(共32张PPT)
第2节
光合作用——光能的捕获和转换
第2课时
绿色植物光合作用的过程
为了提高空气质量，人们常常在客厅或者卧室等处摆放一些花卉等绿色植物。
绿色植物是如何更新周围
环境中空气的呢？
对生活中的生物学现象进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
新疆种植的哈密瓜为什么比较甜？
对生活中的生物学现象进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
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
1.能初步用结构和功能观说明叶绿体是光合作用的场所。
（生命观念）
2.用物质和能量观，阐明光合作用过程。（生命观念）
3.分析归纳，比较光反应和暗反应。（科学思维）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起
吧！
进
走
课
堂
1．证明实验
(1)实验过程：1937年前后，英国科学家希尔在研磨绿叶后制取__________，并向悬液中加入______，然后给予光照后观察。
(2)实验现象：①Fe3＋被还原为________。
②离体的叶绿体____________。
(3)实验结论：一定程度上证明了______________________。
(4)该实验意义：使光合作用的研究从____________水平进入到了________________水平。
一、叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所
草酸铁
Fe2＋
释放出了O2
叶绿体悬液
光合作用在叶绿体中进行
器官(叶片)
细胞器(叶绿体)
2．在普通光学显微镜下，叶绿体是______观察到的细胞器。
3．光照强度对叶肉细胞中叶绿体分布的影响
(1)细胞内的叶绿体一般分布在________与____之间的细胞质中。
(2)在光照较弱的情况下，叶绿体会汇集到________，以最大限度地吸收光能，保证______的光合作用。
(3)当光照强度很高时，叶绿体会移动到________，以避免强光的伤害。
最容易
细胞质膜
液泡
细胞顶面
高效率
细胞侧面
【例1】下列关于参与光合作用的叶绿体说法，正确的是( )
A.1937年前后，英国科学家希尔的实验使光合作用的研究从器官水平进入了细胞器水平
B.当光照强度很高时，叶绿体会移动到细胞顶面
C.叶绿体中的色素分布在基质中
D.光合作用需要的酶只分布在叶绿体基质中
A
当光照强度很高时，叶绿体会移动到细胞侧面，以避免强光的伤害，B错误；叶绿体中的色素分布在类囊体膜上，C错误；类囊体膜上和叶绿体基质中都有，D错误。
二、光合作用过程
1．光反应
(1)场所：__________________(________和与光反应有关的酶就分布在__________)。
(2)条件：________________等。
叶绿体的类囊体膜上
光合色素
类囊体膜上
光、光合色素和酶
(3)过程：
①在类囊体膜上，______等光合色素________。
②水裂解释放O2，并将电子传递给某些______________。
③电子传递：光合色素吸收光能，使某些__________分子(接受了最初由________传递而来的电子)受到激发________，电子在不同的物质(__________)之间传递。
叶绿素
吸收光能
基态叶绿素分子
基态叶绿素
水的裂解
释放电子
电子传递体
④ATP和NADPH的形成：__________(____________)接受电子被还原成_________(____________，常表示为_____，在暗反应阶段发挥作用)
，能量也由光能转换为____，再由____转换为化学能，储存在______和__________中。
⑤在光反应中，________________，______________，电子传递，ATP和NADPH的形成是____________，共同完成光反应，即将______最终转换为______并产生O2。
NADP＋
还原型辅酶Ⅱ
NADPH
还原型辅酶Ⅱ
[H]
电能
电能
ATP
NADPH
光合色素吸收光能
水裂解释放O2
耦合在一起的
太阳能
化学能
2．暗反应
(1)场所：__________。
(2)发现者：______及其研究团队。
(3)条件：_________________________等。
叶绿体基质
卡尔文
CO2、ATP、NADPH和酶
(4)过程：
①暗反应又称为__________，简单地说，__________就是将____、______和__________转变为________(一种三碳糖)的复杂生化反应。
②CO2的固定：绿叶细胞从外界吸收的______进入叶绿体基质，与细胞中的一种__________(C5)结合，形成两个__________(C3)。
卡尔文循环
卡尔文循环
CO2
ATP
NADPH
磷酸丙糖
CO2
五碳化合物
三碳化合物
③C3的还原：在______的催化下，____接受光反应阶段提供的
____和____，经过一系列________，部分转变为____，另一部分又
形成____，继续参与____________。
④暗反应是由__催化的一系列复杂的________。在这一过程中，
将光反应过程中形成的___________中的化学能，转化为储存于
________________。
有关酶
C3
物质
能量
生化反应
糖类
C5
CO2的固定
酶
生化反应
ATP和[H]
糖分子中的化学能
1.在无光条件下，暗反应能否长期进行？
提示：不能。因为无光条件下，光反应不能进行，光反应的产物ATP和[H]减少，不能满足暗反应的需求，暗反应终将停止。
2.若暗反应停止，光反应能否持续进行？
提示：不能，若暗反应停止，光反应产生的ATP和[H]积累过多，将抑制光反应的进行。
3.科学研究表明，光合作用的产物除糖类和O2外，还有蛋白质和脂肪等。如何用实验证明这种观点？
提示：用14C标记参加光合作用的CO2，测定含14C的产物中是否有蛋白质、脂肪等。
对生活中的生物学现象进行观察并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
3．光合作用过程示意图
(1)图中Ⅰ为______阶段，Ⅱ为______阶段，二者不仅同时进行，而且__________，共同完成光合作用过程。
(2)叶绿体中的光合色素吸收太阳能，将________________，形成了______________________________。
光反应
暗反应
耦合在一起
光能转换为化学能
推动CO2和H2O合成糖的动力
4．光合作用
(1)概念：光合作用是绿色植物细胞中的______从太阳光中________，
并将这些能量在______________转变为________的过程中，__________
为糖分子中______的过程。
(2)总反应式
__________________________________。
叶绿体
捕获能量
CO2和H2O
糖与O2
转换并储存
化学能
(3)意义
①光合作用是一项复杂的________过程，也是一个______转变为______的重要途径。
②光合作用对地球表面的________、大气组成、________乃至所有生物的____，人类的生产和生活都有至关重要的意义。
能量转换
无机物
有机物
生态面貌
生物进化
生存
5．化能合成作用
(1)概念：通过____外界环境中的______获得的______来合成______，这种制造有机物的方式，称为化能合成作用。
(2)生物类型：自然界中的一些微生物，如土壤中的________、硫细菌和______等。
(3)意义：对维持地球上的________和__________、流动也具有一定的作用。
氧化
无机物
化学能
有机物
硝化细菌
铁细菌
物质循环
能量的转换
【归纳提升】1.光反应和暗反应区别和联系
光反应阶段
暗反应阶段（碳反应）
场所
条件
物质变化
能量变化
联系
项目
叶绿体类囊体薄膜上
叶绿体基质
光、色素、酶
多种酶
2H2O
→O2+4NADPH
ADP+Pi+能量→ATP
光能→ATP、NADPH中的化学能
ATP、NADPH中的化学能→糖类中的化学能
光反应为暗反应提供ATP和NADPH
暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料
2C3
CO2+C5→2C3
NADPH
(CH2O)
+C5
ATP
过程
对光反应和暗反应的区别和联系进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
讨论：叶绿体处不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化
条件
C3
C5
NADPH和ATP
(CH2O)
停止光照
CO2供应不变
光照不变
停止CO2供应
增加
减少
增加
减少
减少
减少
减少
增加
光能
H2O
CO2
还
原
（CH2O）
叶绿体
色素
供氢
酶
供能
多种酶参加催化
2C3
C5
固定
ADP+Pi
ATP
酶
水在光下分解
O2
NADPH
NADP+
C5、NADPH、ATP变化一致，C3、C5相反。
对改变某一条件光合作用中各物质的变化进行分析归纳，体现了科学思维的核心素养。
【归纳提升】2.光合作用过程中的物质变化
(1)光合作用过程中C、O元素转移途径
①H2O
光反应
18O2
NADPH
暗反应
（CH2O）+
H2O
②14CO2
固定
14C3
（14CH2O）
14C3
14C5
对光合作用过程中元素的转移进行分析归纳，体现了科学思维的核心素养。
(2)叶绿体中[H]、ATP、ADP和Pi的运动方向
①[H]和ATP：类囊体膜→叶绿体基质。
②ADP和Pi：叶绿体基质→类囊体膜。
【归纳提升】3.光合作用和化能合成作用的异同
项目
光合作用
化能合成作用
不同点
生物类型
绿色植物和光合细菌
硝化细菌等
能量来源
光能
体外物质氧化释放的化学能
相同点
代谢类型
自养需氧型
物质变化
将无机物转化为储存能量的有机物
对光合作用和化能合成作用的异同点进行比较，体现了科学思维的核心素养。
【例2】下图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述中正确的是( )
A．该反应的场所是类囊体的薄膜
B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶
C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成
D．无光条件有利于暗反应进行
图示过程为暗反应的过程，它发生在叶绿体的基质中，C3的还原过程需要光反应为之提供ATP、[H]，所以在有光状态下反应进行更为有利，而且此过程中需要酶的参与，温度会影响酶的活性，温度越适宜反应越快。
B
物质变化
能量变化
反应场所
光合作用过程
光反应
暗反应
光能
活跃的化学能
CO2+C5→C3
C3→(CH2O)+C5
水→O2+NADPH
ADP+Pi→ATP
依
据
1.科学家用14C标记二氧化碳，发现碳原子在植物体内的转移途径是( )
A．二氧化碳→叶绿素→葡萄糖
B．二氧化碳→ATP→葡萄糖
C．二氧化碳→五碳化合物→葡萄糖、三碳化合物
D．二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖、五碳化合物
D
二氧化碳用于光合作用的暗反应，首先二氧化碳和五碳化合物结合，一分子CO2被固定后，形成两分子的三碳化合物，然后三碳化合物在光反应提供的ATP和NADPH的作用下一部分还原成糖类等有机物，另一部分重新转变成五碳化合物。综上所述，D符合题意，A、B、C不符合题意。
2.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是( )
A．叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应和暗反应
B．叶绿体的类囊体薄膜上进行暗反应，不进行光反应
C．叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D．叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应
D
光反应是在叶绿体的类囊体薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体基质中进行的，该过程有光无光均可。故选D。
3.
在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是（
）
A.红光,ATP下降
B.红光,未被还原的C3上升
C.绿光,[H]下降
D.绿光,C5上升
C
叶绿体中的色素主要吸收利用的可见光是红光和蓝紫光等，吸收的绿光很少，因此与同等强度的白光相比，红光下植物光合效率更高，而绿光下则光合效率非常低。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光，吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增强，叶绿体内产生的ATP和[H]增多，C3的还原增加，导致未被还原的C3减少，故A、B项错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应减弱，叶绿体内产生的ATP和[H]减少，C3的还原量降低，导致C5减少，
故C项正确、D项错误。
4.（2020年天津等级考）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（
）
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
A
乙醇酸是在光合作用暗反应阶段产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。
5.如图为光合作用示意图，请根据该图回答下列问题(以下问题均用图中字母或相应文字回答)：
(1)甲指光合作用的
，
乙指光合作用的
。
(2)在炎热夏季中午，植物的“午休”现象
发生的直接原因是
的供给不足。
(3)在该过程中具有还原性的是
。若CO2停止供应，首先增加的是
。
(4)能量转换的过程是光能→
→
。
(5)请写出光合作用的总反应式：
请写出E生成F的反应式：
。
(6)在D中，含量最少的是
，含量最多的是
。
甲表示光反应阶段，乙表示暗反应阶段；A是水，B是氧气，C是[H]，D是色素分子，E是ATP，F是ADP和Pi，H是二氧化碳，I是五碳化合物，J是三碳化合物，L是有机物。
光反应阶段
暗反应阶段
CO2
C
I
E(ATP)中活跃的化学能
L(有机物)中稳定的化学能
CO2＋H2O------------->(CH2O)＋O2
光能
叶绿体
ATP---------->ADP＋Pi＋能量
胡萝卜素
叶绿素a
酶
昨天是已经走过的，明天是即将走过的，唯有今天正在走过……(共38张PPT)
第2节
光合作用——光能的捕获和转换
第1课时
解开光合作用之谜 叶绿体与光能的捕获
与细胞中的色素有关。
1．为什么有些植物的叶片不是绿色的
2．为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？
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
1.叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能相适应。（生命观念）
2.分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。（科学思维）
3.科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。（科学探究）
体会课堂探究的乐趣，
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堂
一、解开光合作用之谜
时间
人物
实验方法
结论
1627年
海尔蒙特
采用了定量研究的方法
柳树生长所需养料主要来自__，而不是____
1779年
英格豪斯
把带叶的枝条放入水里，发现绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体
后来，人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是____
水
土壤
O2
1864年
萨克斯
采用______________的方法
叶片在光下能产生____
19世纪60年代
利用光学仪器
光合作用中利用的光与叶绿素吸收光能有关
1941年
鲁宾和
卡门
运用____________
光合作用释放的O2来自__
1948年
卡尔文
用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪
CO2被用于合成____等有机物
碘蒸气处理叶片
淀粉
同位素标记法
水
糖类
O2全部来自于H2O吗？如何证明？
对实验现象进行观察、分析并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
1．萨克斯的实验
(1)实验过程及现象
碘蒸气处理
一半曝光―――――→变蓝
黑暗中饥饿处理的绿叶
一半遮光―――――→不变蓝
碘蒸气处理
(2)实验分析
①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化。
②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。
③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。
【归纳提升】
对解开光合作用之谜的实验进行归纳提升，体现了科学思维的核心素养。
2．鲁宾和卡门的实验
(1)实验过程及结论
H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2
光合作用释放的O2来自水。
(2)实验分析
设置了对照实验，自变量是标记物质(H218O和C18O2)，因变量是O2的放射性。
【例1】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
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①的质量大于试管②的质量
C
②与④中H2O均被18O标记，单位时间内消耗等量的水，剩余水的质量也相等。
二、叶绿体与光能的捕获
1．恩格尔曼的实验
(1)实验材料：____和________。
水绵是一种藻类，常生活在淡水中，细胞中有
__________________的带状______。
水绵
好氧细菌
一条或多条螺旋排列
叶绿体
(2)实验过程和结果
水绵
黑暗
――→
好氧细菌
无空气
极细光束照射→细菌集中于____________________部位完全曝光→好氧
细菌分布于______________部位用透过三棱
镜的光照射→在______和______的
__________都聚集了大量的好氧细菌
被光束照射到的叶绿体
叶绿体所有受光
红光区
蓝光区
叶绿体部位
(3)实验结论
叶绿体中含有能有效地吸收利用____和____的物质，这些物质吸收的光与__________________有关。
红光
蓝光
绿叶在光下产生氧气
1.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气多的部位。
2.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，叶绿体上可分为有光照和无光照
的部位，相当于一组对照实验。
【归纳提升】
恩格尔曼实验的巧妙之处
叶绿体、色素与光合作用
1.并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。
2.色素不只是分布于叶绿体中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。
3.叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。
【拓展延伸】
【例2】1880年，德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜
产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察到细菌的聚集
情况如图所示。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是( )
A．细菌在不同光下的分布不同，细菌
聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，
水绵光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有
机物多，水绵光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速率加快，则该种光有利于光合作用
B
恩格尔曼的实验巧妙的利用了好氧细菌会聚集在氧气含量高的部位，得出了光合作用的场所为叶绿体，产物之一为氧气；该细菌的异化作用类型为需氧型，丝状绿藻的同化方式为自养型。从图示可以看出，光合作用吸收多的光谱是红橙光和蓝紫光；用白光或同种单色光均匀照射，各部位光合作用强度相等，产生的氧气也同样多，故好氧细菌会均匀分布。
2．光合色素
(1)分布：叶绿体中的类囊体膜上
(2)种类、颜色与吸收光谱
种类
颜色
吸收光谱
叶绿素
叶绿素a
______
主要吸收和利用______和____
叶绿素b
______
类胡萝卜素
胡萝卜素
______
主要吸收______，还有保护__________________的作用
叶黄素
____
蓝绿色
黄绿色
蓝紫光
红光
橙黄色
黄色
蓝紫光
叶绿素免遭强光伤害
(3)作用：光合色素能吸收大部分的______用于光合作用，但对____吸收最少，大部分____被反射出来，因而叶片呈现绿色。
可见光
绿光
绿光
（1）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？
（2）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。
与生活联系
在春夏季节，叶子中叶绿素含量高于类胡萝卜素，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，叶子呈现出来类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。
叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，因此应选用无色或蓝紫色的玻璃。
运用生物学的知识和方法，解决现实生活问题，体现了社会责任的核心素养。
影响叶绿素合成的因素
1.光照：影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。
2.温度：影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成；另外，低温时叶绿素分子容易被破坏。
3.矿质元素：叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。
【拓展延伸】
对影响叶绿素合成的因素进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
【例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
A
据题图分析，色素A吸收波峰为红光和蓝紫光，则表示叶绿素；色素B吸收波峰只有蓝紫光，则表示类胡萝卜素。
3．提取和分离叶绿体中的光合色素
(1)实验原理
①提取：________等有机溶剂能____绿叶中的各种光合色素。
②分离：色素在________的溶解度____，因而在滤纸上的________也有差异。
(2)实验步骤
无水乙醇
溶解
层析液中
不同
扩散速度
步骤
方法
原因
提取色素
①选取新鲜叶片：色素含量高
②加入少许二氧化硅和碳酸钙：作用分别是________、________
③加入5
mL无水乙醇：溶解色素
研磨充分
保护色素
制备滤纸条
剪去两角：防止层析液在滤纸条的边缘处扩散____
分离色素
画滤液细线
画得__、__：防止色素带重叠
分离色素
层析装置示意图
①层析液不能触及滤液细线：防止色素溶于层析液中
②烧杯加盖：防止层析液挥发
过快
细
直
（2）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，溶解度大的色素随层析液在滤纸条上扩散的速度快。
（1）提取叶绿体色素时使用什么溶剂？
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。
对实验现象进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
（3）制备滤纸条时为何要剪掉两角？
（4）在画滤液细线时有什么要求？
提示：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
提示：剪掉两角目的是：防止两边滤液扩散速度太快，使色素带扩散均匀。
（5）分离绿叶中的色素时，将滤纸条插入层析液中，为什么不能让滤液细线触及层析液？
提示：如果滤液细线触及层析液，那么滤纸条上的色素会溶于层析液中。
（6）过滤时能否用滤纸代替单层尼龙布？
提示：不能用滤纸代替单层尼龙布，因为滤纸对色素具有吸附作用，若用滤纸过滤，会导致收集到的滤液色素含量少，使实验效果不明显或失败。
对实验现象进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
提示：色素的含量不同。叶绿素a的色素带最宽，说明叶绿素a在4种色素中的含量最多，胡萝卜素色素带最窄，说明胡萝卜素的含量最少。
（7）为什么不同颜色的色素带宽度不同？
（8）依据色素分离的原理分析为什么色素在滤纸条上会有这样的排布？
提示：各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：胡萝卜素﹥叶黄素﹥叶绿素a﹥叶绿素b。
对实验现象进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
提示：在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素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。
（9）在滤纸上距离最近的两条色素带是？距离最远的两条色素带是？
试着画出滤纸条上的色素带。
对实验现象进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
滤纸条上色素带的分布和对光的吸收
1.若最终得到的色素带颜色浅，不清晰，原因可能
有哪些？
2.若最终得到的色素带重叠，不整齐，原因可能有
哪些？
3.若最终没得到色素带，原因可能有哪些？
①未加二氧化硅
；
②无水乙醇加多；
③叶片不够新鲜、浓绿；④画滤液细线时没重复
①制备滤纸条时，未剪去两角；②滤液细线画得不够细、直、齐
①未加碳酸钙；②未加无水乙醇；③层析液触及滤液细线
根据实验过程及注意事项，大家再考虑以下问题：
对实验现象进行观察分析，并提出问题，体现了科学探究的核心素养。
【易错提醒】
实验中注意的事项
1.一般选择新鲜的绿叶，其叶绿素含量较高。
2.研磨过程中加入无水乙醇的作用是溶解色素。
3.提取色素的无水乙醇不应一次加入，为保证提取效果，应分多次加入。
4.研磨过程要迅速、充分，目的是防止乙醇挥发，并使色素充分溶解。
5.碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，且主要保护的是叶绿素。
6.色素提取最好在弱光下进行，因为叶绿素不稳定，见光易分解。
7.滤液细线不能触及层析液，防止色素溶解在层析液中而观察不到色素带。
8.试管（烧杯）口一定要盖严，防止层析液中成分挥发。
对实验中的注意事项进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
【例4】下列分离绿叶中色素的装置中，正确的是(
)
B
分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带。层析时，滤液细线不能触及层析液；由于层析液易挥发，且有毒性，所以要用培养皿盖盖住烧杯。
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素b（黄绿色）
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
（吸收红光和蓝紫光）
（吸收蓝紫光）
含量约占3/4
含量约占1/4
叶绿体功能的验证实验
光合色素
叶绿体和光合色素
提取和分离叶绿体中的光合色素
叶绿体与光能的捕获
解开光合作用之谜
1627年
1779年
1864年
19世纪60年代
1940年
1948年
1.请按时间先后顺序排列下列事件( )
①德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 ②美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自参加反应的水 ③荷兰科学家英格豪斯发现绿叶只有在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体 ④德国生物科学家恩格尔曼用水绵做实验，证明光合作用会产生氧气，且产生氧气的多少和光合作用的效率成正比
A．①②③④
B．④③②①
C．③①④②
D．①③②④
C
1779年，英格豪斯发现绿叶只有在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体；萨克斯在1864年证明叶片光合作用产生了淀粉；恩格尔曼则是在19世纪80年代用水绵做实验，证明自己的观点；最晚的是鲁宾和卡门在1940年采用同位素标记法，证明光合作用释放的O2来自水，因此C选项是正确的。
2.大棚种植西兰花能够让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。为了增加其产量，大棚内照明灯的颜色和大棚的塑料薄膜颜色选择最好的组合为( )
A．蓝紫光或红光、无色透明
B．蓝紫光或红光、黄色透明
C．白光、黄色透明
D．白光、无色透明
A
由于照明灯的功率是一定的，所以在相同的功率下，用蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高；由于太阳光是一定的，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得光能更多。
3.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
C
韭黄生长在没有光照的环境中，因此不含有叶绿素，只含有叶黄素和胡萝卜素两种色素。
4.某小组同学用菠菜叶进行色素的提取和分离实验时，观察到的色素带颜色较浅，其可能的原因有( )
①无水乙醇加入量太多②未加CaCO3③未加SiO2
④使用放置了数天的菠菜叶⑤只画了一次滤液细线
A．2种
B．3种
C．4种
D．5种
D
无水乙醇的作用是提取色素，若加入太多，则色素的浓度降低，会导致观察到的色素带颜色过浅，①正确；未加CaCO3，叶绿素分子会被破坏，导致观察到的色素带颜色较浅，②正确；未加SiO2研磨不充分，则色素的提取量会偏少，会导致观察到的色素带颜色较浅，③正确；使用放置了数天的菠菜叶，部分叶绿素已被分解，也会导致观察到的色素带颜色较浅，④正确；画滤液细线次数太少，滤纸条上的色素含量较少，也会导致滤纸条上色素带颜色较浅，⑤正确。
5.某同学在做“提取和分离叶绿体色素”实验时，操作情况如下所述，
结果实验失败，请指出其错误所在：
(1)将5克新鲜完整的菠菜叶放入研钵中，加入丙酮、二氧化硅、碳酸钙
后，迅速研磨，然后按要求过滤。________________________________
______________。
(2)用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，
并连续迅速地重复画2～3次。____________________________________
______________________________。
(3)把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤
纸条上的扩散。
__。
未去除粗叶脉和将叶剪碎，降低了叶绿素的提取率
上一次滤液细线未干燥就画下一次，使滤液细线过粗或线上色素较淡
由于摇晃，层析液接触滤液细线，溶解了色素
学会放心的人找到自由，学会遗忘的人找到轻松，懂得关怀的人身边有朋友。
