捕获光的色素和结构、光合作用的探究历程
原创7：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
化物学质能
CO2
O2
光合作用的探究过程
5. 萨克斯实验 （1864年）
曝光
饥饿处理
遮光
酒精脱色
碘蒸汽处理
消耗掉叶片中结的营论养：物光质合作用的产物除氧气外还有淀粉
光合作用的探究过程
5. 萨克斯实验 （1864年）
光合作用的探究过程
有机物
光合作用的探究过程
6. 恩格尔曼的实验（1880年） 1）材料：
捕获光能的色素和结构、 光合作用的探究历程
正常幼苗 能进行光 合作用制 造有机物
白化苗不能 进行光合作 用，无法制
造有机物
实验——绿叶中色素的提取和分离
一、实验原理
1. 提取色素的原理： 色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇 提取色素
2. 分离色素的原理： 不同色素在层析液中的扩散速度不同，从而分离色素
实验——绿叶中色素的提取和分离
三、实验结果
胡萝卜素 （ 橙黄色） 4
叶黄素 （黄 色）
3
叶绿素a (蓝绿色)
1
叶绿素b （黄绿色） 2
实验——绿叶中色素的提取和分离
色素种类
绿叶 中的 色素
类胡萝卜素
(含量约占3/4)
叶绿素
(含量约占1/4)
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）
光合作用的探究过程
8、卡尔文 （20世纪40年代）
用 14C 标 记 14CO2 ， 供 小球藻进行光合作用， 探 明 了 CO2 中 的 C 在 光 合作用转化成有机物中 的碳的途径，这一途径 称为卡尔文循环
光合作用的探究过程
பைடு நூலகம்
第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
第4节 能量之源——光与光合作用第1课时 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程一、捕获光能的色素1．实验：绿叶中色素的提取和分离 (1)提取绿叶中的色素①原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②步骤取材：称取5 g 新鲜绿叶 ↓研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL 无水乙醇，迅速、充分研磨 ↓过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 ↓收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严 (2)分离绿叶中的色素①原理：不同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。
②步骤制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端剪 去两角↓铅笔画线：在距滤纸条去角的一端1 cm 处 用铅笔画一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线↓重复画线：待滤液干后，重复画细线1～2次↓分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，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↓观察并记录结果：滤纸条上出现4条色素带2．色素的种类及吸收光谱类胡萝卜素⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)主要吸收蓝紫光叶绿素⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫叶绿素b(黄绿色)叶绿素a(蓝绿色)主要吸收蓝紫光和红光归纳总结实验中的材料试剂及操作目的过程操作内容操作目的提取色素材料叶片要新鲜、深绿使滤液中色素含量高试剂二氧化硅利于绿叶的充分研磨碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏无水乙醇溶解色素关键步骤研磨要迅速、充分提取较多色素、防止溶剂挥发盛滤液的试管口加棉塞防止溶剂挥发用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸防止色素吸附在滤纸上分离色素试剂层析液分离色素关键滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘步骤处扩散过快滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐使分离的色素带清晰滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中(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，在滤纸条上的从上而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()答案(1)×(2)√(3)×(4)×1．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？提示研磨不充分，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。
21-22版：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程（步步高）
第4节 能量之源——光与光合作用第1课时 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程学习目标 1.说出叶绿体中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.了解科学家对光合作用的探究历程。
素养要求 1.生命观念：认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应。
2.科学探究：理解“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理，学会探究实验的设计思路。
一、捕获光能的色素1．实验：绿叶中色素的提取和分离 (1)提取绿叶中的色素①原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②步骤取材：称取5 g 新鲜绿叶 ↓研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL 无水乙醇，迅速、充分研磨 ↓过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 ↓收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严 (2)分离绿叶中的色素①原理：不同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。
②步骤制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端剪 去两角↓铅笔画线：在距滤纸条去角的一端1 cm 处 用铅笔画一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线↓重复画线：待滤液干后，重复画细线1～2次↓分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，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 ↓观察并记录结果：滤纸条上出现4条色素带2．色素的种类及吸收光谱类胡萝卜素⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)主要吸收蓝紫光 叶绿素⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫叶绿素b (黄绿色)叶绿素a (蓝绿色)主要吸收蓝紫光和红光 归纳总结 实验中的材料试剂及操作目的 过程操作内容 操作目的 提取色素材料叶片要新鲜、深绿使滤液中色素含量高 试剂二氧化硅利于绿叶的充分研磨 碳酸钙 防止研磨过程中色素被破坏无水乙醇 溶解色素关键 步骤 研磨要迅速、充分 提取较多色素、防止溶剂挥发盛滤液的试管口加棉塞 防止溶剂挥发 用单层尼龙纱布过滤而不用滤纸防止色素吸附在滤纸上分离色素试剂层析液分离色素关键 步骤滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快 滤液细线重复画若干次，且要求细、直、齐使分离的色素带清晰 滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中(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，在滤纸条上的从上而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( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×1．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？提示 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。
课件9：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
鲁宾和卡门的实验
C18O2
O2
H2O A
CO2
光照 下的 球藻 悬液
H218O
B
18O2
结论：光合作用释放的氧气来自水
卡尔文的实验
卡尔文循环： 14CO2 → 14C3 → (14CH2O)
14C5
卡尔文
年代
1771年 1779年
1845年
1864年 1880年 1941年 20世纪 40年代
铅笔线 画铅笔细线
取经干燥处理的滤纸， 将滤纸剪成长6cm，宽 1cm的滤纸条，剪去一 端的两角，在距离剪角 端1cm处用铅笔画一条 横线
3.画滤液细线
用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线均匀地画出一条细线， 要求：细、齐、直，使色素带平整、不重叠。 待滤液干后，再画一两次。 目的：积累更多色素，使色素分离效果更明显。
到1785年，发现了空气的组成， 人们才明确绿叶在光下放出的 是O2，吸收的是CO2。
梅耶 根据能量转化与守恒定律
光 能
化 学 能
储存在什 么物质中？
萨克斯的实验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
暗处理
半曝光
结论：光合作用还产生淀粉
碘蒸汽处理
1. 为什么对天竺葵先进行暗处理（饥饿处理）？ 2. 这个实验是否设置了对照？
实验中所需控制的单一变量是什么？
它们分别是什么颜色的？
各种色素在绿叶的含量相同吗？
绿叶中色素的提取和分离
一、实验原理 提取： 无水乙醇 (丙酮等有机溶剂） 分离： 层析液
溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。 溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。
二、目的要求
➢进行绿叶中色素的提取和分离。 ➢探究绿叶中含有几种色素。
光合作用【4】光合作用的影响因素
A
**
达到最大光合速率所需的最小** ，称为**饱和点。
四、光合作用强度的影响因素 3.温度
温度是通过影响光__合__作__用__有_关__酶__的__活__性_而影响光合作用速率 的。
必修1P85
四、光合作用强度的影响因素
缺Mg 则下方两条色素带 颜色更浅 更窄
4.必需矿质元素
Mg:叶绿素的重要组成成分。
是)限制因变量的因素。
②若改变因素乙，因变 量____(改变/不变)
O
∴此时，因素乙___(是/
不是)限制因变量的因素。
因素乙，条件1
因素乙，条件2
因素乙，条件3
因素甲饱和点
AB
因素甲
曲线分析：P点：限制光合速率的因素应为__横___坐标所表 示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：___横___坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因 子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
N：是各种酶以及NADPH和ATP的重要组成成分，叶绿素中也有 N元素。
P：是叶绿体膜、NADPH和ATP的重要组成成分。
K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和种子等器官过程 中起作用。
【训练5】3.[2011全国卷]番茄幼苗在缺镁的培养液中培养 一段时间后，与对照相比，其叶片光合作用强度下降，原 因是 B
探究CO2浓度光合作用强度的影响
实验结论 光
合 速 率
CO2饱和点
B
CO2浓度
在一定范围内，光合速率随CO2浓度的增加而增大，但当 CO2浓度增加到一定数值后，光合作用速率不在增加。B 点表示CO2饱和点。
饱和点
光 合 速 率
CO2饱和点——CO2浓度 光饱和点——光照强度 饱和点位于横坐标上
光合作用的探究历程和色素的提取
功能
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
21
1、叶片为什么往往是绿色的呢？ 叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，再加 上叶绿素含量多，所以叶片才呈现绿色。
2、温室或大棚种植蔬菜应选择什么颜色的塑料薄膜？
可以选择有色薄膜，比如红色或蓝色的薄膜，只 允许红光或蓝光通过。还可以选择无色透明塑料 薄膜可以通过所有波长的可见光，光合效率最强。
5
4、1864年，德国萨克斯——检测淀粉实验
将一盆栽植物放于暗处一昼夜，用黑纸将某叶片的一半从 上下两面遮盖起来，然后移到光下几小时。
6
变蓝(含淀粉)
不变蓝(不含淀粉)
实验成功证明了光合作用产物中有淀粉
7
5、1880年，美国恩格尔曼 实验材料：水绵和好氧并能运动细菌 将载有水绵和好氧性细 菌的临时装片，放入无空气 黑暗环境中,并用极细光束 照射,再用显微镜观察。
蜡 烛 很 快 熄 灭
小 鼠 很 快 死 亡 较 长 时 间 内 正 常
3
普利斯特利的实验有时成功，有时却失败？
当时有人重复普利斯特利的实验，却得到完全相反结 论:植物与动物一样能使空气变污浊。
为什么？
2、1779年，荷兰英格豪斯500多次植物更新空气实验
蜡 烛 燃 烧 时 间 更 短 蜡 烛 燃 烧 时 间 变 长
色素种类
胡萝卜素
色素颜色 色素含量 溶解度
橙黄色 最少
扩散速度
最快
最高
叶黄素 叶绿素a
黄色 蓝绿色
较少 最多
较高 较低 最低
较快 较慢
叶绿素b
黄绿色
较多
最慢
叶绿素由C、H、O、N、Mg构成
课件10：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
完全→ 好氧菌分布在叶绿体 曝光 所有受光部位
结论 O2是叶绿体释 → 放出来的，叶 绿体是光合作 用的场所
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
叶绿体的形态结构模式图
吸收光能的四种色素，就 分布在类囊体的薄膜上.
6．秋冬季节，由于叶绿体中的某类色素易被破坏，使叶片呈现黄
色，导致叶片吸收光的能力减弱，其中吸收明显减少的是( B )
A．黄光、红光
B．红光、蓝紫光
C．蓝紫光、绿光
D．绿光、黄光
7.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，下图为纸层析的结果 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述不正确的是( D )
A．甲可能误用蒸馏水 作提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨 时加入无水乙醇过多 C．丙可能是正确操作 得到的理想结果 D．丁可能是因为研磨 时未加入CaCO3
9．下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是( B ) A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素 B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素 C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D．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
拓展
恩格尔曼的第二个实验
现象：透过三棱镜照射水绵 临时装片，发现好氧细菌聚 集在红光和蓝光区域
结论：这说明了叶绿体主要吸收红光和蓝紫用于光 合作用，放出氧气
探讨1：一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。 请分析出现这一现象的原因是什么？
提示：在春夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿 素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季， 叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出了类胡萝卜素的 颜色，所以呈现黄色
21-22版：5.4.1 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程（创新设计）
第4节能量之源——光与光合作用第1课时捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程|预知概念|一、绿叶中色素的提取和分离1.提取叶绿体中的色素2.分离绿叶中的色素二、绿叶中色素的种类和作用及叶绿体的结构和功能1.绿叶中色素的种类与光能吸收2.叶绿体的结构和功能三、光合作用的探究历程1.光合作用的概念2.光合作用的探究历程(连线)|过程评价|1.色素在层析液中的溶解度越大，在滤纸上的扩散速度越快( √ )2.研磨时加入碳酸钙的目的是保护色素( √ )3.研磨时加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨( √ )4.植物叶片中的色素主要吸收蓝紫光、红光和绿光( × )5.叶绿素绝对不吸收绿光( × )6.分离绿叶中的色素用的是层析液( √ )7.色素分离后，在滤纸条上的从上而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( × )8.叶绿体是通过基粒中的类囊体薄膜扩大生物膜面积的( √ )9.叶绿体是光合作用的场所，蓝藻虽然没有叶绿体但也可以进行光合作用( √ )|联想·质疑|★科学解释：滤纸条边缘的溶液运动速度快，中间的溶液运动速度慢，为了跑出平齐的色素带，要剪去滤纸条两角。
★滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。
★科学解释：叶子中的色素对绿光吸收少，绿光被反射出来，故一般叶子呈绿色。
★科学解释：类囊体薄膜堆叠成基粒，大大增加了光合作用面积。
蓝藻为什么能进行光合作用？蓝藻中的色素种类和叶绿体中的色素种类是否相同？提示：蓝藻含有与光合作用相关的色素和酶。
不相同。
科学探究1绿叶中色素的提取和分离下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：1.提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？提示A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。
光合作用的探究历程和色素的提取
光合作用的探究历程和色素的提取光合作用是指植物将光能转化为化学能的过程，这一生物过程的探究历程可以追溯到17世纪。
同时，色素的提取也是在这个过程中被发现和研究的重要内容。
光合作用最早的研究可以追溯到英国科学家约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）和瑞典医生卡尔·威尔希尔（Carl Wilhelm Scheele）在18世纪的实验。
普里斯特利是第一个发现植物对光的反应的科学家之一、他的实验表明，当绿色植物处于光照下时，它们可以产生氧气，从而使燃烧更为剧烈。
后来，瑞典科学家奥伯·欧尼乌斯（Oberlin Smith）在19世纪中叶对光合作用进行了进一步的研究。
他发现，光合作用只能在植物叶绿素的存在下进行。
他认为叶绿素是光合作用的媒介物质，但他并没有成功地将叶绿素提取出来。
叶绿素的提取研究开始于20世纪初的瑞士化学家理查德·威廉姆森（Richard Willstätter）。
他发现叶绿素是由生物体中的可溶性色素组成的。
威廉姆森成功地提取了叶绿素，并对其进行了详细的研究。
在20世纪40年代，美国研究者罗宾·希尔（Robin Hill）开展了光合作用的研究，并发现了叶绿素分子在光和二氧化碳存在下产生的暂时电流。
这是对光合作用生化过程的重要发现，进一步揭示了光能如何转化为化学能。
在20世纪中叶，日本研究者山中敏（Tsunetaka Yamanashi）成功分离了叶绿素和类叶绿素。
他提取出的叶绿素被用于进一步研究，揭示了光合作用的分子机制。
随着技术的进步和研究方法的发展，科学家们对光合作用的了解和对色素的提取有了更深入的研究。
现代科学家使用各种化学和物理技术，如高效液相色谱法（HPLC）和质谱法（Mass Spectrometry），来分离和鉴定植物色素。
例如，气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）被广泛用于叶绿素的分离和定量。
总的来说，光合作用的探究历程经历了几个重要的阶段，从最早的发现到现代科学对其分子机制的深入研究。
捕获光能的色素和结构教案
《能量之源——光与光合作用》教案一、教材分析《能量之源——光与光合作用》是人教版必修一“分子与细胞”模块第五章第四节的内容。
这节内容包括两部分：第一部分为捕获光能的色素和结构，第二部分是光合作用的原理和应用。
与旧教材相比，本节内容大体上保持了旧教材的难易程度和编排顺序，仅在以下三个方面作了调整：一是对光合作用的探究历程进行了扩充，增加了英格豪斯、梅耶、卡尔文等科学家的实验，将光合作用的发现过程阐述的更加完整。
二是新增了环境因素对光合作用强度影响的探究实验，这个探究实验的设计和操作均有一定的难度，教材为此提供了相关的提示和参考案例。
三是叶绿体的结构和功能、化能合成作用这两部分内容在旧教材中没有被编排在《光合作用》这一节中，现为了内容的完整性和更符合学生的认知规律，将这两部分内容移至本节中。
本节内容不仅和初中教材中有关光合作用的基础知识密切相关，而且在高中教材中也起着承上启下的作用：一方面通过本节内容的学习，可以进一步理解在第三章中为什么把叶绿体比作“养料制造车间”和“能量转换站”，另一方面本节内容也为必修3中生态系统的物质循环和能量流动、选修3中生态工程等内容的学习打下基础。
二、教学目标依据《课程标准》和学生实际情况，将本节课的三维目标确定为：1．知识方面（1）说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）说出叶绿体的结构和功能。
（3）说明光合作用以及对它的认识过程。
（4）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）说出光合作用原理的应用。
（6）简述化能合成作用。
2．能力方面（1）学会提取、分离绿叶色素的方法（2）通过探究实验，培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。
3．情感态度与价值观（1）通过学习科学家对光合作用原理的探究历程，使学生认同科学原理的创立是科学家在不断的观察、实验、探索和争论中建立起来的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
课件11：5.4.1 捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程
转化成储存
2．光合作用的探究历程[连线]
1．普利斯特利的实验 密闭玻璃罩＋绿色植物＋小蜡鼠烛→→不不易易窒熄息灭死亡 (1)缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小 鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。 (2)没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归 因于植物的生长。 (3)限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成 分。
叶片中的淀粉)数小时后，再把叶片的一部分遮光，一部分曝
光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘蒸气处理，
3．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a D．叶绿素a、叶绿素b 解析 叶绿素能吸收短波的蓝紫光和长波的红光，类胡萝卜素主 要吸收短波的蓝紫光。 答案 A
4．德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处“饥饿”处理(消耗掉
课堂小结
1．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
(3)用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无 光照的部位，相当于一组对照实验。 (4)进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明 确实验结果完全是由光照引起的等。 【训练2】 如图为叶绿体亚显微结 构简图，下列叙述中错误的是
( )。 A．①②均为选择透过性膜 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状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
捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程39页PPT
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
探究历程
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
捕获光能的色素和结构及光合作用的
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
2022年人教版生物高考总复习第一部分考点复习指导第三单元第3课捕获光能的色素和结构、光合作用的原理
第3课捕获光能的色素和结构、光合作用的原理【课标要求】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。
【素养目标】1.通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系，建立对立统一、结构决定功能的观点。
(生命观念)2.理解C3、C5等物质变化和光合作用的相关曲线。
(科学思维)3.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响。
(科学探究)4.关注光合作用与农业生产及生活的联系。
(社会责任)【主干·梳理与辨析】一、捕获光能的色素和叶绿体的结构与功能1．捕获光能的色素：功能吸收、传递和转换光能化学特性不溶于水，能溶于有机溶剂(如无水乙醇)中色素种类及分布叶绿素(含量约占3/4)叶绿素a 主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b类胡萝卜素(含量约占1/4)胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素2.捕获光能色素的吸收光谱：光是一种电磁波。
可见光的波长是400～760__nm。
一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。
3．光合作用的结构——叶绿体：(1)模式图：【思考辨析】1．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。
(×)分析：叶绿体中叶绿素的含量多于类胡萝卜素，叶绿素不吸收绿光，所以植物叶片呈现绿色。
2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。
(×)分析：液泡中色素不能吸收光能用于光合作用，叶绿体中的色素才行。
3．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。
(×)分析：叶绿体中吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上，在叶绿体基粒和基质中都有与光合作用有关的酶。
二、实验：绿叶中色素的提取和分离1．实验原理：2．实验步骤：3．实验结果及分析：(1)实验结果：(2)结果分析。
①由上到下：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
原因：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散得快；反之，则慢。
溶解度由高到低的顺序为：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b②由宽到窄：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素。
高考生物一轮第9讲 光与光合作用学生版
第9讲 光与光合作用[考纲要求] 1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。
2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。
3.实验：叶绿体色素的提取和分离。
考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程1．捕获光能的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素主要吸收 光，类胡萝卜素主要吸收 光。
2．叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图(2)结构⎩⎪⎨⎪⎧外表：①双层膜内部⎩⎪⎨⎪⎧ ②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶↓决定(3)功能：进行的场所。
拓展延伸影响叶绿素合成的三大因素3．光合作用的探究历程(连线)(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()(2)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(4)叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多()(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中()(6)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积()下面是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，请分析：(1)恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处？(2)恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是什么？(3)萨克斯实验中进行“黑暗”处理的目的是什么？(4)萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理，目的是什么？(5)两实验设计中是如何形成对照的？命题点一捕获光能的色素分析1．将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。
下列相关说法正确的是() A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D．水在叶绿体中分解产生氧气需要A TP提供能量2．将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。
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鲁宾和卡门实验 （1939） 1939） 探究光合作用产生的氧来自于H 还是CO 探究光合作用产生的氧来自于H2O还是CO2
课堂训练
1．通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现4条色 ．通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现 条色 素带，从上而下依次为：（ 素带，从上而下依次为：（ A ） A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 、叶绿素 ．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b B．胡萝卜素、叶绿素 、叶绿素 、叶黄素 ．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、 C．叶绿素 、叶绿素 、胡萝卜素、叶黄素 ．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、 D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素 ．叶黄素、叶绿素 、叶绿素 、 2．叶绿体色素的纸层析结果显示．叶绿素 位于层析滤纸的最 ．叶绿体色素的纸层析结果显示．叶绿素b位于层析滤纸的最 下端，原因是：（ 下端，原因是：（ C ） A．分子量最小 B．分子量最大 ． ． C．在层祈液中的溶解度最小 D．在层析液中的溶解度最大 ． ． 3．在圆形滤纸的中央点上色素滤液，对叶绿体的色素进行Z ．在圆形滤纸的中央点上色素滤液，对叶绿体的色素进行 纸层析法分离，会得到近似同心的四个色素环， 纸层析法分离，会得到近似同心的四个色素环，排列在最里 圈的色素呈（ C ） 圈的色素呈（ A．橙黄色 B．蓝绿色 C．黄绿色 D．黄色 ． ． ． ．
4．在进行绿叶中色素的提取和分离的实验时不让层 ． 析液触及滤液细线的原因是（ 析液触及滤液细线的原因是（ C ） A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果 ． B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散 ． C．色素会溶解在层析液中而使实验失败 ． D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散 ． 5．如图做色素层析分离的正确装置是（ D ） ．如图做色素层析分离的正确装置是（
叶绿素
叶绿素a 叶绿素 分析实验结果： 分析实验结果： 1、叶绿体中含量最多的色素是 、 。 2、溶解度最大的色素是 胡萝卜素 最小的是 、 ，
叶绿素b 叶绿素 。
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A
A. 0.20% C. 0.64%
B. 0.44％ 0.44％ D. 0.88%
CO2
18O 2
C18O2
O2
光照射下的 小球藻悬液
H218O
H 2O
水 结论：光合作用所释放的氧气全部来自于___ 结论：光合作用所释放的氧气全部来自于___
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上述研究结果说明： 上述研究结果说明： 光合作用的原料： 、二氧化碳 光合作用的原料： 水 光合作用的条件： 光合作用的条件： 阳光 光合作用的产物： 光合作用的产物： 、有机物（淀粉） 氧气、 氧气 有机物（淀粉） 光合作用的场所： 光合作用的场所：叶绿体
A
反馈练习
3、温室或大棚种植蔬菜时，应选 温室或大棚种植蔬菜时， 择何种颜色的玻璃、塑料薄膜？ 择何种颜色的玻璃、塑料薄膜？ A、无色 B、红色 C、蓝紫色 D、绿色
A
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6、在叶绿体的色素提取和分离实验中，实验 、在叶绿体的色素提取和分离实验中， 结果表明， 结果表明，在滤纸条上相邻色素带之间距离 最大的是（ 最大的是（ ） • A．叶绿素a和叶绿素b A．叶绿素a和叶绿素 和叶绿素b • B．叶绿素 和叶黄素 ．叶绿素a和叶黄素 • C．叶黄素和胡萝卜素 ． • D．无法判断 ．
橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色
叶绿素 3/4） （3/4）
反馈练习
1、吸收光能的色素分布在： 吸收光能的色素分布在： A、叶绿体的外膜上 B、类囊体的薄膜上 C、叶绿体的内膜上 D、叶绿体的基质中
B
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实验结果分析
胡萝卜素（橙黄色） 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素 （蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色） 叶绿素 （黄绿色）
类胡萝卜素
知识背景
一 白光是由红 白光是由红、橙、黄、绿、 蓝、 七色光组成。 靛、紫七色光组成。 白光 白光中某种波长的光被吸收， 二 白光中某种波长的光被吸收， 在光谱上相应的位置会出现暗带
白光
叶绿素a 叶绿素a 叶绿素b) (叶绿素b)
讨论：叶绿素主要吸收什么样的光？ 讨论：叶绿素主要吸收什么样的光？ 红光和蓝紫光
C
7 在叶绿体色素的提取实验中，研磨绿叶 在叶绿体色素的提取实验中， 时要加入无水乙醇，其目的是（ 时要加入无水乙醇，其目的是（ C ） • A．防止叶绿素被破坏 ． • B．使叶片充分磨碎 ． • C．使各种色素充分溶解在乙醇里 ． • D．为了使叶绿素溶解在丙酮里 ．
8 叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离 的原因是（ 的原因是（ ） D A．色素提取液中色素已经分层 ． B．阳光的照射使不同色素彼此分开 ． C．乙醇有使色素溶解并彼此分离的特点 ． D．各种色素在层析液中的溶解度不同 ．
能量之源-光与光合作用 能量之源 光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
一 叶绿体的结构
外膜 内 膜
基粒 基质
类 囊 体
基 粒
光合作用的四种色素和有关 的酶分布在类囊体的薄膜上
光合作用的四种色素
种类 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素b 色素的颜色
含量 类胡萝卜素 1/4） （1/4）
光能 叶绿体
CO2+H2O
（CH2O）+O2
2、 在光合作用实验里，若所用的水中有 在光合作用实验里， 0.20%水分子含 二氧化碳中有0.68% 0.68%的 0.20%水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的 二氧化碳分子含18O ，则植物进行光合作用 释放的氧气中， 的比例为( 释放的氧气中，含18O的比例为( )
胡萝卜素（叶黄素） 胡萝卜素（叶黄素） 讨论：类胡萝卜素主要吸收什么波长的光？ 讨论：类胡萝卜素主要吸收什么波长的光？
蓝紫光
问题：叶绿素能吸收550nm波长的光吗？ 问题：叶绿素能吸收550nm波长的光吗？ 550nm波长的光吗
反馈练习
2、阳光经过三棱镜分光照在丝状绿藻 上，在哪些光谱范围内聚集着最多的 好氧细菌？ 好氧细菌？ A、红光和蓝紫光 B、黄光和蓝紫光 C、红光和绿光 D、蓝紫光和绿光
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实验操作目的
1、石英砂、碳酸钙在实验中起什么作用？ 、石英砂、碳酸钙在实验中起什么作用？ 石英砂： 碳酸钙： 石英砂：研磨充分 碳酸钙：防止叶绿素被破坏 2、加入丙酮（无水乙醇）的作用是什么？ 、加入丙酮（无水乙醇）的作用是什么？ 叶绿体中色素能够溶解在丙酮中（色素提取的原理） 叶绿体中色素能够溶解在丙酮中（色素提取的原理） 3、为什么要迅速研磨？ 、为什么要迅速研磨？ 防止丙（无水乙醇） 防止丙（无水乙醇）挥发 4、为什么必须及时用棉塞塞紧试管口？ 、为什么必须及时用棉塞塞紧试管口？ 防止丙酮（无水乙醇） 防止丙酮（无水乙醇）挥发 为什么色素会在滤纸条上分离？ 5、为什么色素会在滤纸条上分离？ 不同色素在层析液中的溶解度不同， 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素随层析液在滤纸条上的 扩散速度快（色素分离的原理） 扩散速度快（色素分离的原理） 为什么将干燥的滤纸的一端剪去二个角？ 6、为什么将干燥的滤纸的一端剪去二个角？ 保证层析液同步到达滤液细线 为什么滤液细线越细、越直越好？ 7、为什么滤液细线越细、越直越好？ 保证滤液细线上的色素可以同时向上扩散， 保证滤液细线上的色素可以同时向上扩散，避免色素带重叠 为什么画滤液细线需要重复2 8、为什么画滤液细线需要重复2-3次？ 保证更多的色素转移至细线处 为什么滤液细线不能触及层析液？ 9、为什么滤液细线不能触及层析液？ 防止色素溶解在层析液中 10、为什么烧杯要盖培养皿？(10ban) 10、为什么烧杯要盖培养皿？ 防止丙酮挥发
• 绿叶研磨后过滤，漏斗基部应放（ C 绿叶研磨后过滤，漏斗基部应放（ • A．纱布 B．棉花 • C．单层尼龙布 D．滤纸
）
• 某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集 某同学在做提取叶绿体中色素的实验时， 到的色素提取液为淡绿色。 到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的 可能原因是（ 可能原因是（ A ） • ①研磨不充分，色素未能充分提取出来 研磨不充分， 丙酮加入量太多， ②丙酮加入量太多，稀释了色素提取液 • ③丙酮加得太少，色素未提取出来 丙酮加得太少， 未加CaCO3粉末，叶绿素分子己被破坏 粉末， ④未加 粉末 • A．①②④ B．①③④ ． ． • C．③④ ． D．①② ．