5.4 光合作用与能量转化 第1课时 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
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5.4光合作用与能量转化(Ⅰ)课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
《新坐标》第64页5、6
D
C
P65页【真题体验·感悟高考】1、2、3、4
D
B
A
模块1和模块2
五碳化合物(或C5)
减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足
高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)
叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
(× )
提示：蓝细菌细胞没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进
行光合作用。
《新坐标》第60页1、2、3
A
C
考查叶绿体的结构和功能
3．右图是在电子显微镜下观察到的高等植 物叶绿体结构模式图，下列有关叙述不正确的
是( C )
A．①和②均为选择透过性膜 B．③上分布着与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收 最少 C．③上所含色素均含 Mg2＋，故缺 Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物 NADPH 和 ATP 进入④中为暗反应提供 物质和能量
考点3 光合作用的原理
叶绿体 叶绿体
氧气 水
二氧化碳
物质的变化、能量的变化？
叶绿体
光能 二氧化碳和水
有机物
氧气
H2O
CO2
NADPH 2C3 C5
ADP＋Pi
O2 光反应
(CH2O) 暗反应
光、色素
ATP NADPH
ATP NADPH
ATP NADPH
联 光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提 系 供ADP和Pi和NADP+。
可见光
H2O
O2
光解
H+ NADPH
吸收
叶绿体#43;Pi
2C3
还 多种酶 原
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共21张ppt)
光照不变
减少
增加
增加
减少
增加
增加
减少
增加
减少
增加
光照由弱到强， CO2供应不变
CO2供应由充足到不足， CO2供应由不足到充足，
光照不变
光照不变
04
光合作用原理的应用
NYDIA·C
四、光合作用原理的应用
B
C EF
D
G
A
光合作用
光合作用强度：指在单位时间内通过光合作用 制造糖类的数量
意义：直接关系农作物产量，研究影响光合作 用强度的因素很有现实意义
滤液细线的要求 细、齐、直、重复多次
层析液 20份石油醚 + 2份丙酮 + 1份苯
一、捕获光能的色素
绿叶中的色素
叶绿素（3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
异常现象分析
滤液中绿色颜色过浅 滤纸条色素带重叠
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
滤纸条看不到色素带
色素带位置和宽度分别有什么含义？
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
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。
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿体的结构适于光合作用
NYDIA·C
02
探索光合作用的部分实验
NYDIA·C
二、探索光合作用的部分实验
实验材料选的好 01
实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿 体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌 可确定释放氧气多的部位
实验材料 选的好
02 排除干扰方法好
5.4.光合作用与能量转化 课件-高一上学期生物人教版(2019)必修一
1.恩格尔曼的第1个实验的结论是什么？
2.恩格尔曼在选材实验设计上有什么巧妙之处？
叶绿体的结构适用于进行光合作用
1、为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？
➢水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。 ➢好氧细菌可确定释放O2的部位。
2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
➢选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和 氧的干扰。
探究·实践
材料用具
干燥的定性滤纸，试管棉塞，试管夹， 研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管， 剪刀，药匙，量筒，天平。 无水乙醇，层析液，二氧化硅，碳酸 钙
探究·实践
方法步骤
1.提取绿叶中的色素
①称取5g的绿叶，剪碎， 放入研钵中。
探究·实践
②放入少许二氧化硅和 碳酸钙 再放入10mL无 水乙醇
目的：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。
★层析液不能没及滤液线
层析液
防止色素溶解在层析 液中
探究·实践 6.实验结果
探究·实践
讨论：
滤纸条上有4条不同的颜色的色素带，从上到下 依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色，）
叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b(黄绿色)
1.滤纸条上有几条色素带？它们是按照什么次序分布的？
2.滤纸条上的色素带的分布情况说明了什么？
叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？
水绵和需氧型细 菌放在没有空气 的黑暗小室内
叶绿体的结构适用于进行光合作用
极
放
细
置
的
光
光
下
束
叶绿体的结构适用于进行光合作用
用透过三棱镜的光照射水绵 临时装片，发现大量的需氧 型细菌聚集在红光和蓝紫光 区域。
【新教材】5.4 光合作用与能量转化-人教版(2019)高中生物必修一课件
CO2+H2 O
光能 （CH2O）+O2 叶绿体
光合作用强度表示方法
1、单位时间内光合作用产生有机物的量 2、单位时间内光合作用吸收CO2的量 3、单位时间内光合作用放出O2的量
四、光合作用原理的应用
（1）影响光合作用的因素 外界因素：光照、CO2、温度、水、矿质元素等
内部因素：不同部位、不同生育期 （2）提高农作物光合作用强度的措施 1、适当提高光照强度、延长光照时间 2、合理密植 3、适当提高CO2浓度 4、适当提高温度 5、适当增加植物体内的含水量 6、适当增加矿质元素的含量
光反应阶段
暗反应阶段
叶绿体的类囊体薄膜 光、色素和酶
水光解为O2和H+ ATP、NADPH的合成
叶绿体基质
多种酶、CO2
CO2的固定 C3的还原 ATP、NADPH的分解
光能转变为ATP、
ATP、NADPH中活跃的化学能转
NADPH中活跃的化学能 化为有机物中稳定的化学能
联系
1、物质联系： 2、能量联系：
2 现象：
装片中好氧细菌分布在叶绿体 所有受光部位的周围。
结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
❖ 实验过程
水绵+好氧细菌无黑空暗气
❖ 实验结论
极细光束照射 好氧细菌集中在 叶绿体被光束照射的部位
完全暴露光下 好氧细菌分布于 叶绿体所有受光部位
1、氧气是叶绿体释放出来的
2、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
资料1：恩格尔曼的水绵实验
用透过三棱镜的光束照射水绵临时装片，发现大量的需氧
细菌聚集在
区域。
资料2：
在类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
5.4 光合作用与能量转化(第一课时)高一生物课件(2019人教版必修1)
提示 应选择无色透明的玻璃、塑料薄膜更有利于植物光合作用。 提示 红叶不是叶绿体中的色素造成的，而是由液泡中的花色素造成的。
与生活的联系
根据色素对不同波长的光的吸收的特点，想一想温 室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑 料薄膜或补充光源？
选无色透明的塑料薄膜，为了 让各种波长的太阳光都穿过塑 料薄膜，即让植物吸收更多的 光能； 大棚内照明灯在功率相同的情 况下，最好选蓝紫光和红光；
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。
叶绿体的结构
叶绿体的结构
结构：双层膜结构的细胞器 功能：进行光合作用
DNA、RNA
双层膜
外膜 极大的扩展了受光面积
内膜 基粒
由两个以上的类囊体堆叠 而成，类囊体薄膜上含色 素和酶
10ml无水乙醇：溶解色素
叶绿体色素的提取与分离
实验注意
①色素提取时所用试剂及作用？ 无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更 加充分；碳酸钙：保护色素免于被破坏。
②菠菜叶放置24-36小时的原因？ 防止水分过多影响提取效果。
③研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
知识拓展 正常绿色 叶色变黄 叶色变红
植物色素
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光 吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片 显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的 可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐 渐降解，叶片呈现红色
光合作用与能量转化(第一讲)高一生物课件(2019人教版必修1)
捕获光能的结构——叶绿体
恩格尔曼的实验
思考1：以水绵、好氧细菌为材料的优点？
无 空
极
气
的
细Leabharlann 黑暗 环光
境
束
水绵：叶绿体呈带状，便于观察
无
好氧菌：可确定释放氧气多的部位
空 思考2：分析实验结果可得出什么
气 实验结论？
的 暴
①氧气是叶绿体在光下释放出来的
光
②叶绿体是绿色植物光合作用的场所
环 境
思考3：实验为什么在没空气的黑 暗环境中进行？
思考：1.温室大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的塑料薄膜或玻璃？为什么？
无色透明 日光中各色光均能通过，作物光合效率高 注意：蓝色塑料薄膜下透过的 光为蓝光
思考：2.阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？
为什么？
蓝紫光或红光 蓝紫光或红光下作物光合效率高
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？
C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，
B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同 不吸收红光
色素的作用：吸收、传递、转化光能
捕获光能的色素和结构
4种色素对光吸收的差别：
叶绿体中的色素只吸收可见光，不吸收红外光和紫外光等 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 对其他波段吸收量较少吸收最少的是绿光
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 不吸收红、橙、黄光
捕获光能的色素和结构
四、实验结果与结论
1.色素带的条数与色素种类有关: 四条色素带说明有4种色素
2.色素带的宽窄与色素含量有关: 色素带越宽，色素含量越多 3.色素带的扩散速度与溶解度有关:
在滤纸条上分布越高，说明扩散速度越快，溶解度越高
4.相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是 叶绿素a和叶绿素b
5.4 光合作用与能量转化(第1课时)课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
成分
✽色素（分布于类囊体膜上）、酶、少量DNA和RNA （基质中）、蛋白质、糖类等。
功能
✽是进行光合作用的主要场所，是“养料制造车间”和 “能量转换站”。
叶绿体的结构适于进行光合作用
吸收光能的4种色素就分布在类囊 体的薄膜上。
叶绿体内有许多基粒，每个基粒 都含有两个以上的类囊体，多的 可达100个以上。
目的要求
1、进行绿叶中色素的提取和分离；2、探究绿叶中含有几种色素。
材料用具
新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）；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、药匙、量筒(10mL)、天平等；无水乙醇、层析液、二氧化 硅和碳酸钙。【层析液：由20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成。】
1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
✽用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不 足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度 和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节， 以使蔬菜产量达到最大。
2、为什么要控制CO2浓度、营养液成分和温度等条件？
✽影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。CO2浓度、营养液和温 度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
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）
新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。 他们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！
问题探讨
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿 度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下， 生产蔬菜和其他植物。有的植物 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。
✽色素（分布于类囊体膜上）、酶、少量DNA和RNA （基质中）、蛋白质、糖类等。
功能
✽是进行光合作用的主要场所，是“养料制造车间”和 “能量转换站”。
叶绿体的结构适于进行光合作用
吸收光能的4种色素就分布在类囊 体的薄膜上。
叶绿体内有许多基粒，每个基粒 都含有两个以上的类囊体，多的 可达100个以上。
目的要求
1、进行绿叶中色素的提取和分离；2、探究绿叶中含有几种色素。
材料用具
新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）；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、药匙、量筒(10mL)、天平等；无水乙醇、层析液、二氧化 硅和碳酸钙。【层析液：由20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮、1份苯混合而成。】
1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
✽用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不 足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度 和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节， 以使蔬菜产量达到最大。
2、为什么要控制CO2浓度、营养液成分和温度等条件？
✽影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。CO2浓度、营养液和温 度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
>>>2019人教版高中生物学必修1课件
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）
新叶伸向和煦的阳光，蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。 他们为生存而获取能量，能量在细胞里流转激荡！
问题探讨
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿 度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下， 生产蔬菜和其他植物。有的植物 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。
【课件】光合作用与能量转化课件高一上学期生物人教版(2019)必修1
过浅
法：分次加入少量无水乙醇)；
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
归纳
总结
实验出现异常现象的原因分析
滤纸条色 素带重叠
滤纸条无 色素带
①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 ①忘记画滤液细线； ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解 到层析液中
教材隐性知识
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 提示 这种波长的光被光合色素吸收的最少，因此不能用于光 合作用中合成有机物。
恩格尔曼的第二个实验
光三
好氧 细菌
棱 镜
恩格尔曼进一步实验
临时 装片 水绵
好氧 细菌
归纳 夯实必备知识
1.叶绿体的结构和功能 (1)叶绿体立体结构 光合色素分布于 类囊体薄膜 上。光合作 用的酶分布于_叶__绿__体__基__质__、__基__粒__(_或__类__
外膜 内膜 类囊体
基质
_囊__体__膜__)_。
3、光合作用的过程
第1阶段：光反应
1、场所：类囊体薄膜
2、物质变化： ①水的光解：2H2O色素光、酶 O2+4H+ ②ATP的合成：ADP+Pi+能量 酶→ ATP ③NADPH的合成：NADP+ +H+ 酶→ NADPH 3、能量变化：光能→(NADPH和ATP中)活跃化学能
3、光合作用的过程
第2阶段：暗反应
1、场所：叶绿体基质 2、物质变化： ①CO2的固定：CO2＋C5—酶—→2C3 ②C3的还原：
3、能量变化：(NADPH和ATP中)活跃化学能→有机物中稳定化学能
3、光合作用的过程
H2O
类囊体膜
光能
上的色素
光合作用与能量转化课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
叶 （含量约1/4） 中
叶黄素 （黄色）
滤纸条的上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，
他们在色层析液中的叶溶绿解素度不同，随层叶析绿素液a在（滤蓝绿色）
纸上扩素散的快慢（也含不量同约3/4）
叶绿素b （黄绿色）
种类： 胡黄ab 颜色：橙黄黄、蓝绿（黄）绿 含量：叶a>叶b>叶黄>胡萝卜素
色素的吸收光谱及应用
2、没有空气的黑暗环境排除了 氧气 和 光 的干扰。
3、用极细的光束照射，叶绿体分为了光照多 和 光照少 的 部位，相当于一组 对比实验 。 4、临时装片暴露在光下，再一次 验证实验结果 。
思考·讨论 叶绿体的功能
资料2
在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所 必需的酶。 综上所述，你认为叶绿体有什么功能？
5.4光合作用与能量转化
一 捕获光能的色素和结构
万物生长靠太阳
太阳能是几乎所有生命系统中能量 的最终源头，而光合作用是唯一能 够捕获和转化光能的生物学途径。 因此，有人称光合作用是‘’地球 上最重要的化学反应‘’。
一、捕获光能的色素和结构
预测： 白化苗的生长趋势
待种子中储 存的养分耗 尽就会死去
★要求：细、直、齐 ； 重复2—3次
【探究·实践】 绿叶中色素的提取和分离
4、分离绿叶中的色素
减少层析 液的挥发
培养皿
5、观察与记录
层析液 ★层析液不能没及滤液线
防止色素溶解 在层析液中
【探究·实践】 绿叶中色素的提取和分离
6、实验结果 你记住了吗？
胡萝卜素 （橙黄色）
滤纸条绿上的色素带类的胡萝分卜布素情况说明了什么？
过滤。 ⑤收集滤液,封口。
减少无充水分被释放出来 乙醇挥发
5-4光合作用与能量转化(教学课件)-高中生物人教版(2019)必修一
①.绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇 可提取叶绿体中色素（萃取法）。 ②.色素都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中溶解度不 同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢。因此， 绿叶中的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，将不同的色素 分离（纸层析法）。
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
2. 实验材料用具
新鲜的绿叶 （深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶） 无水乙醇 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠， 除去乙醇中水分） 层析液 （石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1） 二氧化硅和碳酸钙（研磨充分/防止研磨中色素被破坏）
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离 3. 实验步骤 3.1 提取色素
二、光合作用的原理和应用 （一）光合作用
1、光合作用的概念 指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，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用的反应式
CO2 + H2O
光能 叶绿体
（CH2O) + O2
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O 被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
探究光照强弱对光合作用强度的影响 二、方法步骤： 5.向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱光下
探究光照强弱对光合作用强度的影响
二、方法步骤：
6.观察并记录结果
项目 烧杯
小圆形叶 片
1
10片
加富含CO2 的清水 20 mL
光照强度 强
叶片浮 起数量
多
2
10片
20 mL
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
2. 实验材料用具
新鲜的绿叶 （深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶） 无水乙醇 （可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠， 除去乙醇中水分） 层析液 （石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1） 二氧化硅和碳酸钙（研磨充分/防止研磨中色素被破坏）
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离 3. 实验步骤 3.1 提取色素
二、光合作用的原理和应用 （一）光合作用
1、光合作用的概念 指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，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用的反应式
CO2 + H2O
光能 叶绿体
（CH2O) + O2
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O 被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
探究光照强弱对光合作用强度的影响 二、方法步骤： 5.向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱光下
探究光照强弱对光合作用强度的影响
二、方法步骤：
6.观察并记录结果
项目 烧杯
小圆形叶 片
1
10片
加富含CO2 的清水 20 mL
光照强度 强
叶片浮 起数量
多
2
10片
20 mL
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作业
2．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的 是( C ) A．研磨时加入CaCO3可防止叶绿素在酸性条件下分解 B．滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带扩散均匀且比较直 C．画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量 D．滤纸条上相邻且距离滤液细线最远的两条色素带呈橙黄色和黄 色
恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙之处？
1.实验材料选择 水绵 和 好氧细菌 。 水绵的优点是叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 ； 好氧细菌的优点是 可确定释放氧气多的部位 。
2.没有空气的黑暗环境排除了 氧气 和 光 干扰。
3.用极细的光束照射，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。
捕获光能的色素
万物生长靠太阳。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 植物是靠什么物质和结构捕获光能的呢？
实验：绿叶中色素的提取和分离 2．分离色素： 实验结果
（橙黄色）
（黄色） （蓝绿色） （黄绿色)
胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
类胡萝卜素 叶绿素
绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
4.临时装片暴露在光下的实验再一次 验证实验结果 。
叶绿体的结构适于进行光合作用
在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能 的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进 行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合 作用的结构基础。
小结
绿
类胡萝卜素
胡萝卜素（橙黄色）
叶 （约占1/4，主
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）
捕获光能的色素
玉米白化苗不能进行光合作用， 待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 说明：光合作用与细胞中的色素有关。
正常玉米植株（绿色）和白化 玉米植株（白色）
捕获光能的色素
实验：绿叶中色素的提取和分离
捕获光能的色素 实验原理：
（1）绿叶中色素的提取：无水乙醇提取绿叶中的色素
资料分析1
极
黑暗，
细
完
无空气
光 束
全 光
照
照
射
恩格尔曼的实验示意图
叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
资料分析2
恩格尔曼的第二个实验示意图
叶绿体的结构适于进行光合作用
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 场所这一结论。
（2）绿叶中色素分离：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的 色素分子随层析液在纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随 层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分 离。 实验步骤：
提取色素→过滤→制备滤纸条、画滤液细线→分离滤液中的色素
实验：绿叶中色素的提取和分离
1．提取色素 取材： 材料：称取5g新鲜绿叶
（2）画滤液细线 画两三次： 积累更多的色素，使分离后的色素带明显
要求： ①细、齐、直， ②待干后重复2~3次
实验：绿叶中色素的提取和分离 2．分离色素：
（3）纸上层析 注意：不能让滤液细线触及层析液 培养皿
层析液
滤纸上的滤液 细线如果触到 层析液，细线 上的色素就会 溶解到层析液 中，就不会在 滤纸上扩散开 来，实验就会 失败。
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠： 滤液细线画得过粗。
(3)滤纸条看不见色素带 ①忘记画滤液细线。 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
滤 操作：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤，收集滤液、封口。
及
收
集
单层
尼龙布
实验：绿叶中色素的提取和分离
思考
研磨时加入的三种试剂分别有何作用？
二氧化硅：研磨更充分。 碳酸钙：防止研磨中色素被破坏（主要是叶绿素）。 无水乙醇：溶解并提取色素。
实验：绿叶中色素的提取和分离
思考
某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
中 要吸收蓝紫光） 叶黄素 （黄色）
的
色 素
叶绿素 （约占3/4，主要吸
叶绿素a（蓝绿色）
收红光和蓝紫光） 叶绿素b（黄绿色）
小结
叶绿体
双层膜
基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒 光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分 布在类囊体薄膜和基质
作业
1．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，其内有关结构中分布着光 合色素及有关的酶。下列关于叶绿体及色素的叙述中正确的是( B ) A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中 B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄 绿色 C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积 D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
研磨不充分，色素未能充分提取出来； 称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小； 未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
实验：绿叶中色素的提取和分离
2．分离色素：
（1）制备滤纸条 剪去两角： 使层析液能同步到达滤液细线 铅笔： 圆珠笔中含有色素
剪去两角， 画铅笔细线
铅笔线
实验：绿叶中色素的提取和分离 2．分离色素：
实验：绿叶中ห้องสมุดไป่ตู้素的提取和分离
思维拓展
在滤纸的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，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是 什么色素？分别是什么颜色？
色素：胡萝卜素、叶黄素、 叶绿素a、叶绿素b
颜色：橙、黄、蓝绿、黄绿
色素的作用 绿叶色素提取液
绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光。
色素的作用
叶绿素主要吸收：蓝紫光、红光 类胡萝卜素主要吸收：蓝紫光 色素对__绿__光__吸收最少
叶绿体的结构适于进行光合作用
① 外膜 ② 内膜
基粒
③
⑤ 基质
④
类囊体
吸收光能的四种色素就分布在类囊体薄膜上，众多的基粒和
类囊体极大地扩展了受光面积。
叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
器材：剪刀、研钵、天平 处理：将绿叶减去主脉，剪碎放入研钵中
实验：绿叶中色素的提取和分离
1．提取色素 研磨：试剂：无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙 器材：量筒（10mL） 操作：加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10 mL无水乙醇， 迅速、充分地进行研磨。
实验：绿叶中色素的提取和分离
1．提取色素
过 器材：漏斗、单层尼龙布、试管架、试管