捕获光能的色素和结构(2)
新教材2023届高考生物一轮复习17光合作用1_捕获光能的色素和结构课件必修1
（2）实验步骤
二氧化硅 碳酸钙
A1
A2
A3
B
C1
单层尼龙布
C2
一.捕获光能的色素和结构 （2）实验步骤
B
A
一.捕获光能的色素和结构 （2）实验步骤
(1)叶绿体的结构模式图
光反应 暗反应
一.捕获光能的色素和结构 4.叶绿体的结构适于进行光合作用
(2)叶绿体的功能
外膜
叶绿体基质
暗反应
证据
色素
类囊体 光反应
一.捕获光能的色素和结构 4.叶绿体的结构适于进行光合作用
决定
(2)叶绿体的功能 光合作用
光束照射
所有受光
一.捕获光能的色素和结构 4.叶绿体的结构适于进行光合作用
一.捕获光能的色素和结构
藻类
含量最多的色素
水层及主要存在的光
叶绿素 绿藻 主要吸收红光和蓝紫光，
反射绿光
浅水层：存在红光和蓝紫光。
某种叶黄素 褐藻 主要吸收绿光和蓝紫光，
反射红黄光
中水层：存在绿光、蓝紫光
红藻
藻红素 主要吸收蓝紫光,
反射红光
深水层：存在蓝紫光
海洋中的藻类垂直分布是海洋群落垂直结构的体现，有效的避免 的竞争，充分利用了光能。
(2)叶绿体的功能
教材隐性知识：源于必修1 P101“讨论”
(1)恩格尔曼在选材上有什么巧妙之处？ 提示：选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察； 用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)恩格尔曼在实验设计上有什么巧妙之处？
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
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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 。
1.3.6 捕获光能的色素和结构及光合作用的原理
①缺Mg导致叶绿素合成减少，吸收光能减少，光合作用降低。 ②研究证实，叶片氮含量与叶绿素含量之间呈正相关。因此，当 叶绿素含量低下时，要对植株进行适量施氮肥，这样可以提高叶 绿素的含量，从而促进植物的生长、发育。
干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）的合成，脱落酸促
（4）水 进叶绿素的降解, 降低叶片的光合速率。
III.材料用具
• 依据操作步骤分析需要用到的材料用具
流动相 （层析液）
跟我亲就跟 着我跑
提示： 纸层析时层析液必须与水互不相 容，因此酒精不适合用作层析液。
——橙黄色(胡萝卜素) ——黄色[叶黄素(类)]
提示： 1、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a和叶绿素b在纸层析上的排序 反映了不同色素非极性的强弱。 2、胡萝卜素微溶于乙醇，故理 论上滤纸条上色素的含量不能 反映绿叶中色素的含量。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细线（可将滤液倒入 培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。
固定相 （水）
跟我亲就给 我留下
II.操作步骤
– 提取绿叶中的色素（操作及注意事项）
• 绿叶→研磨(CaCO3+SiO2＋C2H5OH)→过滤
– 分离滤液中的色素（操作及注意事项）
• 制备滤纸条→画滤液细线→纸层析
上海世博会叶子概念车
光合作用汽车的动力原理？
车顶的大叶子是一部奇妙的光电转 化器，能把太阳能转化为电能。此 外，“叶子”还能够实现风电转换 ，进行二氧化碳吸附和转换。
1.捕获光能的色素在哪里？有哪些？ 2.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用？ 3.光能被色素吸收后，起了什么作用？ 4.人类是怎样认识到光合作用原理的？ 5.什么是光反应？什么是暗反应？ 6.结构稳定的水分子，为什么能够分解产生 氧气？ 7.H2O分解产生的H+去了哪里？ 8.光合作用受哪些因素的影响？ 9.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 10.什么是化能合成作用？
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________________。
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。
捕捉光能的色素和结构ppt
(1880年，美国)
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。
叶绿体的功能
章节一
恩格尔曼实验的巧妙之处？
02
选材好。
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧多的部位。
设计妙。
没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； 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。
1.俗话说“万物生长靠太阳”，那么，太阳能是怎么转变成生命活动可以利用的能量的呢?
2.植物是如何捕获光能进行光合作用的？我们来比较健康幼苗与白化苗的生长状况，请分析为什么白化苗的长势比正常幼苗差？
正常苗
白化苗
正常幼苗能进行光合作用制造有机养料
D
4．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 ( ) 5．纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是 ( ) A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素 C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b 6．在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是 ( ) A．橙黄色的胡萝卜素 B．黄色的叶黄素 C．蓝绿素的叶绿素a D．黄绿色的叶绿素b
B
D
A
7．阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于 A．绿光区 B．红橙光区和绿光区( ) C．蓝紫光区和绿光区 D．红橙光区和蓝紫光区
D
8．用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同时间后，罩内O2最多的是 ( ) A．绿色罩 B．黑色罩 C．无色罩 D．蓝紫色罩
教学设计1：5.4.1 捕获光能的色素和结构
捕获光能的色素和结构(一)教学目标1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。
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。
(二)教学重点和难点1.教学重点(1)提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。
(2)叶绿体适于光合作用的结构特点。
2.教学难点提取和分离叶绿体中的色素。
（三）教学过程利用教材P97的“问题探讨”导入课题，从植物工厂入手，分析植物生长需要光、二氧化碳、营养液和适宜温度等条件，而在利用人工光源时，常见的是红色、蓝色和白色光。
通过讨论题引导学生说明光可以为植物的生长提供能量。
在自然界，万物生长靠太阳。
太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。
一、捕获光能的色素按照教材的实验方法步骤，指导学生完成“绿叶中色素的提取和分离实验”。
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5～10 mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨↓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进行过滤↓收集：用试管收集色素滤液，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也可 将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取 滤液，在横线处按压出均匀的细线 ↓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(不能让滤液细线触及层析液)，也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯↓观察并记录结果：滤纸条上出现4条色素带实验结束后讨论问题串，引导学生分析实验:为何选用新鲜的绿叶，否则会导致什么结果?研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?滤纸条剪去两角的目的是什么?铅笔画一条细线的目的滤液细线重复画两三次的目的是什么?层析时层析液为何不能没过滤液细线?滤纸条上得到几条色素带，其上下位置排序及颜色、宽窄如何?绿叶中的色素在层析液中溶解度大小排序如何?绿叶中的哪一种色素含量最多?如果滤纸条上没有色素带，可能的原因是什么?如果滤纸条上色素带颜色偏浅，可能的原因是什么?通过以上的问题分析，可引导学生将结果和实验操作相结合明其因果联系，发展分析问题的能力。
高中生物(新教材)《捕获光能的色素和结构》导学案+课后练习题
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核心素养1.说出叶绿体的结构和功能。
2．说出色素的种类及功能。
3．进行绿叶中色素的提取和分离。
1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。
2．科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果。
知识点一捕获光能的色素1．生物圈得以维持运转的基础：□01太阳光能的输入、捕获和转化。
唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：□02光合作用。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理(2)实验步骤①提取色素问题思考若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？提示：有机溶剂，如丙酮。
②分离色素3．观察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有□28四种色素。
(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
色素带最宽的是□29叶绿素a，最窄的是□30胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与□31溶解度有关，扩散速度越快说明□32溶解度越高。
(4)相邻两条色素带之间距离最远的是□33胡萝卜素和叶黄素，最近的是□34叶绿素a和叶绿素b。
4．绿叶中色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成□35不同颜色的光带，称为光谱。
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收□36蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收□37蓝紫光。
问题思考制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。
问题思考重复画线的目的？提示：增加色素含量，使现象明显。
延伸拓展 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。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。
(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。
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。
学案1：5.4.1 捕获光能的色素和结构
第4节第1课时捕获光能的色素和结构【学习目标】1.色素的提取和分离过程、叶绿体中的色素种类和功能。
2.说出叶绿体的结构和功能。
【学习过程】知识点一捕获光能的色素一．知识梳理1．生物圈得以维持运转的基础：_____________________。
唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：________。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理（2）观察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有_______________。
(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
色素带最宽的是__________，最窄的是____________，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与__________有关，扩散速度越快说明_____________。
3．绿叶中色素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b主要吸收_________________，胡萝卜素和叶黄素主要吸收__________。
二．问题思考1.制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？2.重复画线的目的？3.叶片呈现绿色的原因。
实验异常现象分析（1）滤纸条未见色素带的原因：（2）滤液绿色过浅的原因：知识点二叶绿体的结构适于进行光合作用一．知识梳理1．叶绿体(1)叶绿体的结构②色素及酶的分布c_______________上分布着能够吸收、传递和转化光能的________。
与光合作用有关的酶分布在_____________和____________。
e___________中还含有少量DNA和RNA(2)分布：主要分布在植物的___________内。
(3)功能：叶绿体是绿色植物进行__________的场所。
2．总结在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的___________，在_________________________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。