12 必修1 第二单元 第10讲 捕获光能的色素和结构-【名师导航】2025年高考生物一轮总复习课件（人教版）

必修1　分子与细胞 第二单元　细胞代谢 第10讲　捕获光能的色素和结构 考点1　捕获光能的色素和结构 一、捕获光能的色素 1．绿叶中色素的种类和颜色 色素的种类 色素的颜色 叶绿素 叶绿素a ______色 叶绿素b ______色 类胡萝卜素 ________ 黄色 __________ 橙黄色 蓝绿 黄绿 叶黄素 胡萝卜素 第10讲　捕获光能的色素和结构 2．绿叶中色素的吸收光谱及其分析 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 由图可以看出： 陈 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 1．叶绿体的结构 光合色素分布于__________上。光合作用的酶分布于______________________ __________。 2．叶绿体的功能：进行光合作用的场所。 3．叶绿体中色素的功能：______、______、______光能。 类囊体膜 叶绿体基质、基粒(或类 囊体膜) 吸收 传递 转化 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 4．叶绿体功能的实验验证 (1)资料1(必修1 P100) ①实验者：德国科学家__________。 ②实验结论 叶绿体能__________用于光合作用放____；叶绿体主要吸收______________。 (2)资料2(必修1 P101)：在叶绿体的类囊体膜上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。该资料说明光合作用的有关生化反应在________中进行。 (3)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。__________是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 恩格尔曼 吸收光能 氧 红光和蓝紫光 叶绿体 色素分子 类囊体膜上和叶绿体基质 色素和酶 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 (必修1 P100－101“思考·讨论”)恩格尔曼实验设计的巧妙之处 (1)实验材料用______________________，水绵的叶绿体呈________分布，便于观察，用需氧细菌可确定________的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了________的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为________和________的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片________与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 提示：(1)水绵和需氧细菌　螺旋带状　释放氧气　(2)氧气和光　(3)有光照　无光照　(4)局部曝光 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 1．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。 (　　) 2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。 (　　) 提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。 3．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。 (　　) 提示：叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。 4．光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。 (　　) 提示：叶绿体基质中有酶分布，但没有色素。 5．没有叶绿体，细胞不能进行光合作用。 (　　) 提示：蓝细菌细胞中没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。 √ × × × × 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 1．一般植物的叶片在春夏季节为绿色，而在秋季呈现黄色。出现这一现象的原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示：春夏季节叶片中的叶绿素含量较多，叶绿素对绿光吸收较少，绿光大部分被反射出来，所以叶片会呈现绿色。而到了秋季，气温降低导致叶绿素被破坏，而类胡萝卜素比较稳定，叶片中主要是类胡萝卜素，故而呈现黄色 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 2．研究表明，光照会影响韭菜叶绿素的合成，但不会影响类胡萝卜素的合成。请利用色素的提取和分离技术，以暗处生长的韭菜幼苗作为材料，设计实验以验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：__________________________________________________________。 预期结果：__________________________________________________________。 提示：将一部分韭菜幼苗置于光照条件下培养(甲组)，另一部分韭菜幼苗置于黑暗条件下培养(乙组)。一段时间后，提取并用纸层析法分离两组韭菜中的色素，比较滤纸条上的色素带　甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带与乙组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带基本一致；甲组滤纸条上有蓝绿色和黄绿色的色素带，乙组滤纸条上没有蓝绿色和黄绿色的色素带 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 考向1　光合色素的种类和作用 1．(2023·辽宁丹东期末)如图是绿色植物光合作用过程中叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图。据图分析下列叙述正确的是(　　) A．c为类胡萝卜素，它在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而不吸收绿光， 绿光被反射出来，所以叶片呈绿色 C．可根据绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同来 提取色素 D．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，叶绿素b在 层析液中的溶解度最小 √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 D　[c为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，几乎不吸收红光，所以几乎不能利用红光来合成光反应中的ATP，A错误；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，叶绿素和类胡萝卜素对绿光吸收最少而被反射出来，所以叶片呈现绿色，B错误；根据绿叶中的色素可溶解在无水乙醇中来提取，根据色素在层析液中的溶解度不同来分离色素，C错误；胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，色素带位于滤纸最上端，叶绿素b在层析液中的溶解度最小，色素带位于滤纸最下端，D正确。] 考向2　叶绿体的结构和功能 2．(2023·河南安阳调研)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是 (　　) A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2+和光照 B．H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在基质中 C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上 D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的 D　[只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。] √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 考点2　(探究·实践)绿叶中色素的提取和分离 一、实验原理 第10讲　捕获光能的色素和结构 二、实验步骤 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 三、实验结果 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 1．(2023·东北育才中学调研)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的说法，正确的是(　　) A．根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离 B．分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远 C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素 D．绿叶中色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢 C　[根据绿叶中色素在层析液中溶解度不同，可对色素进行分离，A错误；分离色素时，橙黄色的色素带(胡萝卜素)距离滤液细线最远，B错误；绿叶中色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，D错误。] √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 2．(2023·深圳二模)某研究小组用四种不同的方法对欧李叶片中的光合色素进行提取，实验结果如图所示。下列分析错误的是(　　) A．研磨法提取时使用碳酸钙可以防止色素被破坏 B．不同提取剂的提取效果会受到提取方 法的影响 C．丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的 效果最佳 D．四种提取色素的方法都涉及细胞膜结 构的破坏 √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 C　[碳酸钙可以中和有机酸，防止色素被破坏，A正确；由图可知，研磨法的提取效果最好，故不同提取剂的提取效果受到提取方法的影响，B正确；根据图表可知丙酮和乙醇的混合液提取光合色素的量在干样浸提法中较少，所以其效果不算最佳，C错误；色素位于细胞内，想提取色素必须破坏细胞膜结构，所以四种提取色素的方法都涉及细胞膜结构的破坏，D正确。] 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 结论语句 (1)(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中叶绿素包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，类胡萝卜素包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。 (2)(必修1 P99)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。 (3)(必修1 P101)叶绿体是光合作用的场所。在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 真题感悟 明确考向 1．(2023·全国乙卷)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　) A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C．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 D ．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 D　[氮元素和镁元素都是构成叶绿素分子的必需元素，A正确；光合色素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；叶绿体中的色素在层析液中溶解度越高，扩散得越快，D错误。] √ 第10讲　捕获光能的色素和结构 2．(2023·海南等级考)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 回答下列问题。 (1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是_________ ___________________；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第_________条。 (2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是_______________，该光源的最佳补光时间是________小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是____________________________________________________________。 叶绿素(或 叶绿素a和叶绿素b) 一和二 红光＋蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数均最多 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 [解析]　(1)火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。(3)本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。 3．(2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。 (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是________________(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在___________上，其中类胡萝卜素主要吸收______ (填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是______________________________________ ____________________________________________________。 差速离心法 类囊体薄膜　 蓝紫光 黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没 有光反应提供的ATP和NADPH，所以无法形成糖 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片暗处理一昼夜后分为甲、乙两组，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境条件相同的黑暗状态下，一段时间后，将叶片脱色，然后用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体，制成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 [解析]　(1)植物细胞器的分离可以采用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体薄膜上，光合色素中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)光合作用的光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料，所以无法形成糖。(3)本题主要考查光合作用产物有淀粉，并在叶绿体中，需要将叶绿体提取出来并检测其中的淀粉，具体见答案。 (教师用书独具) (2023·江苏选择性考试)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是(　　) A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 B　[用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误；花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。] √ 考点1 考点2 真题感悟 课时分层作业 第10讲　捕获光能的色素和结构 $$