概要信息：

一、光合作用的发现史
二、光合作用相关色素
三、光合色素的提取和分离实验
光合作用初步（一）
动物的食物来源于绿色植物
• 草食动物：直接以植物为食。
• 肉食动物：间接以植物为食，它们的食物直接来源于各种动物。
• 杂食动物：直接或间接以植物为食。
纳尼，我吃
什么呢？
一、光合作用的发现史
1、光合作用定义
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，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用发现史
① 亚里士多德认为“植物是由土壤汁构成”，即植物生长所
需物质全部来自土壤。
亚里士多德（公元前384～前322）古希腊人，
世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家
之一，柏拉图的学生，亚历山大的老师。他几
乎对每个学科都做出了贡献。他的写作涉及伦
理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政
治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌等多
个学科，堪称是一位百科全书式的科学家。
1
海尔蒙特（Jan Baptist van Helmont） 比
利时化学家，生物学家，他在化学理论和实
践上都有卓越贡献，从而成为炼金术向近代
化学转变时期的代表人物。他所做的柳树实
验也是生物研究上划时代的工作。
② 海尔蒙特柳树实验 ③ 普里斯特利（英国）实验 1771年
他得出结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的
空气。
④ 英格豪斯（荷兰）实验 1779年
结论：植物更新空气的条件是绿叶，且在光照下普里斯特利的实验才
能成功。
但他不了解植物吸收和释放的是什么气体。
在1785年，在许多科学家的努力下，研究得出空气的组成，明确绿
叶在光下释放氧气，吸收二氧化碳。
⑤ 梅耶（德国） 1845年：
根据能力转化和守恒定律指出，植物进行光合作用时，把光能转化为
化学能储存起来。
⑥ 萨克斯（德国）天竺葵实验 1864年：
暗处理
几小时
酒精脱色
滴加碘液一
半
遮
光
一
半
曝
2
⑥ 萨克斯（德国）天竺葵实验 1864年： ①植物先进行暗处理几小时，目的是什么?
酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?       
碘液染色的目的是什么?
②该实验是如何遵循对照原则的？得出什么结论?
③某小组分别选取了该植物上的两片叶做了同样实验，也得出了该
结论，请同学们讨论，该结论可信吗？并提出你的判断依据。
消耗掉营养物质
避免对实验干扰色素
检测是否有淀粉产生
叶片一半遮光，一半曝光;植物在光下产生淀粉.
⑥ 萨克斯（德国）天竺葵实验 1864年：
结论：
1.淀粉是光合作用的产物；
2.光是光合作用的必要条件；
⑦ 恩格尔曼（美国）水绵实验 1880年：
结论：
光合作用的场所
是叶绿体
2.小组讨论：恩吉尔曼在实验的选材上、光照处理等方面有哪些巧妙
之处？
(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵叶绿体呈带状, 大而明显,
便于观察。选用好氧细菌检测，能够准确判断出水绵细胞中释放氧
的部位。
(2)选用了极细光束照射，黑暗(局部光照)和曝光对比实验。
3.某兴趣小组用透过三棱镜的光线照射水绵临时装片，惊奇发现大量好
氧细菌聚集在红光和蓝光区域，从这一结果中你能推导出什么结论？
叶绿体主要吸收红光和蓝光，用于光合作用，放出O2
3
⑧ 鲁宾、卡门（美国）同位素标记实验 1939年
结论：
光合作用产生的氧气来自于H2O，而不是CO2 。
BACO2
H2
18O
光照射下
的小球藻
悬液
C18O2
H2O
结果：
发现了CO2 中的碳转化成有机物中的碳的途径。
⑨ 卡尔文（美国）同位素标记实验 20世纪40年代
光合作用定义 ：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，并且释放出氧气的过程。
二氧化碳 + 水
光能
叶绿体
(CH2O)              
有机物
+ 氧气
二、光合作用相关色素
种类
叶绿素
（含量约占3/4）
类胡萝卜素
（含量约占1/4）
叶绿素a（蓝绿色，含量占50%）
叶绿素b（黄绿色，含量占25%）
胡箩卜素（橙黄色，含量占8%）
叶黄素（黄色，含量占17%）
1、种类
2、功能：
吸收、传递、转换光能。
① 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；
② 胡箩卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；
③ 这些色素吸收的光，用于光合作用；
④ 叶绿素a和叶绿素b对绿光的吸收量最少，因此，绿光被反射出来，
叶绿体呈绿色.
4
【例1】★★
1864 年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶
片一半遮光，一半曝光.经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地
证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，萨克斯将绿色叶片先放在暗
处几小时的目的是(     )
A．将叶片中的水分消耗掉
B．将叶片中原有的淀粉消耗掉
C．增加叶片的呼吸强度
D．提高叶片对光的敏感度
点对点练习 【例2】★★
下列有关科学家探究光合作用历程的叙述，不正确的是（ ）
A.梅耶通过研究指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储
存起来
B.萨克斯通过叶片曝光和遮光处理的对照，证明光合作用能将 CO2 
合成淀粉
C.鲁宾和卡门通过设置对比实验，证明光合作用释放的 O2 来自水
D.卡尔文利用同位素标记法探明了 CO2 中的碳在光合作用中的转化
途径
【例3】★★
在温室中栽培作物，为了保证作物的产量，应提供何种光照（ ）
A.白光 B.绿光 C.蓝光 D.红光
三、光合色素的提取和分离实验
1、实验原理：
①色素的提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，可
用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。
②色素的分离原理：绿叶中的各种色素都能溶解在层析液中，但是它
们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的快
；反之则慢。从而使各种色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
1、实验原理：
2、实验材料：新鲜的绿叶（如，菠菜的绿叶）
3、试剂：无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙
4、实验用具：天平、剪刀、研钵、药勺、玻璃漏斗、尼龙布、试管、
棉塞、试管架、干燥的定性滤纸、铅笔、毛细吸管、量筒（10mL）等
5
三、光合色素的提取和分离实验
5、实验步骤
①提取色素：
称取5g绿色叶片并剪碎→研钵研磨（加入少量SiO2、CaCO3和5ml
无水乙醇）→漏斗过滤：收集到试管内并塞紧管口
②制滤纸条：
a.将干燥的滤纸剪成6cm长，1cm宽的纸条，剪去一端两角（使层析液
同时到达滤液细线,能立在烧杯中）
b.在距剪角一端1cm处用铅笔画线
③滤液划线：
a.用毛细吸管吸少量的滤液沿铅笔线处小心均匀地划一条滤液细线（
细、直、均匀）
b.干燥后重复划2-3次
④层析分离色素：
a.向烧杯中倒入3ml层析液（以层析液不没及滤液细线为准）
b.将滤纸条尖端朝下略斜靠烧杯内壁，轻轻插入层析液中
c.用培养皿盖盖上烧杯
⑤观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的色素带
6、注意事项
① 选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片，如菠菜叶、棉
花叶、洋槐叶等。
② 在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素
的提取；加少许碳酸钙的目的是为了细胞中有机酸，防止叶绿体中
的色素受到破坏。
③ 因无水乙醇和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以
研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有
机溶剂的挥发，且在通风条件下进行。
6
④ 划滤液细线时，应细、直、均匀，重复划线时必须等上次划线干
燥后再进行，重复2-3次。
⑤ 使用铅笔划线。
⑥ 分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这
是因为色素易溶解在层析液中。
【例4】★
下列材料中，最适合进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的是
（ ）
A．花生子叶 B．小麦种子
C．洋葱鳞片叶 D．新鲜菠菜叶
【例5】★★
叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是
（ ）
A．色素提取液中的不同色素已经分层
B．阳光的照射使各种色素彼此分开
C．滤纸对各种色素的吸附力不同
D．色素在层析液中溶解度不同
【例6】★★
提取和分离叶绿体中色素的实验中，正确的操作顺序应该是（ ）
A. 进行纸层析——制取滤液——在滤纸条上画线——将实验材料
研磨
B. 制取滤液——进行纸层析——在滤纸条上画线——取滤液——再
画线
C. 将实验材料剪碎、研磨——在滤纸条上画线——制取滤液——进
行纸层析
D. 将实验材料剪碎、研磨——制取滤液——在滤纸条上画线——进
行纸层析
【例7】★★
在提取菠菜叶片中的色素时，在研钵中应加入（ ）
A.无水乙醇、碳酸钙、层析液
B.二氧化硅、层析液、碳酸钙
C.二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇
D.无水乙醇、二氧化硅、层析液
【例8】★
如图，在“叶绿体中色素的提取和分离”的实验中，滤纸条上呈现
黄色的色素带中含有的色素是（ ）
A．叶绿素 a B．叶绿素 b C．叶黄素 D．胡萝卜素
7
【例9】★★
下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验
材料的叶片颜色为(     )
A．红色 B．黄色 C．绿色 D．紫色
【例10】★★
如图是纸层析分离叶绿体中色素的装置图，层析后得到不同的色素带，
在暗室内用红光照射四条色素带，可以看到较暗的是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【例11】★★
分别在 A、 B、 C 三个研钵中加入 2 克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按
下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深
绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色.
试回答:
（1）A 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
（2）B 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
（3）C 处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
8