捕获光能的色素(1)
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
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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
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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)
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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
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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:
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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
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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 。
21-22版：5.4.1 捕获光能的色素和结构（创新设计）
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构捕获光能的色素——————————————自主梳理——————————————1.色素的提取实验2.色素的分离实验3.色素的吸收光谱(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，在滤纸条上从上至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。
()提示(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快。
(2)√(3)×色素分离后，在滤纸条上从上至下的四条色素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
(4)×叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
[典例] (2021·西安五校联考)某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。
下列相关分析错误的是()A.①可能是未加CaCO3而得到的实验结果B.②可能是用水取代了无水乙醇而得到的实验结果C.③可能是未加SiO2而得到的实验结果D.叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同答案D解析提取叶绿体中的色素时，需要加入无水乙醇、SiO2、CaCO3，其中无水乙醇的作用是溶解色素，SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3的作用是防止色素被破坏。
分离色素时，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快.距点样处越远。
①组实验结果不理想的原因可能是未加CaCO3而使色素(主要是叶绿素)被破坏，A正确；②没有色素带，可能是用水取代了无水乙醇，叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，而不能溶于水，所以用水取代无水乙醇不能分离出色素带，B正确；③中色素带较窄，分离出的色素量少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分，C正确；叶绿体中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素在滤纸条上的扩散速度不同，说明四种色素的溶解度不同，D错误。
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________________。
光合作用知识点归纳总结1
光合作用相关考点总结知识点一, 捕获光能的色素1, 提取和分别叶绿体中的色素（1）原理: 叶绿体中的色素能溶解于。
叶绿体中的色素在中的溶解度不同, 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。
（2）方法步骤:①提取绿叶中色素: 称取菠菜叶2g→剪碎置于研钵→放入少许_______和_______→加入5mL______→快速研磨→过滤→收集滤液（试管口用______塞严）②制备滤纸条:③画滤液细线:④分别色素：滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中, 滤液细线不能触及到, 用培育皿盖住小烧杯。
（3）结果分析:●无水乙醇的用途是___________________________,●层析液的的用途是__________________；●二氧化硅的作用是______________；●碳酸钙的作用是_____________________________；●滤纸条上的细线要求画得细而直, 目的是保证层析后分别的色素带；便于视察分析；●分别色素时, 层析液不能没及滤液细线的缘由是____________________________；●层析装置要加盖的缘由是_；●是否可以用滤纸代替尼龙布过滤____________________________________________；叶绿素主要汲取和利用胡萝卜素和叶黄素主要汲取。
1. 结构及功能的关系(1)基粒和类囊体增大了受光面积。
(2)类囊体的薄膜上分布着酶和色素, 利于光反应的顺当进行。
(3)基质中含有及暗反应有关的酶。
2. 色素的分布及作用(1)分布: 叶绿体中的色素都分布于类囊体的薄膜上。
(2)作用: 色素可汲取, 传递光能3. 影响叶绿素合成的因素(1)光照: 光是影响叶绿素合成的主要条件, 在黑暗中不能合成叶绿素, 因而叶片发黄。
(2)温度：温度可影响及叶绿素合成有关的酶的活性, 进而影响叶绿素的合成。
低温时, 叶绿素分子易被破坏, 而使叶子变黄。
捕获光能的色素和结构教学设计
必修 1 第 5 章第 4 节光合作用与能量转化第 1 课时捕获光能的色素和结构说课稿一、教学分析（一）教材分析本节课选自人教版必修 1 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 课时的内容。
教材首先是通过绿叶中色素的提取和分离实验，明确了色素的种类、含量以及吸收的光谱，然后是光合色素存在于植物细胞的叶绿体中，由结构和功能相适应的观点，自然过渡到对叶绿体的功能探究，最后总结出叶绿体适于进行光合作用的结构基础。
本节课前承“细胞器之间的分工合作”从宏观上了解到了叶绿体的形态以及细胞的能量货币“ATP”相关内容，后启“光合作用的原理和应用”。
通过本节课的学习，学生可以更好的理解光合作用的光反应阶段，对细胞的结构与功能相适应这一重要生物学观点有更深刻的体会。
（二）学情分析（1）知识准备：学生之前已经学过光合作用的有关知识，知道光合作用的场所、原料、产物和条件等。
学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构的知识基础和了解光合作用过程的兴趣。
（2）能力基础：高一学生已经具备一定的自主学习与合作探究能力，能进行研磨、过滤等实验操作。
（3）不足之处：学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础，结构基础，也不能从物质变化和能量转化的角度认识光合作用；同时“叶绿体色素的提取与分离”实验的过程又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。
（四）教学目标1．知识目标（1）掌握提取叶绿体中色素的方法。
（2）说出绿叶中色素的种类和作用。
2．科学探究（1）描述实验现象，初步掌握探究的基本思路和方法。
（2）对实验现象进行讨论分析，提高思考问题和解决问题的能力。
3．生命观念通过对叶绿体结构的学习，认同结构与功能相适应的观点。
（五）教学重点和难点教学重点：能实施实验，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。
叶绿体色素的提取与分离实验
3、用纸层析法将色素进行分离，在滤纸条上出现最宽旳一 条色素带旳颜色是（ ） A、橙黄色 B、黄色 C、蓝绿色 D、黄绿色
类胡萝卜素 50
叶绿素b 叶绿素a
0
波长
二、捕获光能旳色素和构造
（一）捕获光能旳色素
色素
叶绿素a （蓝绿色）
叶绿素 叶绿素b
（黄绿色） 含量约占3/4
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色） 胡萝卜素 （橙黄色）
含量约占1/4
吸收可见 旳太阳光
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
课堂检测
1、在叶绿体色素旳提取和分离试验中在滤纸条上扩散速度 最快旳色素是（ ） A、叶绿素a B、叶绿素b C、胡萝卜素 D、叶黄素
分别在A、B、C三个研钵中加入2克菠菜，经研磨、提取得到三种颜色旳溶液： 深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。注：“+”表达加，“—”表达不加。
处理
二氧化硅（少许） 碳酸钙（少许）
95%乙醇（10ml） 蒸馏水（10ml）
ABC +++ —+ + + —+ —+ —
（1）A处理得到旳溶液颜色是 黄绿色 ，原因是__叶__绿__素_被__破__坏__________
（6）色素分离旳成果：相邻色素带间距最宽旳是 他们旳颜色是 橙黄色 和 黄色 ，主要吸收 蓝紫
胡萝卜素 和 叶黄素 ， 光。
（ D）
A、安装红色透光薄膜 B、安装蓝紫色透光薄膜
5.4.1捕获光能的色素和结构教案高一上学期生物人教版必修1
3.实验操作（10分钟）
学生分组进行叶绿体中色素提取和分离实验，教师巡回指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。
课堂提问：实验结束后，教师提问学生关于实验现象和结果的问题，引导学生运用所学知识分析实验结果。
4.巩固练习（5分钟）
教师布置一道关于色素知识的练习题，学生独立完成，并在小组内进行讨论。
师生互动环节：教师选取部分学生的练习题进行讲解和分析，引导学生总结色素的知识点。
2.当堂检测：
为了巩固所学内容，请完成以下练习题：
（1）列举出叶绿体中存在的色素种类，并描述它们的功能和分布情况。
（2）简述色素提取和分离的实验原理和操作步骤。
（3）根据实验结果，分析不同色素的扩散速度与什么因素有关。
（4）运用所学知识，解释为什么植物在不同的生长阶段会出现不同的颜色。
板书设计：列出色素种类（如叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等），旁边标注各自的功能和分布情况。
2.实验原理和操作步骤：为什么要进行色素提取和分离实验？实验的原理是什么？如何进行操作？
板书设计：用简洁的文字描述实验原理，并列出实验操作步骤，如研磨、过滤、层析等。
3.实验结果分析：如何观察和分析实验结果？不同色素的扩散速度与什么有关？
5.课堂小结（5分钟）
第五章第四节
（08广东）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实 验中各种现象的解释，正确的是
A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
D.胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的 溶解度最高
C
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在不同色素在层析液 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
ห้องสมุดไป่ตู้
B
（2011年江苏卷）某研究组获得了水稻的叶黄素缺 失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定 和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片 相比，实验结果是 B A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条 变式：若改为蓝紫光照射光呢？
A
3、1779年，荷兰，英格豪斯： 植物在光和绿叶条件下才能更新空气 4、1785年，绿叶在光下放出氧气，吸收二氧化碳 5、1845年，德国，梅耶，光合作用把光能转化成化 学能储存。 6、1864年，德国，萨克斯
（置于暗处几小时）
证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
6、1864年，德国，萨克斯 （1）暗处理的目的是？ 消耗叶片中的营养物质 （2）仅对实验用的叶片暗处理还是整个植株暗处理？ 整个植株暗处理，防止有机物运输影响显色反应。 （3）该实验的实验组和对照组分别是？ 实验组：曝光 对照组：遮光 （4）实验用叶片光合作用时留在植株上还是取下来 光合作用？ 留在植株上，保证其他生活条件正常。 （5）为了更好的观察颜色变化，碘蒸气处理前最好 经过什么处理？ 酒精脱色，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中
(完整版)捕获光能的色素和结构—教案
捕获光能的色素和结构教案教学目标【知识目标】（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。
【能力目标】（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。
【情感目标】（1)通过对叶绿体结构的学习，帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用.（2）叶绿体的结构和功能.教学难点：提取、分离绿叶色素实验操作、叶绿体结构与功能的统一性。
教学策略或方法整节内容安排3课时,拟将“捕获光能的色素和结构”安排一课时；“光合作用的探究历程和光合作用的过程”安排一课时;“光合作用原理的应用和化能合成作用”安排一课时，第一课时“捕获光能的色素和结构”具体设计的策略如下：教学内容基本策略导入新课利用白化苗的图片创设问题情境，引入本节第一部分.光合色素的种类引导学生完成绿叶中色素的提取和分离的实验，得出结论.光合色素的作用利用屏幕显示4种色素分别放在阳光和三棱镜之间得到的4张光谱图，并结合教材上的图5—10，得出结论.叶绿体的功能介绍恩格尔曼的实验，得出实验结论并分析实验方法的巧妙处。
叶绿体的结构通过观察叶绿体的立体结构示意图,认识叶绿体的基本结构以及与其功能相适应的结构特点。
知识小结习题巩固教学用具：多媒体演示课件、实验准备材料教学进程：板书设计一、捕获光能的色素和结构1、捕获光能的色素叶绿素a（蓝绿色)叶绿素（含量约占3/4）叶绿色b（黄绿色）绿叶中的色素胡萝卜素(橙黄色）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶黄素（黄色）2、叶绿体的结构1、分布2、形态外膜内膜3、结构基粒:由两个以上的类囊体组成，含色素和酶基质：含酶4、功能课后反思1．充分利用现代化的教学手段是教学改革的趋势，但若所有内容都通过多媒体来呈现，教学容量太大,且学生基本不能做笔记，不利于学生复习，若能将板书与多媒体有效结合,让学生边听边记笔记，效果会更好。
光合作用的原理和应用捕获光能的色素和结构(第一课时)
光合作用的原理和应用捕获光能的色素和结构(第一课时)
第五章
第4节光合作用的原理和应用—捕获光能的色素和结构(第一课
时)
目标导引
知识目标：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
能力目标：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方法目标：学会提取、分离绿叶色素的方法
德育目标：通过对叶绿体结构的学习，帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点
问题导学
【问题一】分别说出色素的提取原理和分离原理。
这个实验用到的实验方
法有哪些？
课前自悟
课中醒悟
课后感悟
【问题二】实验操作过程中的问题思考
1、“色素的提取和分离”实验应选择什么样的材料？为什么？
2、无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙的作用以及如果缺少其中的一种会
造成的现象。
3、为什么要及时用棉塞将试管口塞严?滤纸条的一端为什么要剪去
两角？
4、画滤液细线的要求是什么？滤液细线能触及层析液吗？为什么？
课前自悟
课中醒悟
课后感悟
【问题三】实验结果及实验结论？
1、依色素带由宽到窄排列四种色素（列出名称及颜色）。
依扩散速度
快慢排列四种色素。
2、相邻两条色素带距离最宽的是和之间
的距离，最窄的是和之间的距离。
3、色素带的宽窄说明什么？色素带在滤纸条上的位置说明什么？
4、捕获光能的色素有哪些？分别是什么颜色？各主要吸收哪种光？
课中醒悟
课后感悟
分层导练
【课堂基础训练】
1、1915年、l930年、l965年三个年度的诺贝尔奖都授予了有关叶绿素研究方。
5.4.1捕获光能的色素和结构教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版(2019)必修1
5. 4. 1 《捕获光能的色素和结构》教学设计【教材分析】《捕获光能的色素和结构》是新人教版高中生物学必修 1《分子与细胞》第5章第4节第1课时的学习内容。
在此之前，学生已经学习了“叶绿体的显微结构”“降低化学反应活化能的酶”和“细胞的能量通货---ATP”，这为过渡到本节内容的学习，起到了铺垫作用，而且本节内容是学习下一节内容《光合作用的原理和应用》的知识基础，因此本节内容在教材中具有承上启下的作用。
【学情分析】本节授课对象是高一的学生，他们在初中的生物学习中已具备了一定的关于光合作用的知识，也做过了“绿叶在光下制造淀粉”的实验，而且学生在本模块的第3 章学习了叶绿体的显微结构，第4 章学习了《细胞中的能量通货--ATP》知道了光合作用是合成ATP 的重要途径之一，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。
在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行，需要老师的细心指导。
另外，由于学生缺乏对基粒微观结构的直观认识，本节课又涉及到物理光学、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。
【开放性学习环境】生物学实验室开展教学活动，方便学生探讨及进行实验。
利用希沃白板演示设备展示学生实验探究情况。
【教学目标】1.从结构与功能观的角度，分析叶绿体中含有色素，类囊体薄膜和酶的特点与其吸收光能进行光合作用的功能相适应。
（生命观念）2.在学习实验原理即提取和分离原理后，能够对实验操作步骤有一定的构思，在实验操作后能够基于实验事实正确地做出结论，并且提出质疑。
（科学思维）3.进行绿叶中色素的提取与分离探究实验，掌握无水乙醇提取法和纸层析分离技术，阐明色素的种类、含量和吸收光谱。
（科学探究）4.能够运用色素与光合作用的原理解释生产生活中的相关现象，激发学生对生物科学的兴趣，培养学生科学研究的志向。
（社会责任）【教学重点】.绿叶中色素的提取和分离实验原理与方法；. 叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
光合作用
A.使用定性滤纸过滤研磨液
√B.干燥的定性滤纸可用于分离绿叶中的色素
C.在画出一条滤液细线后紧接着重复画线一两次
D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素
解析 在提取绿叶中的色素时，漏斗基部放一块单层尼龙布进行过滤，
A项错误；
分离绿叶中的色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；
画出一条滤液细线后需等滤液干后再画一两次，C项错误；
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。
12345
解析 答案
4.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下， 小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确 的是
A.Y2的质量大于Y3的质量 B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
√A.萨克斯将叶片在暗处放置几小时，然后一半遮光，一半曝光处理，得
出光合作用需要光照才能进行的结论 B.恩格尔曼以好氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出氧气是由叶绿
体在光照条件下释放出来的结论 C.梅耶根据能量转化与守恒定律，指出植物在进行光合作用时把光能转
换成化学能储存起来 D.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水
纸，用碘液染色法处理叶片，观察到叶片有的
部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没
有出现蓝色的部位是
A.a、b和d
√B.a、c和e
C.c、d和e
D.b、c和e
解析 a处黄白色，没有光合色素，c、e处遮光，因此a、c、e都不能
合成淀粉。
解析 答案
例6 人们对光合作用的认识和探究经历了漫长的历程。关于光合作用探 究历程的叙述，不正确的是
③实验结论：O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的，叶绿体是光合 作用的场所。
光合作用(一)捕获光能的色素知识讲解
光合作用（一）捕获光能的色素和结构【学习目标】1、简述叶绿体中色素的种类、分布和作用。
2、描述叶绿体的结构、说明叶绿体的功能。
3、重点：理解实验“绿叶中色素的提取和分离”实验的实验原理与方法。
4、难点：绿叶中色素的种类和作用、绿叶中色素的提取和分离。
【要点梳理】要点一、实验——绿叶中色素的提取和分离1、原理(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。
(2)不同的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扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素分离。
2、实验程序3、实验结果四种色素被分离出来，它们的位置、颜色及排列顺序如下表：要点诠释：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，但对其他光也有吸收，只是吸收量少。
结果分析：①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为：叶绿素a >叶绿素b >叶黄素>胡萝卜素; ②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素 a >叶绿素 b；③在滤纸上相邻两条色素距离最近的是叶绿素a 与叶绿素b ，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。
4、实验中的注意事项(1)裁取定性滤纸时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。
(2)根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm ，高出的部分做直角弯折。
(3)画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。
(4)研磨要迅速、充分。
a.因为丙酮容易挥发； b.为了使叶绿体完全破裂.从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。
(5)制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀,便于观察实验结果。
要点诠释：（1）为什么色素提取时加丙酮？（使色素溶于有机溶剂）（2）为什么加二氧化硅？（使研磨充分）（3）为什么加CaCO3? (防止叶绿素受到破坏)（4）为什么滤纸剪去两角？（使色素带整齐）（5）为什么滤液细线画的越细越齐越好？（使色素带整齐）（6）为什么不要让层析液没及滤液细线？（滤液溶于层析液中不能形成色素带）（7）为什么色素会在滤纸条上分离开？（色素溶解度不同）（8）为什么用培养皿盖上烧杯？（防止丙酮挥发）（9）为什么滤纸要避光保存？（色素见光分解）（10）为什么试验后洗手？（接触了有毒的化学药品）（11）色素带在滤纸上排列先后顺序？（胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b）5、高等植物叶绿体中的色素及功能要点诠释：将绿叶中的4种色素溶液，分别放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况：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。
2023届高中生物新教材同步必修第一册 第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构[学习目标] 1.尝试提取绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能。
2.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
一、捕获光能的色素1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
(2)实验用品及作用(3)实验步骤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)实验步骤(3)实验结果及分析3．色素的吸收光谱(1)光谱：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。
(2)色素的吸收光谱判断正误(1)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分()(2)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快()(3)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光()(4)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光()(5)在干燥滤纸条一端1厘米处用黑色钢笔画一条细的横线()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×一、实验操作注意事项及结果分析1．过滤时漏斗基部的单层尼龙布不可以(填“可以”或“不可以”)用滤纸代替，是因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
2．制备滤纸条时，剪去滤纸条的两角可以防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快，即：使层析液在滤纸条上扩散速度均衡，这样有利于得到清晰整齐的色素带。
3．画滤液细线的要求是细、直、齐；待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的含量。
4．分离色素时，为防止滤液细线上的色素溶解到层析液中，不能让滤液细线触及层析液。
5．滤纸条上色素带的分布情况说明了什么？提示滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同；同时由于4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。
一、捕获光能的色素和结构
从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大小相近 的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相 同条件下，再次进行叶绿体色素的提取分离实验，测 定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组成 及含量后，得出结论。
二、叶绿体
捕捉光能的色素存在于细胞中的 叶绿体中
1.下列标号各代表： 基粒 内膜 ① 外膜 ②________ ③_________ 基质 ④ 类囊体膜 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 。
C H O N Mg C H O N Mg
颜色
蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色
对光谱的吸收
C、 H
C、H、O
2、影响叶绿素合成的因素：
温度，
光，
无机盐（如氮盐，镁盐，铁盐）
四种色素的吸收光谱
叶绿体中的 色素提取液
叶绿素主要吸收 蓝紫光、红光 ___________
类胡萝卜素主要吸 蓝紫光 收________
1865年，德国萨克斯： 叶绿素位于更小结构中 1880年，美国恩格尔曼： 场所:叶绿体 条件:光 产物氧来自于水
20世纪30年代，美国鲁宾与卡门： 20世纪40年代，美国卡尔文：
CO2中碳在光合作用中转化成 有机物中碳途径
1864年德国萨克斯实验
目的：消耗掉叶 片内的营养物质
证明绿叶在光下制造了淀粉
B
在下列两种情形下，叶肉细胞内 C3 、 C5 、 ATP 含量变化应分别是
Ⅰ夏季中午光照最强时 II 将植物由光下移到荫处
D
① C3↑
② C3 ↓
③C5↑
④ C5↓
⑤ ATP ↓
⑥ ATP↑
⑦ ATP 含量不变
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
2022生物人教版必修1习题：5.4.1 捕获光能的色素和结构
第21课时捕获光能的色素和结构[目标导读] 1.结合试验，概述绿叶中色素的提取和分别的原理，把握叶绿体中色素的种类和作用。
2.结合图5－11，概述叶绿体的结构和功能。
[重难点击]叶绿体中色素的提取和分别。
一捕获光能的色素植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开色素。
结合“绿叶中色素的提取和分别”试验，探究色素的种类和作用。
1.试验：“绿叶中色素的提取和分别”(1)试验原理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集中得快，反之则慢。
因而，色素会随着层析液在滤纸上的集中而分别开。
(2)试验步骤分析①提取色素时，加入研钵内的物质：A二氧化硅少许，作用是使研磨得充分；B碳酸钙少许，作用是防止研磨中色素被破坏；C无水乙醇10 mL，作用是溶解色素。
②过滤时，要将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗基部放一块单层尼龙布。
③制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止色素带不整齐，画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。
④色素分别时，加盖的目的是防止层析液挥发；关键应留意层析液不要没及滤液细线，否则滤液细线会被层析液溶解，不能分别。
(3)试验结果(色素带的宽窄代表了色素的含量多少，色素集中的速度和溶解度成正比)小贴士假如得到的色素提取液颜色过浅，可能的缘由有：(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。
(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。
(3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
2.色素的性质(1)从图中可以读出：叶绿素对红光和蓝紫光的吸取量大；类胡萝卜素对蓝紫光的吸取量大；叶绿素对绿光吸取量较少，所以叶片呈现绿色。
(2)温室内自然光照射的状况下，给植物人工补充哪些单色光对增产有利？答案红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光达到增产的目的。
归纳提炼1.影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
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他发现水中的好氧性细菌在橙、黄、绿、青光的投射
区域明显稀少。这个实验说明
___叶__绿__体__进__行__光__合__作__用__主__要_。吸收红光和蓝紫光
19
C
A．甲、乙与丙长势相近
B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差
C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差
D．甲、乙长势都比丙好
12
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
叶绿体亚显微 结构模式图
叶肉细胞 亚显微结构模式图
13
1.下列标号各代表： ① 外膜 ②__内__膜____③_____基__粒__
胡萝卜素和叶黄素
叶绿素ａ和叶绿素ｂ
5、色素带间隔最大的是？胡萝卜素和叶ｂ 最小的是？
6、将叶绿体中的色素滴在滤纸上， 叶绿素ａ和叶绿素ｂ
由中心向四周圆环依次是？
7
1、捕获光能的色素
叶 绿 体
类胡萝卜素
（含量约占总量
胡萝卜素 叶黄素
（橙黄色） （黄色）
中
的1/4）
的 色
叶绿素
Байду номын сангаас
素
（含量约占
叶绿素a 叶绿素 b
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
3
(三)方法与步骤
4
5
6
思考：
1、色素由上向下依次是？由下向上依次是？
2、溶解度最大的是？溶解度最小的是？
胡萝卜素
叶绿素ｂ
3、按照含量由多到少排序是？ 叶ａ＞叶ｂ＞叶黄素＞胡萝卜素
4、色素带中相邻间隔最大的是？相邻间隔最小的是？
④ 类囊体膜 ⑤___基__质___ 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。
①
6
②
⑤
④
③14
14
2、捕获光能的结构—叶绿体
（1）分布 主要分布在绿色植物的叶肉细胞 （2）形态 一般呈扁平的椭球形或球形
（3）结构
外膜 透明，有利于光线的透过 内膜
基粒 由两个以上的类囊体组成， 含色素和酶
A．甲、乙 C．丙、丁
B．乙、丙 D．甲、丁
D
18
下图是一位生物学家的实验。他将水绵放到暗处，然 后用白光束对水绵细胞的不同部位做点状投射，发现 水中的好氧性细菌明显聚集在投射到叶绿体上的光点 处。
（l）这说明_叶__绿__体__是__光__合__作__用__的__场_。所
（2）这位科学家又将白光通过棱镜投射到水绵上，
基质 含多种光合作用 所必需的酶
（4）功能 光合作用的场所
15
恩吉尔曼实验
16
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。
（蓝绿色） （黄绿色）
总量的3/4）
8
练一练
在叶绿体色素的提取和分离实验中,收集到的滤
液绿色过浅,其原因可能是
①未加石英砂,研磨不充分
②一次加入大量的无水酒精提取
③分次加入少量无水酒精提取
D
④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③ C.①③④
B.②③④ D.①②④
9
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
四种色素对光的吸收
叶绿素主要吸收_蓝__紫__光__、__红__光
类胡萝卜素主要吸收_蓝__紫__光___
11
想一想：塑料薄膜的颜色对温室大棚的光合效率的影响？ 将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如图所示，若 干天后，与丙盆相比，甲、乙盆麦苗的长势是
• 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。
17
将甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下，
甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光 片A；丁添加绿色滤光片B(如下图)；经过一段时间， 各盆中长势最旺的和长势最差的分别是下列哪一组
第4节
1
思考：白化苗能光合作用 吗？为什么？ 捕获光能与细胞中的色素 有关。 思考：细胞中哪里有色素？ 都是什么色素呢？ 液泡：花青素
叶绿体：多种色素
只有叶绿体中的色素可以 捕获光能。
2
实验——绿叶中色素的提取和分离
实验原理：提取原理：绿叶中的色素能够溶解于 有机溶无剂水乙醇 中；分离原理：绿叶中的色素易溶 于脂溶性 层析液液中，色素在层析液中的溶解度不 同，扩散速度也不同，通常把这种方法叫做“纸 层析法”。