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生态缸是非常受
人们欢迎的一种
装饰品。生态缸
常设有光源或是
放置在光线较好
的室内位置。假
如放置于黑暗当
中，整个生态缸
会很快崩溃，生
态缸里的水草、
鱼等会很快死亡
。这是为什么呢
？
光合作用 是生物界获得能量、
食物和氧气的根本途径 。
追根溯源，对于绝大多数生物来说，
活细胞所需能量的最终源头是 太阳能 。
将光能转换成细胞能够利用的化学能的
是 光合作用 。
进行光合作用的细胞，首先要能够
。 捕获光能
一、绿叶中色素的提取和分离一、绿叶中色素的提取和分离
11、实验原理、实验原理
提取 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。
分离 利用色素在层析液中的溶解度不
同，在滤纸上的扩散速度有差别，可以用
来分离色素。
22、实验步骤、实验步骤
（一）提取绿叶中的色素
材料:5g鲜叶
（1）研
SiO2——有助于研磨充分
磨 药品
CaCO3 ——防止色素被破坏
无水乙醇——溶解色素
(2)过滤：获取绿色滤液
（二）制备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
（三）画滤液细线：细、直、齐。
用毛细吸管，吸取少量滤液，沿着铅笔线
均匀地画，待滤液干燥后再画2—3次。
滤液细线
画滤液细线
★要求：细而齐
重复2—3次
（四）分离绿叶中的色素
★ 层析液不能没及滤液细线 ——防止色素溶于层析液
胡萝卜素
培养皿
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
层析液
插滤纸条
滤纸上色带的排列顺序如何？宽窄如何？说明什么？
色素种33、实验结论、实验结论类 颜色 色素含量 溶解度胡萝卜素扩散速度
胡萝卜素
叶黄素 叶黄素
叶绿素a 叶绿素a
叶 素b
绿 叶绿素b
橙黄色橙黄色 最少最少
高 快
黄色黄色 较少较少
蓝绿色蓝绿色 最多最多
低 慢
黄绿色黄绿色 较多较多
二、绿叶中色素的种类和作用二、绿叶中色素的种类和作用
绿 胡萝卜素（橙黄（橙黄色）
类胡萝卜素
叶
(占1/4) 叶黄素 （黄色）
中
的
叶绿素a（蓝绿色（蓝绿色）
色 叶绿素
素 (占3/4)
叶绿素b（黄绿色（黄绿色）
叶绿体中的
色素提取液
四种色素对光的吸收
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
光照到物体表
面后，该物体又将
这种颜色的光反射
出来，就是我们所
见到的颜色。对植
物而言，除了部分
橙光、黄光和大部
分绿光被反射外，
其他的基本上都被
叶绿素分子等所吸
收了，所以植物的
叶片呈现绿色。
1. 在光照强度相同的情况下,为绿色植物
提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作
用的产物较多 C
A.红光 B.蓝紫光 C.白光 D.绿光
2.在光照强度相同的情况下,为绿色植物
提供哪种光,对其光合作用最有利,光合作
用的产物较多 B
A.红光 B.蓝紫光 C.橙光 D.绿光
绿叶中的色素具有吸收光能
、
传递光能、转化光能的作用
这些捕获光能的色素存在于细胞这些捕获光能的色素存在于细胞
中的什么部位呢？中的什么部位呢？
绿叶 叶片中的叶肉细胞
叶肉细胞
亚显微结构模式图
叶绿体亚显微
结构模式图
三、叶绿体的结构和功能三、叶绿体的结构和功能
每个基粒都含有
外膜 内膜 两个以上的类囊体
，多者可达100个
叶 以上。叶绿体内有
绿 如此多的基粒和类
囊体，极大地扩大
体 了受光面积。
结
构
模
式
图
基质 基粒
捕获光能的色素分布在____________类囊体的薄膜上
含色素 位于类囊体薄膜上
叶
绿 位于类囊体上
体 （少量）
含光
合酶
位于叶绿体基质中
（大量）
黑暗处用极细光束照射
暴露在光下
1880年，恩格尔曼实验示意图
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
2、此实验设计有什么巧妙之处？
3、从资料2可以得出什么推论？
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需的酶。
v 实验结论
1、氧气是叶绿体释放出来的
2、叶绿体是绿色植物进行光合作用
的场所
实验的巧妙之处
1、选用水绵和好氧菌，水绵的叶绿体呈螺旋
式带状，便于观察，用好氧菌可确定释放氧气
多的部位。
2、无空气的黑暗环境，排除环境中光和氧气
的影响。
3、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。临
时装片暴露在光下的实验再次验证实验结果，
等等。
从资料2可以得出的推论是：
叶绿体是进行光合作用的
场所。
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条色素带，从上而下依次为：（ A ）
A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素
C．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
2．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
，排列在最里圈的色素呈（ ）C
A．橙黄色 B．蓝绿色 C．黄绿色 D．黄色
3、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（ 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
4、如图做色素层析分离的正确装置是（ D ）
5、色素分布在叶绿体的什么部位？
叶绿体的类囊体薄膜上
6、与光合作用有关的酶在什么地方？
类囊体和叶绿体基质中
【巩固1】 如图表示绿叶中色素的提取和分离实验 的部
分材料和用具，下列叙述错误 的是D( )。
A．图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3
B．将浆糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层
尼龙布
C．③画滤液细线 的要求是细、齐、直
D．④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的
是叶黄素
【巩固2】 如图为 叶绿体亚显 微结构简图 ，下列叙述
中错误 的是( D )。
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
课前提问 一、捕获光能的色素和结构
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色） (主要吸收蓝紫光)
叶绿素a（蓝绿色
叶绿素(主要吸收蓝
） 紫光和红光)
叶绿素b（黄绿色）
绿叶中的色素具有 吸收 、传递 、 转化 光能
的作用，分布在 类囊体的薄膜上 。
一、光合作用的定义
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把
CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，
并释放出O2的过程。
二、光合作用的探究历程（P101－102
）
1、1642年 比利时 海尔蒙特
实验
结论：水分是
植物建造自身
的原料。
2、1771年，英国 普利斯特利 实验
一段时间后
一段时间后
结论：植物可以更新空气
33、、17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在
阳光照射下才能成功；植物体
只有绿叶才能更新空气。
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。
44、、18451845年，德国的梅耶年，德国的梅耶
光 化 储存在什
么物质中
能 德国 学
梅耶 能 ？
55、、18641864年德国萨克斯的实验年德国萨克斯的实验
一半曝光，一半遮光
在暗处放置几小的叶片 光照
暗处理
结论：绿色叶片光合作用产生淀粉
碘蒸汽处理 酒精
脱色
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
• 同位素标记法研究
66、、19391939年，鲁宾和卡门年，鲁宾和卡门
18 H 18O和C18O
同位素 O分别标记H2O和CO2 2 2
18 O 18
C O2 2 CO2 O2
结论：光合作用释放的氧气来自水
光照下的
球藻悬液
H O 18
2 H2 O
第一组 第二组
77、美国卡尔文、美国卡尔文
14 14
用 C标记 CO2，供小球藻
进行光合作用，探明了
CO2中的C的去向，称为卡
尔文循环。
卡尔文循环卡尔文循环：：COCO22 →→ CC33 →→ (CH(CH22O)O)
年代 科学家 结论
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779 英格豪斯 只有在光照下植物可以更新空气
1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变 成
了化学能储存起来
1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉
1880 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是
光合作用的场所
1939 鲁宾 卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40代 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2
反应物、条件、场所、生成物
光能
CO ＋H O （CH O）＋O
2 2 叶绿体 2 2
糖类
三、光合作用的过程
划分依据:反应过程是否需要光能
光反应
暗反应
光反应
H2O O2
光 水的光解
能
叶叶
绿绿 [H]
色体体
素色色
素素 ATP
酶
ADP ＋Pi
1.光反应阶段
条件 ：光、色素、酶
场所：类囊体薄膜上
光
水的光解： H2O [H] + O2
物质
变化 酶
ATP的合成： ADP＋Pi ＋光能 ATP
产物：O2、[H]、ATP
能量转变：光能 ATP中活跃的化学能
光反应 暗反应
H2O O2
CO2
光 水的光解
能
2C3
叶叶 供氢 固
绿绿 [H] 定
体体
色 还 多种酶
素色色 供能
素素 ATP 原 参加催化 C5
酶
ADP ＋Pi
（CH2O）
2.暗反应阶段
条件： 有光无光都可，需多种酶
场所： 叶绿体基质
酶
CO 的固定：CO ＋C 2C
物质 2 2 5 3
变化 酶
C3的还原：2C3+[H] (CH2O)+C5
ATP ADP+Pi
产物：
（CH2O） 、 ADP 、 Pi
能量转变：ATP中活跃 有机物中稳
的化学能 定的化学能
项目 光反应 暗反应
场所
反应条件 类囊体的薄膜上 叶绿体基质
外界原料 光、色素、酶 多种酶、[H]、ATP
产物 H2O CO2
O2、[H]、ATP 糖类、ADP、Pi
物质变 化
水的光解 CO2的固定
ATP的合成 C 的还原
能量变化 3
ATP中活跃的化学能→（
光能→ATP中活跃的化学能
CH O）中稳定的化学能
联系 2
光反应为暗反应提供[H]和ATP
暗反应为光反应提供ADP和Pi
光合作用的实质
合成有机物：
把二氧化碳和水合成糖类等有机物。把二氧化碳和水合成糖类等有机物。
储存能量：
光能光能 ATPATP中化学能中化学能 有机物中化学能有机物中化学能
光反应 暗反应
光合作用
光合作用过程的图解（P103）
O2
H2O
水在光
下分解 供氢
[H 2C3
CO2
] 酶
叶绿体中 固定
光能 ATP 供能
的色素 多种酶参
酶 加催化 C5
ADP+Pi
还原
（CH2O）
光反应阶段 暗反应阶段
正常进行光合作用的植物，突然停止光照
后，C3、C5、[H] 、ATP和（CH2O）含量如何变
化？若突然停止CO2的供应呢？
停止光照：C3 C5 [H] ATP （CH2O）
停光照，C3升其余降
停止CO2： C3 C5 [H] ATP （CH2O）
停CO2，C3和糖降，其余升
影响光合作用的环境因素
1）光照：光照强度、光的波长、光照时间
2）二氧化碳浓度
3）温度
4）水分
5）矿质元素
6）光质
1）光照强度
①图中A点含义：光照强度为 0 ，只进行呼吸作用 ；
②B点含义：光合作用与呼吸作用强度相等，称为 光补偿点；
③C点表示：光合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为光饱和点 ；
④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 阴生 植物。
2）二氧化碳浓度
在一定的浓度范围内,
光合作用速率随CO2的
浓度增大而加快，超过
一定浓度光合作用速率
趋于稳定。
图中A点表示：CO 2浓度达到植物所需的最大值，
光合速率不再上升（CO2 饱和点
）
3）温度
①光合作用是在 酶 的催化下进行的，温度直接影响
； 酶的活性
②B点表示： 此温度条件下，光合速率最高 ；
③BC段表示：超过最适温度，光合速率随温度升高而下降 ；
4）水
当植物体内水分供应不足时，植物叶片
上的气孔就会关闭，以减少水分的散失。气
孔关闭，外界空气中的CO2就不能进入叶片
内部，C5固定不到CO2就不能形成C3，暗反应
受阻，光合作用下降，如植物“午休”现象
。
5）矿质营养
N：光合酶及光合酶及NADPNADP++和和ATPATP的重要组分的重要组分
P：NADPNADP++和和ATPATP的重要组分；维持叶的重要组分；维持叶
绿体正常结构和功能绿体正常结构和功能
K：促进光合产物向贮藏器官运输促进光合产物向贮藏器官运输
Mg：叶绿素的重要组分叶绿素的重要组分
6）光质
光合作用原理的应用
例：适当提高CO2的浓度（温室大棚），增
加光照时间和光照强度，农作物间距合理，
选择适当的光源，合理灌溉，增加昼夜温差
等。
四、化能合成作用
概念：
自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，
不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些
无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成
作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物
。
如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3
氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能
，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维
持自身的生命活动。
硝化细菌的化能合成作用
2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量
2HNO2+O2 2HNO3+能量
6CO +6H O 能量
2 2 (CH2O)+6O2
除了硝化细菌外，自然界还有铁细
菌、硫细菌属于进行化能合成作用的
自养生物。
自养生物：
光能自养型（如：绿色植物）
化能自养型（如：硝化细菌）
异养生物：
人、动物、真菌、大多数细菌
植物在进行光合作用同时也在进行着呼
吸作用。
总光合作用是指植物在光下制造的有机
物的总量(吸收CO2的总量)。
净光合作用是指植物在光下制造的有机
物的总量(或吸收CO2的总量)中扣除掉在这
一段时间 中植物进行呼吸作用所消耗的有
机物(或释放的CO2)后净增的有机物的量。
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率
光合作用与呼吸作用的综合计算
（1）光合作用的实际产O2量=实测氧气的
释放量+呼吸作用O2消耗量
（2）光合作用的实际消耗CO2量=实测CO2
的吸收量+呼吸作用CO2释放量
（3）光合作用的葡萄糖的净产量=光合
作用实际葡萄糖生产量 – 呼吸作用的消
耗量
光合作用产生的有机物（如葡萄糖）的量可
以由已知消耗的CO2量或产生的O2量，再根
据反应式来进行计算。依据的反应式是光
合作用与呼吸作用反应式。根据化学计算
比例原理，可以将反应式简化成下式：
光合作用：6 CO2~C6H12O6~6O2；
呼吸作用：C6H12O6~6O2~6 CO2。
呼吸作用与光合作用综合应用
（2009年广东卷）在充满N2与CO2的密闭容
器中，用水培法栽培几株番茄，CO2充足。测得系统的呼
吸速率和光合速率变化曲线如下图，请回答问题 。
（1）6～8 h间，光合速率__________________大于 （大于
上升
；小于）呼吸速率，容器内的O2含量__________，
下降 增加
CO2含量__________，植株干重__________。
（2）9～10 h间，光合速率迅速下降，推测最可能发
生变化的环境因素是_________光照强度 ；10 h时不再产生ATP
的细胞器是_________叶绿体 ；若此环境因素维持不变，容
器内的O2含量将逐渐下降并完全耗尽，此时另一细胞
器即__________线粒体 停止ATP的合成，细胞质基质__________成为
ATP合成的唯一场所。
（3）若在8 h时，将容器置于冰浴中，请推测呼吸速
率会出现的变化及其原因。
________________________________________ 呼吸速率下降，相关酶的活性因降温而下降 。
1.叶绿体中的色素所吸收的光能，用于_______水的光解
和____________;形成ATP 形成的________[H] 和__________ATP
提供给暗反应。
2.光合作用的实质是：把______CO2 和_______H2O 转变为
有机物，把_______光能 转变成_______,化学能贮藏在有机物
中。
3.在光合作用中，葡萄糖是在________暗反应 中形成
的，氧气是在_________光反应 中形成的，ATP是在
_______光反应 中形成的，CO2是在_______暗反应 固定的。
4、下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题
： H O B
2 F
CO
C 2
光 A
D
G
E+Pi J
H I
①图中A是______,B色素 是_______,Ｏ2 它来自于______水 的分解。
②图中C是_______[H ，它被传递到叶绿体的______基质 部位，用
用作还原剂，还原
于___________] _________C3 。 色素吸收
③图中D是____ATP，在叶绿体中合成D所需的能量来自的光能______
④图中G________,FC5 是__________,JC3 是_____________糖类
⑤图中的H表示_______光反应 ， H为I提供__________[H]和ATP
5、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉
的是（ B ）
A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2
6、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的
C02条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低
水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和
ATP含量的变化情况依次是 C
A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降
C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降
7、在暗反应中，固定二氧化碳的物质是（
） Ｂ
Ａ．三碳化合物 Ｂ．五碳化合物
Ｃ．［Ｈ］ Ｄ．氧气
8、光合作用过程中，产生ADP和消耗ADP的
部位在叶绿体中依次为 B
①外膜 ②内膜 ③基质 ④类囊体膜
A．③② B．③④
C．①② D．④③
9、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O
的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，
最先（ D ）
A、在植物体内的葡萄糖中发现
B、在植物体内的淀粉中发现
C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可
发现
D、在植物体周围的空气中发现
10、光合作用过程的正确顺序是（ Ｄ ）
①二氧化碳的固定 ②氧气的释放 ③叶绿素吸收光能
④水的光解⑤三碳化合物被还原
A.④③②⑤① B.④②③⑤①
C. ③②④①⑤ D.③④②①⑤
14
11、某科学家用含有 C的CO2来追踪光合作用中的
C原子，14C的转移途径是（ D ）
A、CO2 叶绿体 ATP
B、CO2 叶绿素 ATP
C、CO2 乙醇 糖类
D、CO2 三碳化合物 糖类
12、在光合作用过程中，能量的转移途径是（B
）
A、光能 ATP 叶绿素 葡萄糖
B、光能 叶绿素 ATP 葡萄糖
C、光能 叶绿素 CO2 葡萄糖
D、光能 ATP CO2 葡萄糖
13、若白天光照充足，下列哪种条件对农作物增产有利
A.昼夜恒温25℃ D
B.白天温度25℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃
D.白天温度30℃，夜间温度15℃
14 、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，光照相同的时间后，罩内O2最少的
是[ A ]
A．绿色罩 B．红色罩
C．蓝色罩 D．紫色罩
15、下列措施中，不会提高温室蔬菜产量的是（
） A
A、增大O2浓度 B、增大CO2浓度
C、增强光照 D、调节室温