人教版（2019）高中生物必修一第5章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一捕获光能的色素和结构课件(共43张PPT)

(共43张PPT)
第4节 光合作用与能量转化
一 捕获光能的色素和结构
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。
1.实验原理
无水乙醇
溶解度
溶解度
2.实验流程
（1）提取绿叶中的色素
①取材：称取____绿叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中。
③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布（不吸附色素），将研磨液迅速倒入
玻璃漏斗中进行过滤。
④收集：用试管收集滤液，及时用______将试管口塞严。
［提醒］二氧化硅的作用：使研磨充分；碳酸钙的作用：防止研磨中色素
（叶绿素）被破坏。

二氧化硅和碳酸钙
无水乙醇
棉塞
. .
. .
（2）制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸
条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部⑧______处用铅笔画一
条细的横线。
（3）画滤液细线（要细、齐、直）
用⑨__________吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待
⑩___________，再重画 __________。
（4）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 __________的一端朝下）轻
轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。

. .
毛细吸管
滤液干后
一到两次
滤液细线
（5）观察结果——试管内滤纸条上有四条色素带，如下图所示：
最高
橙黄色
最多
蓝绿色
最低
（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。( )
√
×
［探究］ 下图是提取和分离绿叶中
色素的实验步骤，回答下列问题：
（1）选用新鲜绿色的叶片作为实验
材料的原因是____________________
________________________________
___________________。
新鲜绿色的叶片中色
素含量高，提取到的滤液中色素含量
较高，实验效果明显
（2）研磨时要加入少量的二氧化硅和碳酸钙，二者的作用分别是_______
_________________________________________________。
（3）过滤时选用单层尼龙布而不用滤纸的原因是________________。
二氧化
硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
滤纸会吸附色素
（4）制备滤纸条时剪去两角的目的是_______________________________
_____________________________。
（5）滤液细线需要干燥后重复画的原因是___________________________
___________。
（6）在层析时，不能让滤液细线触及层析液的原因是__________________
________________________________________________________________。
使层析液同步到达滤液细线，防止
两侧色素扩散快，色素带不整齐
积累更多的色素，使分离后的
色素带明显
若滤纸条上的滤液细线触及层析液，色素将直接溶解到层析液中，则滤纸条上得不到色素带
（7）下图是实验得到的色素在滤纸条上的分布情况，各种色素的含量的
大小关系为_______________________________________，在层析液中的
溶解度的大小关系为______________________________________。
（8）分离叶绿体中的色素，也可用右图所示的方法，即在圆心处滴加适
量滤液，待滤液干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果是出现不同颜色
的4个同心圆。同心圆3、4的颜色依次是________________，相邻且距离
最宽的同心圆1和2中的色素分别是__________和________。
蓝绿色、黄绿色
胡萝卜素
叶黄素
实验中常见异常现象分析
1.（教材P98“探究·实践”改编）下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验
中原理和步骤的叙述，错误的是( )
A.提取色素时加入二氧化硅使研磨更充分
B.常用无水乙醇提取光合色素
C.色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高扩散得越快
D.研磨液过滤时，需要在玻璃漏斗的基部放一层滤纸
√
解析：选D。提取色素时加入二氧化硅是为了使研磨更充分，A正确；光
合色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，常用无水乙醇提取光合色素，B
正确；不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，C正确；
滤纸会吸附色素，研磨液过滤时需要在玻璃漏斗的基部放一块单层尼龙布，
不能用滤纸，D错误。
项目 甲 乙 丙 丁
无水乙醇 -
水 - - -
-
-
A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④
√
1.色素的吸收光谱
色素 主要吸收的光（也吸收绿
光,只是吸收很少,大部分被
反射,所以叶片呈绿色） 光谱出现峰值的波长
叶绿素 蓝紫光、红光
类胡萝
卜素 胡萝卜
素 ①________
叶黄素
蓝紫光
. .
. .
2.叶绿体的结构和功能
（1）叶绿体的形态、结构和功能
①形态：一般呈扁平的______________。
②结构
③功能：是进行__________的场所。
椭球形或球形
色素和酶
光合作用
（2）叶绿体功能的实验验证（恩格尔曼实验）
①实验材料：水绵和需氧细菌。
②实验条件：黑暗、无空气。
③
光束照射
所有受光
④实验结论:________能吸收光能用于光合作用放氧。________是光合
作用的场所（结合其他的实验证据得出）。
叶绿体
叶绿体
（1）蓝细菌细胞内含有叶绿体，能进行光合作用。( )
×
解析：蓝细菌细胞内不含有叶绿体。
（2）光合作用的酶分布于叶绿体内膜、外膜、类囊体薄膜和叶绿体基质
中。( )
×
解析：光合作用的酶分布于类囊体薄膜和叶绿体基质。
（3）植物叶片呈绿色，是由于叶片中的叶绿体吸收了绿光。( )
×
解析：叶片中的叶绿体几乎不吸收绿光，绿光大部分被反射，使植物叶片
呈绿色。
（4）植物的液泡中也含有色素，能够吸收光能用于光合作用。( )
×
解析：植物液泡中的色素不吸收光能。
［探究1］ 分析教材P99图5-12叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，回答下
列问题：
（1）温室或大棚种植蔬菜，为了增加蔬菜的产量，应选择______
（填“红色”“蓝色”或“无色”）的大棚塑料薄膜，原因是_________________
________。
无色
植物可以获得更多
的光能
（2）阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择
______________的照明灯补充光源，原因是__________________________
________________________________________________________。
红光或蓝紫光
在照明灯功率相同的情况下，
用蓝紫光或红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高
（3）海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海
水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？
______，原因是 _________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
____________________________________________________ 。
有关
不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色
是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反
射出黄色的光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深
水层的光线是短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水
的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方
［探究2］ 右图是恩格尔曼探究叶绿体功能的实验示意
图，据图探究下列问题：
（1）实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水
绵的叶绿体呈__________分布，便于观察；用需氧细菌
可确定____________的部位。
螺旋带状
释放氧气多
（2）要除去小室中原有的空气的原因是_____________________________
_______________。
（3）在黑暗中用极细光束照射水绵的巧妙之处在于使叶绿体形成______
和______部位，相当于一组对照实验。
形成没有空气的环境，可排除空
气中氧气的干扰
有光
无光
（4）把载有水绵的临时装片又放置在光下的原因是____________________
________________________________________________________________。
和黑暗条件下用极细光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的
（5）在恩格尔曼的第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区
域的原因是_______________________________________________________
________________________________________________________________。
水绵叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放较多的氧气，使大量需氧细菌在此区域分布
（6）综合上述分析，叶绿体的功能是_______________________________
_______________。
进行光合作用的场所，并且能够吸
收特定波长的光
1.下图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。下列有关说法正确的是( )
√
2.图甲是叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取
出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是
( )
√
影响叶绿素合成的因素
【知识框架】
随堂 效果检测
1.（2025·湖北部分省级示范高中高一期末）银杏是我国特有的珍稀植物，
其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素
差别，下列实验操作错误的是( )
A.称取适量叶片，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵
B.研磨前，向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙
C.充分研磨后，将研钵中的研磨液直接倒入烧杯中
D.可以将两种叶片的滤纸条放置于同一个烧杯中，同时进行色素分离
√
解析：选C。称取适量叶片，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵，有利于后续
研磨更充分，使色素更好地释放出来，A正确；研磨前，向研钵中放入少
许二氧化硅和碳酸钙，其中二氧化硅能使研磨更充分，碳酸钙可防止研磨
中色素被破坏，B正确；充分研磨后，不能将研钵中的研磨液直接倒入烧
杯中，应该先过滤，除去杂质，再收集滤液，若直接倒入烧杯，杂质会影
响后续实验，C错误；可以将两种叶片的滤纸条放置于同一个烧杯中，同
时进行色素分离，便于对比两种叶片色素的差别，D正确。
2.（教材P101“概念检测”T2改编）下列关于高等植物细胞内色素的叙述，
错误的是( )
A.所有植物细胞中都含有4种色素
B.有些植物细胞的液泡中也含有色素
C.植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体几乎不吸收绿光
D.叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于光合色素的附着
√
√
A.图乙中的色素位于图甲的结构①上
B.图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光
C.分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中
的溶解度不同
D.镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量
√
5.（教材P100“思考·讨论”改编）为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，
某学者设计了以下实验：制作载有水绵和需氧细菌的临时装片，用极细光
束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，错误的是
( )
A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解
成连续光谱
B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C.需氧细菌起指示作用
D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
√
解析：选A。本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气，与光的
种类没有关系，不需要用三棱镜将混合光分解成连续光谱，A错误；为了
防止环境中的氧气和光照对实验结果造成影响，临时装片应放置在没有空
气的黑暗环境中，B正确；需氧细菌的分布密疏代表氧气产生的多少，C
正确；水绵的带状叶绿体便于观察且有利于设置对照实验，D正确。