一、捕获光能的色素和结构
光合作用
2、过滤
在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布， 将研磨液迅速倒入漏斗中。收集滤液到一个 试管中，及时用棉塞将试管中塞紧（防止挥 发）。
3、制备滤纸条并画线
画线要细、直、齐，使色素带平整、
不重叠。
4、点样：
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔 画的横线均匀画出一条细而直的滤液细 线。待滤液干后再画一次，共画3—4次。 重复画几次是使后来的色素带清晰
层析液
纸层析
种类：
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）
叶绿素a
叶绿素b 叶绿体色素 类胡萝卜素 胡萝卜素 叶绿素
3/4 1/4
叶黄素
3、光能的捕获：
1880年，恩吉尔曼的实验
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气 黑暗，用极细光束照射 完全暴露在光下 结论： 氧是由 叶绿体 释放出来的， 叶绿体 是光合作用的场所。 光合作用需要 光照
5、层析
层析液不能触及滤线。
层析液沿着干燥的滤纸由下而上扩 散，当扩散到细线时，色素便溶解在层 析液中，并随着层析液一起向上扩散， 而不同的色素溶解不同，扩散速度也不 同，所以将不同色素分离开。
6、观察实验结果
色素种类
胡萝卜素 叶黄素
色素颜色 色素含量 溶解度
橙黄色 黄色 最少 较少
扩散速度
H 2O (CH2O)
暗反应阶段（基质）
比较项目 反应条件
光反应
暗反应
[H] ATP 多种酶 叶绿体基质
光 色素 酶 反应场所 基粒囊状结构薄膜 ① 水的光解
①CO2的固定 区 CO2＋C5→2C3 H2O → [H]＋ O2 ②C3(CO2)的还原 物质变化 ② ATP的生成 别 [H] ADP＋Pi＋能量→ATP C3 (CH2O) ATP C5 能量变化 联 系
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
栏目索引
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
栏目索引
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)
栏目索引
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
栏目索引
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:
栏目索引
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
栏目索引
栏目索引
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 。
《光合作用的原理和过程》一 捕获光能的色素和结构
间，可以看到光谱中吸收最强的是（ B ）
A 红光部分
B 红光与蓝紫光部分
C 绿光部分 D 紫光部分
2.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
3.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 )
4.纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端
①
②
③
⑤④
3、叶绿体的功能
恩格尔曼的实验 1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进 行有关实验。
恩格尔曼实验
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
使用：水绵 好氧细菌
资料分析：叶绿体的功能
没有
极
完
空气
细
黑暗
光
全 光
束
照
1 现象：
装片中好氧细菌向叶绿体被 光束照射到的部位集中。
结论：
叶绿体的被光束照射到的 部位是光合作用的场所
2、他是如何控制实验条件的？ A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和 氧气的影响 B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断 释放O2的部位 C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而 明确实验结果完全是由光照引起的。
结论:
叶绿体是进行光合作用的场所，它 内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸 收光能的色素分子，还有许多进行光合作 用所必需的酶。
a、制备滤纸条： 干燥的定性滤纸
铅笔线 1cm
为什么要剪去两角？
防止层析液在边缘扩散 过快
b、画滤液细线
★要求：细而齐 重复2—3次
（为了含有更多色素）
C、分离色素：
培养皿
插滤纸条
层析液
光合作用
1771年，普里斯特利 （英）的实验
1771年英国普利斯特利实验 （证明植物可以更新空气）
Ａ
思考题：
1、小鼠
Ｂ
光照下，一段时间后
生活、 蜡烛燃 烧需要 什么气 体？
2、这个
Ｃ
实验说 明什么 问题？
Ｄ
设计一个实验证明绿色植物在光 下制造淀粉。
1864年德国萨克斯实验 （证明绿叶在光下制造淀粉）
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。 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。
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的 巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分 子，还有许多进行光合作用的酶。
光合作用的全过程
H2O O2
水在光 下分解
光能
叶绿体中 的色素
[H]
ATP
酶 ADP+Pi 还原
2C3
多种酶参 加催化
CO2 固定 C5
（CH2O）
光反应过程
暗反应过程
什 么 叫 光 合 作 用 ？
光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能， 把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物， 并且释放氧气的过程。
1664年(比利时 )海尔蒙特实验
海尔蒙特的结论:建造植物的原料是水
每天浇水， 五年后 土重100千克 树2.5千克 土减少了0.1千克 树重84.5千克, 增加了82千克
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________________。
捕获光能的色素和结构PPT课件
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为什么植物叶片呈现绿色？
因为叶绿素对绿 光吸收最少，绿 光被反射回来， 所以叶片才呈现 绿色。
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位？
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3.叶绿体的结构适于进行光合作用
1、叶绿体的形态(光镜下) 一般呈扁平的椭球形或球形。
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2、色素的吸收光谱
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
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叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
• 叶绿素a和叶绿素b主要吸收 蓝紫光和红光 ； • 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 蓝紫光 。
绿叶中究竟有哪些种类的色素呢？？
（1）捕获光能的色素
自主学习：阅读课本P97-98，并思考以下几个问题 1、研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用
是什么？
2、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试 管口塞严？
3、滤纸条一端为什么要剪去两角？
4、画滤液细线时应注意什么？
5、为什么不能让滤液细线触及层析液？
有四条色素带，从上往下依次为橙黄色、黄色、蓝 绿色、黄绿色的色素带。
2.滤纸条上色素的分布情况说明了什么？
说明绿叶中有4种色素，它们在层析液的溶解度不同， 随层析液在滤纸上扩散的速度也不一样。
2020/11/12
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注意事项 1.因无水乙醇和层析液都是易挥发且有一定毒性的有
专题10 光合作用(解析版)
专题10 光合作用一、捕获光能的色素和结构(一)绿叶中色素的提取和分离1．实验原理2．实验步骤(1)提取色素①研磨②过滤：用单层尼龙布过滤→收集滤液。
(2)分离色素——纸层析法滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带①色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素；(二)绿叶中的色素及其吸收光谱1．叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。
(三)叶绿体的结构适于进行光合作用1．叶绿体的模式图①叶绿体膜：双层膜；②基质：含有与暗反应有关的酶；③基粒：由类囊体堆2.(1)结论：直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
(2)实验方法的巧妙之处①巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。
②妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
③巧妙设计对照实验：a.用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；b.临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果；c.照射不同色光进行对照，直观地证明了叶绿体吸收的光谱有差别。
二、光合作用的原理和应用1．探索光合作用原理的部分实验(连线)2．光合作用过程(1)反应式：CO 2＋H 2O――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2。
(2)基本过程(据图填空)图中：①NADPH ，②2C 3，③ADP ＋Pi ，④O 2，⑤(CH 2O)。
(3)光反应与暗反应的比较(1)定义表示法：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)其他表示方法①单位时间内通过光合作用消耗的CO 2的量。
②单位时间内通过光合作用产生的O 2的量。
(3)研究意义：直接关系农作物的产量。
4．探究环境因素对光合作用强度的影响 (1)实验原理①利用抽气法排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。
5.4-1捕获光能的色素和结构学案
章节5.4.1光合作用与能量转化一、捕获光能的色素和结构课型新课教学主备人审核人课时 1核心素养1.通过设计实验来探究色素的作用，培养学生科学探究精神，2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
3.引导学生关注植物工厂，知晓其科学发展重要性。
（★健康教育）学习重点能设计实验，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。
学习难点能运用结构与功能观，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
学习过程批注【课前案】（知识梳理）一、捕获光能的色素1.填写下图：2、绿叶中色素的吸收光谱(1)写出图中色素①～③的名称：①________②________③________叶绿素a和叶绿素b主要吸收______________，胡萝卜素和叶黄素主要吸收__________。
二．叶绿体的结构适于进行光合作用1．叶绿体：(1)形态：一般呈扁平的或。
（2）结构：层膜，内部有许多，和之间充满了。
每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构（_____________）堆叠而成，增大了受光面积。
吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的上。
与光合作用有关的酶分布在_____________和____________。
___________中还含有少量DNA和RNA。
(3) 叶绿体分布：主要分布在植物的___________内。
【课中案】（思考与讨论）1、观察正常苗和白化苗有何不同，预测两种幼苗的未来走向如何，与什么有关2、色素带的分布有规律吗，这说明了什么3、根据教材98页最后一段的提示，让学生尝试设计实验探究色素具有吸收光的作用4、联系生活：（1）、物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源，为什么，有什么好处？（2）、如果你要建造一个温室大棚，你会选择什么颜色的膜，为什么5 、看教材P100。
构建叶绿体的结构模型6、想一想为什么说叶绿体的结构适于光合作用【课后案】1.下列关于光合色素的叙述正确的是( )A.叶绿体中的色素有四种，其中叶绿素a含量最大B.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光C.大棚种植蔬菜时应选择红或蓝色透明的塑料薄膜D.光合色素只存在于叶绿体的内膜上2.如图是纸层析分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，在暗室内用红光照射四条色素带，可以看到较暗的是( )A.①④B. ②③C. ③④D. ①②3.某同学提取得到绿叶中的色素溶液后,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如图结果,下列叙述正确的是 ( )A四条色素带由外到内的颜色分别是:黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色B.四条色素带由外到内的名称依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bC.提取色素时加入无水乙醇的目的是防止色素被分解D.色素带1、2主要吸收红橙光4、回答有关叶绿体色素的一组问题。
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C、分离色素：
C、分离色素：
培养皿
层析液 插滤纸条
为何滤液细线不能触及层析液？
（防止色素溶解在层析液中） 为何要盖上培养皿？ （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒）
绿叶中的色素种类：
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
类胡萝卜素
(含量约占1/4)
叶绿素 叶绿素b（黄绿色）
(含量约占3/4)
甲 无水乙醇 水 CaCO3 SiO2 乙 丙 丁
+ + +
+ + +
+ +
+ + -
A．②①③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④
2、光合色素的作用
吸收光能
色素吸收的光谱
叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液
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
知识归纳
1、色素与叶片的颜色 正常颜色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例是3:1，且对绿光吸收
最少，所以正常叶片总是呈现绿色
叶色变黄
叶色变红
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类 胡萝卜素的颜色，叶子变黄
一、捕获光能的色素和结构
①地球表面上的绿色植物每年大约制造 4400 亿吨有机物。 ②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为 7.11×1018kJ，这个数字大约相当于240000个 三峡水电站所发出的电力。 这些储存在有机物中的能量来自哪儿？
太阳的光能
太阳的光能是通过什么途径进入植物体的？ 光合作用
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
[实验注意事项]
1、丙酮和层析液都是（ 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。
2、用干燥的定性滤纸，因为（ 其透性好，吸收滤液较多 ）
3、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快，中
间扩散慢，（ 保证使滤液能同步到达滤液细线 ）
干燥的定性滤纸，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(10mL)，天平。
无水乙醇，层析液（可用93号汽油代用），
二氧化硅和碳酸钙。
[方法步骤]
（1）色素的提取
a、称取：取5g绿叶剪碎放 入研钵中
b、加入少许SiO2和CaCO3， 再加入10mL无水乙醇，研磨
SiO2
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素 和叶黄素主要吸收蓝紫光。红光有利于糖类的合成， 蓝光有利于蛋白质、脂肪的合成。
将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管，在暗室 中放置一定时间后，放在右图中a、b、c、d所 示位置，经照射1h后，取出衣藻加热脱色，滴 加碘液，则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的 衣藻 C A.a B.b C.c D.d
4、滤液细线细、直、齐是 （防止色素带重叠而影响分离效果 ） 5、重复画滤液细线2-3次，是为了（ 积累更多的色素 ） 6、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素 (溶解于层析液 )中而无法分离
异常现象的分析 若色素提取液呈淡绿色的，其原因有
①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶 过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少 ②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小 ④研磨不充分，色素未能充分提取出来
作用
作用
有助于研磨充分 防止色素被破坏
作用
CaCO3
无水乙醇
溶解色素
②过滤：获取绿色滤液
★注意用棉塞将试管口塞严 防止溶剂挥发和色素分子被氧化
（2）色素的分离（纸层析法）
a、制备滤纸条： 干燥的定性滤纸
铅笔线 1cm
为什么要剪去两角？
防止层析液在边缘扩散 过快
b、画滤液细线
★要求：细而齐 重复2—3次 （为了含有更多色素）
一、捕获光能的色素 1、光合色素的种类 实验：绿叶中色素的提取和分离
[实验目的]
提取和分离绿叶中的色素，探究绿叶中色素的种类
[实验原理]
提取: 用无水乙醇提取色素 （色素能溶解在有机溶剂中）
分离: 用层析液分离色素 （色素在层析液中溶解度不同）纸层析
[实验材料用具] 新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）
（色素含量高）
若色素带颜色较浅，其原因有 同上4点 ⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少 ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液
17 色素带
提取液 ③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、 丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示（“ +” 表示使用，“-”表示未使用），其余操作均正常，他 们所得的实验结果依次为 B
这种方法可以提高光合作用强度。因 为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光 和红光。不同颜色的光照，对植物的光 合作用有影响。
有些蔬菜大棚用无色塑料薄膜 因为叶绿素对绿光吸收量少，所以不 或红色或蓝色的塑料薄膜代替 使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。 普通的塑料薄膜，有这 样做对光合作用有影响吗？ 2.为什么是用红色或蓝色呢？ 用绿色的可以吗？
讨论
叶绿体色素分离带—— 胡黄ab向前走；叶绿素ab手拉手； 胡萝卜素最纤细；叶绿素a最宽厚。 （叶绿体中色素的分离带，从上到下 分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和 叶绿素b；它们的颜色分别为橙黄色、 黄色、蓝绿色、黄绿色；叶绿素ab挨 得很近；胡萝卜素含量最小，色素带 最细；叶绿素a含量最多，色素带最宽 。
对植物而言，叶绿素分子 对绿光吸收最少，绿光被 反射出来，所以植物的叶 片呈现绿色。 叶绿素含量是类胡萝卜素 的3倍，也是叶片呈绿色 的原因。
问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？
小资料
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿 素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。
1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作 用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的 整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来 人们称之为叶绿体。
光能转化为细胞能够 利用的化学能的过程称为光 合作用。
太阳光中有能量，太阳能电池 板可以捕获其中的能量并转化 为电能。
绿叶中通过什么物质捕获并转 化光能呢？ 色素
一、捕获光能的色素 本节课主要目的是探究绿叶中含有几种色素 和学习对色素进行提取和分离的方法
绿叶中有哪些色素呢？
阅读课本P97-98页的实验绿叶中色素的提取和分 离