能量之源——光与光合作用色素
5.4 能量之源——光与光合作用
CO2 + H2O
叶绿体
（CH2O） + O2
一、光合作用的探究历程
CO2+H2
光合作用 的实质
O*
光能 （CH2O）+O*2 叶绿体
物质 上把CO2和H2O转变成有机物、释放O2
能量 上把光能转变成有机物中的化学能
最基本的物质代谢和能量代谢
一、光合作用的探究历程
1939年，[美]鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamaen)
光照强度
光合作用强度
O
10 12
14
一天的时间
夏天一天中日照强度与光合作用强度的关系
光合作用原理的应用
合理利用光能
套种（轮种）：延长光合作用时间 间种、合理密植：增加光合作用面积 补充人工光照 适当增加CO2浓度 控制温度、PH 合理施肥，浇水
棉花与草莓间种
练习
1. 光照增强，光合作用增强。但夏季的中午却又因叶表 面气孔关闭而使光合作用减弱。这是由于（ ） A、水分产生的[H]数量不足 B、叶绿体利用的光能合成的ATP不足 C、空气中CO2量相对增多，而起抑制 作用 D、暗反应中三碳化合物产生的量太少
叶绿体是光合作用的主要场所。
三、光合作用的过程
根据是否需要光能，光合作用的过程可以分为两个阶段： 光反应（light reaction）进行部位: 叶绿体的类囊体薄膜 暗反应 （dark reaction）进行部位： 叶绿体基质 叶绿体
三、光合作用的过程
三、光合作用的过程
2H2O
光解 吸收
CO2
光合作用与呼吸作用的联系
光合作用 场所 条件 物质转变 能量转变 联系
主要在绿色植物的叶绿体中 光照，色素，光合作用有关的酶 无机物 有机物
高中生物讲义：必修I-5-4能量之源----光与光合作用
第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源----光与光合作用一、实验：绿叶中色素的提取和分离1、原理:(1) 利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质，可以用无水乙醇、丙酮等有机溶剂提取绿叶中的色素。
(2) 利用各种色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素在滤纸上相互分离，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2、实验流程：(1) 提取色素：称重：称取5g新鲜绿叶剪碎：去掉叶柄和粗的叶脉研磨：加入少许SiO2、CaCO和10mL无水乙醇过滤：漏斗基部放单层尼龙布收集滤液：用棉塞将试管口塞严(2) 制备滤纸条：①将干燥的滤纸剪成略大于试管长度，略小于试管宽度的滤纸条，并在一端剪去两角②在距剪去两角的一端1cm处用铅笔画一条细的直线(3) 画滤液细线：①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画线处均匀地画一条直的滤液细线②干燥后，重复画2-3次(4) 色素分离：①烧杯中倒入3 mL层析液② 将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中 ③ 用棉塞塞紧试管口(5) 观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是 素b 。
二、光合作用的发现：1.1771年普利斯特利实验 本实验缺点：缺乏空白对照，实验结果的说服力不强。
2.1864年萨克斯实验(1) 本实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。
(2) 本实验为自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉，是否出现颜色变化(出现深蓝色)。
(由上到下)橙a ，黄绿色的叶绿3.1880年恩格尔曼实验⑴本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。
（2）本实验中为自身对照，自变量为光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光），因变量为好氧细菌分布。
4.1941年鲁宾、卡门实验（1）本实验方法为同位素标记法。
⑵本实验为相互对照，自变量为标记物质（H218O与C18C2），因变量为Q的放射性。
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。
能量之源-光与光合作用
光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和 ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi 。
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H 2O 光 B F CO2 G J I
A
C
D
E+Pi
H
色素 水 Ｏ2 ①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。 [H] ②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用 基质 用作还原剂，还原C3 于_________ 。 色素吸收 ATP ③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______ 的光能 C3化合物 糖类 ④图中G________,F是__________,J是_____________ C5化合物 光反应 [H]和ATP ⑤图中的H表示_______， H为I提供__________
光合作用需要CO2实验更正装置
分析： A 装置内存在 CO2 ，B 装置中没有CO2存在。
结论： 2是光合作用的原料之一。 CO
恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇 地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实 验你能得出什么结论？
好氧型细 菌
水绵
参照书P82的概念图，
按照一定的逻辑关系 将光合作用的探究过
?
为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原 料”， 某人设计了下列实验方案： ⑴目的（略）⑵材料和用具（略） ⑶实验方法和步骤： ①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色 植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。 ②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮 藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 ③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使 其充分进行光合作用。 ④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶 绿素溶于酒精中。 ⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘液 检测有无葡萄糖的特异颜色出现。 该实验方案有几项明显的错误，请指出错误并改正。
(完整word版)能量之源——光与光合作用知识点
5—4 能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构1、光合色素（Ⅱ）2、叶绿体（1）分布：植物叶肉细胞（主要)（2）结构特点双层膜基粒：由类囊体组成,类囊体膜上有光和色素、酶基质:含与暗反应有关的酶3、光合色素的提取与分离（Ⅱ）二、光合作用探究历程（Ⅰ)见课本P100-102重点实验：恩格尔曼的水绵实验、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验三、光合作用过程1、方程式2、过程（Ⅲ）常考：光照强度变化或CO2浓度变化，各物质的含量变化（如ATP、[H]、C3、C5等）。
3、光反应、暗反应比较四、影响光合作用强度的因素（Ⅲ）谨记谨记：总（真）光合速率＝净光合速率＋呼吸速率1、光照（1)光照强度A点:只进行光合作用AB段:呼吸＞光合B点：呼吸＝光合BC段:光合＞呼吸（2）光照时间（3）光质2、CO2浓度3、温度4、矿质元素N、P、K、Mg（叶绿素关键元素）五、光合作用原理的应用（Ⅰ)六、常考曲线图（Ⅲ）1、夏季晴朗的一天bc段下降的原因是，正午气温过高，气孔关闭，CO2吸收减少,使暗反应减缓. de段下降的原因是,光照强度降低。
6点、18点时，光合作用＝呼吸作用。
2、密闭容器中AB段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用。
BD段：CO2不断减少，CO2吸收较多。
呼吸作用＜光合作用DE段：CO2不断增加，CO2释放较多。
呼吸作用＞光合作用经过一昼夜，大棚内植物有机物的含量会增加。
E点的CO2含量低于A点，说明光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物。
高中生物：能量之源—光与光合作用知识点
高中生物：能量之源一光与光合作用知识点色素功能叶绿素 叶绿素a ：监绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b ：黄绿色 类胡罗卜素叶黄素：黄色吸收监紫光知识点2绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理（1） 提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。
（2） 分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之 则慢，从而使各种色素相互分离。
2.过程（1） 提取色素① 取材：称取5 g 绿色叶片；② 研磨：加少许SiO2、CaCO 昏口 10 mL 无水乙醇； ③ 过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布； ④ 收集：收集滤液，试管口用棉塞塞严 （2） 色素的分离① 制备滤纸条：将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条，并在一端剪去两角，在 距剪去两个角一端1cm 处用铅笔画一条细的横线。
② 画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线，待滤液干后， 重复画一两次。
③ 分离色素：将3 mL 层析液倒入试管中，装置如下图所示，插入滤纸条，有滤液细线的一端 朝下，随后用软木塞塞紧试管口棉塞 滤纸条 ■试管-滤液细线 -星析液铁架台④ 观察滤纸条上的色素带：滤纸条上色素带有四 条。
如下表所示：色索种类色索颜色 色索含量胡効卜索最少叶黄索 黄色 较少 叶绿素丹 蓝绿色 最多 叶绿索h黄绿色较多注意：不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。
知识点1捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.叶绿体的结构山类釀体堆矗而咸，分②堪质’含仃巧暗砂仃关的悔知识点3光合作用的发现历程1.1771年，英国普利斯特利指出：植物可以更新空气。
2.1779年，荷兰英格毫斯指出：植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。
3.1845年，德国梅耶指出：植物能把光能转换成化学能。
4.1864年，德国萨克斯证明：光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。
5.1880年，美国的恩格尔曼证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。
2021高一生物人教版必修一同步 (21)能量之源__光与光合作用 含解析
2020-2021学年高一生物人教版必修一同步课时作业（21）能量之源——光与光合作用1.如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素()A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素a、叶绿素b2.研究人员发现，从蔬菜叶中可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径。
在进行“植物中色素的提取”实验时，如果在研钵中研磨绿叶时没有加入碳酸钙，最可能会出现的结果是()A.研磨不充分，提取的色素少B.层析后滤纸条上位于下边的两条色素带变窄C.层析时各种色素不能相互分离，造成色素带的重叠D.层析后滤纸条上只剩两条色素带3.光合作用是生物界最基本的同化作用，下列相关叙述不正确的是()A.流经森林生态系统的总能量是该生态系统的生产者固定的太阳能B.净光合速率为零时，蓝藻细胞产生ATP的场所主要有线粒体和叶绿体C.光反应产生的ATP是暗反应中将CO2合成糖类的能源物质D.用H218O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测18O4.在温度适宜的条件下,测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量,结果如下表。
下列有关叙述正确的是()光照强度(klx)0 2.0 4.0 6.08.010.0CO2吸收量(mg·100cm-2·h-1)-4.00 4.08.010.010.0A.该植物叶片在光照强度小于2.0klx的条件下,不进行光合作用B.光照强度为6.0klx时,植物叶片合成葡萄糖的量为12mg·100cm-2·h-1C.光照强度为8.0klx时,限制光合作用速率的主要环境因素是CO2浓度D.光照强度为10.0klx时,该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变5.植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。
下列叙述正确的是()A.NADP+在光反应过程与电子和质子结合，形成还原型的NADPHB.叶肉细胞的光补偿点就是植物的光补偿点C.类囊体膜上的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用D.图中H＋通过主动转运从类囊体膜内运到膜外6.下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是()A.破坏叶绿体外膜后,2O不能产生B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短CO后,可完成暗反应D.离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和27.下图中图甲为研究光合作用的实验装置。
《能量之源——光与光合作用》
C
A．绿色罩 罩 B．黑色罩 C．无色罩 D．蓝紫色
场所： 叶绿体 动力：
光能
原料： 水、二 氧化碳
光能 CO2+H2 O (CH2O)+O2 叶绿体
产物： 有机物、 氧气
一、光合作用的发现
背景：公元前3世纪，古希腊学 者亚里士多德观点——植物生长 在土壤中，土壤是植物体的唯 一“食物”来源
1、海尔蒙特(1648年） 建造植物体的原料是水
CO2
浓 度
0 CO2的含量
生器等. 3.大田中还要注 意通风透气.
某学生为了证明植物呼吸时放出二氧化碳，设计了如图的实验 装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在黑暗中放置24小时后 观察结果。试分析：
1、该装置放在黑暗中的作用是 使植物只进行光合作用 该实验除了必须在黑暗中完成外，还应注意 密闭，防止空气进入 2、在实验中有同学提出，需要同时进行另一组其他条件相同但 不放植物的实验。你认为有没有意义？ 有 简述原因 具有对照作用，说明石灰水 浑浊是绿色植物呼吸作用所 致。
叶绿体 中的色 素
供氢 [H] 酶 ATP 酶 ADP+Pi
O2
2C3
CO2
多种酶参 加催化 C5
（CH2O）
光反应阶段
暗反应阶段
类囊体膜
H2O
酶
[H]
光反应阶段
进入叶绿 体基质， 参与暗反 应
ATP 供暗反 Pi ＋ADP 应使用 场所： 叶绿体内的类囊体薄膜上 条件： 光、色素、酶 、水 光能 （还原剂） [H] + O2 水的光解：H2O 物质变化 酶 ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP ATP的合成： 能量变化 光能转变为活跃的化学能贮存在ATP中
高中生物能量之源——光与光合作用
第9讲能量之源——光与光合作用考点1捕获光能的色素和结构1．绿叶中色素的提取和分离实验(1)实验原理(2)实验步骤2．叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：3．叶绿体的结构与功能(1)叶绿体的结构模式图(2)叶绿体的功能(必修1 P99“与社会的联系”改编)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择______________的玻璃、塑料薄膜，理由是____________________________________________________。
答案：无色透明有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他颜色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行【真题例证·体验】(2019·高考江苏卷)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。
下列叙述正确的是()A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b解析：选D。
研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。
【考法纵览·诊断】(1)叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素[2019·全国卷Ⅲ，T29节选](√)(2)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体膜上，该物质主要捕获可见光中的蓝紫光和红光[2018·全国卷Ⅲ，T29节选](√)(3)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成[2017·全国卷Ⅲ，T3A](×)(4)叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的[2017·全国卷Ⅲ，T3D](√)(5)用水作层析液观察花青苷的色素带[2017·天津卷，T5B](√)(6)若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生[2017·海南卷，T10C](×)(7)通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用[2016·全国卷Ⅱ，T4C](×)(8)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的[2016·全国卷Ⅱ，T4D](√)(9)层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失[2016·江苏卷，T17D](×) 【长句应答·特训】下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析回答下列问题：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上巧妙之处．．．．是_____________________________。
1.5.4 能量之源--光与光合作用(一)捕获光能的色素和结构
方法与步骤 １．提取色素
称取5g左右的 鲜叶，剪碎，放入 研钵中。加少许的 二氧化硅（充分研 磨）和碳酸钙（防 止色素被破坏）与 10ml无水乙醇。在 研钵中快速研磨。 将研磨液进行过滤。
方法与步骤 ２．制备滤纸条
方法与步骤 ３．画滤液细线
方法与步骤 ４．分离色素
２
实验结果： 实验结果：
（一）实验原理：种子萌发过程中 实验原理： 如果只进行有氧呼吸，则吸收的O 和呼出的CO 量相等； 如果只进行有氧呼吸，则吸收的O2和呼出的CO2量相等； 如果只进行无氧呼吸，则只放出CO 如果只进行无氧呼吸，则只放出CO2 。 如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则释放的CO 的量大于O 的吸收量。 如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则释放的CO2的量大于O2的吸收量。 （四）实验结果和结论： 实验结果和结论：
叶绿体的结构
类囊体
外膜 内膜 基质 基粒
捕获光能的色素分布在___________ 捕获光能的色素分布在 类囊体的薄膜上
4、资料分析：叶绿体的功能 资料分析：
没有 空气 黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照
1
： 叶绿体 的
2
有
： 分 的 叶绿体
：
叶绿体的 的 的
：
叶绿体 叶绿体 的 的
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？ 讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
H2O 2 实验结果： 实验结果： 结论： 结论：
装置1中液滴左移， 中不移， 装置1中液滴左移，2中不移， 萌发的种子只进行有氧呼吸 装置1中液滴不移， 中右移， 装置1中液滴不移，2中右移， 萌发的种子只进行无氧呼吸 装置1中液滴左移， 中右移， 装置1中液滴左移，2中右移， 萌发的种子既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸
5.4 能量之源——光与光合作用
。
②由于植物 的存在，使得蜡烛燃烧（小鼠存活呼吸）时间延长。 。
2、英格豪斯实验（1779年）
实验过程：重复进行普利斯特利实验500多次。
实验结论：证明普利斯特利实验只有在
光照 条件下才能成立。
3、萨克斯实验（1864年）
实验步骤： 将绿色植物（天竺葵）在黑暗中放置24小时。选择一片叶， 用遮光板从两面夹住部分叶片。将植物在光照条件下放置一段时间。将该 叶片取下，放在酒精中通过沸水浴处理一段时间。取出叶片，用清水漂洗 后，用碘蒸气熏蒸或滴加碘液。 ①实验中的自变量是什么？如何控制的？
四、光合作用的过程
光能
CO2+H2O
叶绿体
（CH2O）+O2
场所： 叶绿体 条件： 光能 原料： 二氧化碳、水 产物： 糖类等有机物、氧气
光合作用过程根据是否需要光，可以分
为两个阶段：光反应阶段、暗反应阶段
光反应
1、H2O的光解：2H2O
4[H] + O2 酶 2、ATP的合成：ADP + Pi + 能量
能量之源——光与光合作用
一、叶绿体的结构
（与暗反应有关的酶） （基粒的类囊体薄膜上 有与光反应有关的酶）
绿叶呈现绿色 的原因？
二、捕获光能的色素
实验——绿叶中色素的提取和分离
实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液) 目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类 材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等 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 讨论： 1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？ 2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？
1642年，海尔蒙特实验
高中生物必修一第五章第四节能量之源-光与光合作用
第四节能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素1.实验：绿叶中色素的提取和分离①绿叶中的色素能够溶解在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色素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。
③实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于充分研磨，碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
2.分类叶绿素a（蓝绿色）叶绿素（含量约占3/4）绿叶中的色素叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶黄素（黄色）①最上层的是：胡萝卜素；②最下层是：叶绿素b；③最宽的色素带是：叶绿素a；3.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，叶绿素主要存在于叶绿体中。
【习题一】下列关于光合色素的叙述，错误的是（）A．叶绿素a和叶绿素b都含镁元素B．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大C．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，是光合作用的场所．主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成，其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体．光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上．2、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg．类胡萝卜素不含Mg．3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．【解答】解：A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素，类胡萝卜素不含Mg．A正确；B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散的最快，B正确；C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；D、植物呈现绿色是由于，叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射回来的缘故，D 错误。
故选：D。
【习题二】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）．下列叙述正确的是（）A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C．四种色素在层析液中溶解度大小是I＜Ⅱ＜Ⅲ＜ⅣD．色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间【分析】析题图：滤纸条从上到下依次是：Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a（最宽）、Ⅳ叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照．【解答】解：A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；C、四种色素在层析液中溶解度大小是I＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C错误；D、素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液，D错误。
第四节能量之源——光与光合作用
A
1.探究：光照强度对植物光合作用强度 有何影响？ 2.可供选择的实验材料和用具： 清水、注射器、台灯、烧杯、塑 料管、镊子、水槽、可透光的纸片等 3. 实验方案设计： ⑴ 实验变量： ⑵ 如何设置对照：
4. 实验结果预测：
例.(2009· 海南高考)取某种植物生长状态一致的新鲜 叶片，用打孔器打出若干圆片，圆片平均分成甲、 乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别 给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。 照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图 所示。下列叙述错误的是 (B ) A.装置内增加的氧气来自于水 B.光照强度为a时，光合作用停止 C.丙组装置内的CO2含量照光后比 照光前低 D.该图反映了光合作用强度与光照 强度的关系
C 绿光部分
D 紫光部分
3、20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门的同位素 标记法的实验证明（ C ） A、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 B、光合作用中产生了淀粉和氧 C、光合作用释放的氧全部来自水 D、光合作用利用了二氧化碳和水 4．绿色植物光合作用的产物有 (C ) ①水 ②氧气 ③氢气 ④ CO2 ⑤葡萄糖 A．①②③④⑤ B．②④⑤ C．①②⑤ D．②③④⑤
绿色叶片在光合作用中产生了淀粉；
20世纪30年代，鲁宾和卡门（美）的同 位素标记实验：
结论： 光合作用产生的氧气全部来自水，而不 是来自CO2。
20世纪40年， （美）卡尔文(Calvin)
14CO 2
小球藻
有机物的14C
结论：14CO2中的14C转化成有机物的14C。
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把 CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并 释放出O2的过程。
二、探究环境因素对光合作用强度的影响
光合作用的色素(50张PPT)
4.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。下列关于叶绿体及其所含色 素的叙述，错误的是( ) A. 植物细胞中都有叶绿体，叶绿素分布于叶绿体的内膜和外膜上 B. 叶绿体的内膜和外膜都有选择透过性 C. 叶绿体内有许多类囊体，极大地扩展了受光面积 D. 与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中
处理
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
石英砂（少量） +
+
+
碳酸钙（少量） -
+
+
无水乙醇（10mL） +
-
+
蒸馏水（10mL） -
+
-
注：“+”表示加，“-”表示不加。 A.深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色 B.黄绿色(或褐色)、深绿色、几乎无色 C.几乎无色、深绿色、黄绿色(或褐色) D.黄绿色(或褐色)、几乎无色、深绿色
图5-4-7
(1)图甲所示的生物膜为________________。 (2)叶绿素a主要吸收_______________光。
(3)有同学认为仅根据吸收光谱图并不能判断哪些波长的光对光合作用最有效。由在不同 波长光的作用下的光合效率绘制成的图像称为作用光谱。请用以下实验材料及用具进行 探究。 实验材料及用具：水绵、好氧并可以游动的细菌、三棱镜、白色光源、显微镜等。 实验原理：①水绵在光照条件下可以进行光合作用产生氧气。 ②___________________________________________________________________________。 实验步骤：①将好氧细菌和水绵制成临时装片。 ②将临时装片置于________________的环境中。 ③将_____________的光投射到一段水绵上。 ④观察水绵不同部位聚集的好氧细菌的多少。 实验结果及分析：根据上述实验结果，某同学画出了水绵的作用光谱与叶绿素a的吸收光 谱，曲线如图5-4-8所示。
5-4 能量之源——光与光合作用
1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
2.说出光合作用原理的应用。
3.简述化能合成作用。
光照强度影响光合作用强度的实验 (1)实验流程: 打孔器在生长旺盛的绿叶上打出小 打出小圆形叶片(30片):用_______ 圆形叶片(直径=1 cm) 注射器 内有清水、小圆形叶片)抽出叶片 抽出叶片内气体:用_______( 内气体 黑暗处 小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入____ 沉到水底 盛有清水的烧杯中,小圆形叶片全部_________
实验处理及结果:
项目
烧杯 甲
乙 丙
小圆形 叶片 10片 10片 10片
加富含 CO2的清水 20 mL 20 mL 20 mL
光照 强度 强 中 弱
叶片浮起 的数量 最多 _____ 较多 _____ 较少
(2)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用
O2越多,浮起的叶片越___) 不断增强 。(同一时间段内产生的__ 多 强度_________
能量变化：ATP中活跃的化学能 的化学能。
有机物中稳定
外界条件骤变对光合作用的影响
外界条件变化 CO2浓度不变,
光照变强 CO2浓度不变,
[H]和ATP
_____ 增多
C3
减少 _____
C5
增多 _____
光照变弱
光照不变, CO2浓度变大 光照不变, CO2浓度变小
减少 _____
增多 _____
3.画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿 铅笔线均匀地画出一条细线。等滤液干后再画 一两次。 4.分离绿叶中的色素：将适量的层析液（分离 色素）倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的 一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞 紧试管口。注意：不能让滤液细线接触层析液
能量之源—光与光合作用
180
C18O2
2
02
第 一 组
H2180
H20
第 二 组
光合作用产生的O2来自于H2O。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
用14C标记14CO2，供小球藻 进行光合作用，追踪检测 其放射性，最终探明了 CO2中的碳的途径，称为 卡尔文循环。
美国卡尔文
4、光合作用化学反应式：
CO2 + H2 O叶绿体 （CH2O)+ O2
光 能
德国 梅耶
化 学 能
储存在什么 物质中？
1864年，德国萨克斯实验
黑暗处理 一昼夜 让一张叶片一半 曝光一半遮光 光 用碘蒸气处理这片叶， 发现曝光的一半呈深 遮光 蓝色，遮光的一半则 没有颜色变化。
绿叶在光下制造淀粉。
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
第4节 能量之源 ——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
原理：①叶绿体中的色素可以溶解在无水乙 醇中，可以用来提取色素。色素在层析液中的溶 解度不同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。
方法与步骤 1、提取色素：
尼龙网
二氧化硅： 研磨充分 碳酸钙：
无水乙醇
叶绿体的基质中 不需光、色素;需多种酶
CO2的固定：CO2+C5 2C3
[H]，ATP C3的还原：2C3 （CH2O） 酶
ATP的合成ADP+Pi 酶
4[H]+O2 光
ATP
ATP
酶
ADP+Pi
光能转变为ATP中活泼 的化学能
ATP中活泼的化学能转化为糖 类等有机物中稳定的化学能
光合作用
光合作用原理的运用
• 植物自身因素 • 环境因素对光合作用的影响
1）光照 2）温度 3）二氧化碳浓度 4）水分 5）矿质元素
五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 （1）光对光合作用的影响
①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。 ②光照强度 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加， 但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的 增加而增加 ③光照时间 光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。
光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是 来自CO2
典型例题 1、把新鲜叶绿素溶液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中 吸收最强的是（ B ） A 红光部分 B 红橙光与蓝紫光部分 C 绿光部分 D 紫光部分 2、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（ A 增大氧气浓度 B 增大二氧化碳浓度 A ）
C 增强光照强度
C 光能和光反应产生的ATP
D 都是光反应产生的ATP 6、在光合作用过程中，以分子态释放出氧以及ATP的产生都 离不开（ C ） A 叶绿素和二氧化碳 C叶绿素，水和光能 B 水和二氧化碳 D二氧化碳、水和光能
7、叶绿体中的色素分布在（
类囊体的薄膜上
）
与光合作用有关的酶分布在（ 叶绿体的基质与基粒上
叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光
叶绿体中的色素的特点
• • • • • 不溶于水，易溶于有机溶剂 叶绿素的合成需要光 低温会破坏和抑制叶绿素的合成 易受酸碱破坏 N、Mg是合成叶绿素的必需元素
二、实验——绿叶中色素的提取和分离
1 实验原理： 提取：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，不溶于水；
分离：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且它们在层析液中 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，从而使色素分离开。 2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）
高中生物：能量之源—光与光合作用知识点
高中生物：能量之源—光与光合作用知识点知识点1捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体的结构2.叶绿体色素的种类和功能色素功能叶绿素叶绿素a：蓝绿色吸收红光和蓝紫光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色吸收蓝紫光知识点2 绿叶中色素的提取和分离1. 实验原理（1）提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。
（2）分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。
2. 过程（1）提取色素①取材：称取5 g绿色叶片；②研磨：加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇；③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；④收集：收集滤液，试管口用棉塞塞严（2）色素的分离①制备滤纸条：将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条，并在一端剪去两角，在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
②画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线，待滤液干后，重复画一两次。
③分离色素：将3 mL层析液倒入试管中，装置如下图所示，插入滤纸条，有滤液细线的一端朝下，随后用软木塞塞紧试管口。
注意：不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。
④观察滤纸条上的色素带：滤纸条上色素带有四条。
如下表所示：知识点3 光合作用的发现历程1.1771年，英国普利斯特利指出：植物可以更新空气。
2.1779年，荷兰英格毫斯指出：植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。
3.1845年，德国梅耶指出：植物能把光能转换成化学能。
4.1864年，德国萨克斯证明：光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。
5.1880年，美国的恩格尔曼证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。
6.1939年，美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明：光合作用释放的氧气来自于水。
7.1948年，美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性，探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。
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光能转化为化学能被细胞所吸
收的过程称为光合作用。
太阳光中有能量，我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。 绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量， 那么，绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢？
捕获光能的色素
•
我们知道，玉米中有时会出现白化苗。 白化苗由于不能进行光合作用，待种子中贮 存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细 胞中的色素有关。
二、实验程序
方法与步骤：称
取5g左右的鲜叶，剪碎， 放入研钵中。加少许的 石英砂（充分研磨）和 碳酸钙 (防止研磨中色 素被破坏)与10ml无水乙 醇。在研钵中快速研磨。 将研磨液进行过滤。
实验结果：
讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？ 宽窄如何？这说明了什么？
2015/10/11 10
3.叶绿体
• 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。
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
叶肉细胞
亚显微结构模式图
叶绿体亚显微 结构模式图
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿 体，螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。 （2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境 中，排除了环境中光线和O2的影响，从而确保 实验能顺利进行。 （3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进 行检测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。 （4）、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。
能量之源—— 光与光合作用
• 有些蔬菜大棚用红色或蓝色的 塑料薄膜代替普通塑料薄膜， 有的温室内悬挂发红色或蓝色 的灯管。 •1.用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？
可以提高光合作用强度；不同颜色的光会影响植物的光合作用。
•2.为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？
不能；因为叶绿素基本上不吸收绿光
四、注意事项
1.因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.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研 磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙 的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的 色素受到破坏。
3.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。
2、色素的吸收光谱
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
类 胡 萝 卜 素 ： 吸 收 蓝 紫 光
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
叶 绿 素 ： 吸 收 蓝 紫 光 和 红 光
结论：
• 叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光， 胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光。 • 注：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。 问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中 的什么部位？
今天，下面的这个实验，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，并设法将这些色素分离开。
绿叶中有哪些色素呢？
【实 验】叶绿体中色素的提取和 Nhomakorabea离一、实验原理 1.叶绿体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。 2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素 分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，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。
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
三、实验关键
1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的 叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。 2.画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复 画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复 2-3次。 3.层析时不要让滤液细线触及层析液。
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。