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
类叶 胡绿 萝素 卜： 素吸 ：收 吸蓝 收紫 蓝光 紫和 光红
l 待滤液干后，重复1-2次， 目的：积累更多色素，使色素分离效 果更明显。
滤液细线
4.分离色素：取适量层析液倒入烧杯中，将滤 纸条轻插入层析液中（滤液细线不能触及层析液，
以防止色素溶解于层析液中而无法分离），
用培养皿盖住（防止层析液挥发）。
培养皿
插滤纸条 5.观察与记录
层析液
实验结果：
胡萝卜素（橙黄色）