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（江苏专用）

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 由图可以看出： 400～760 nm 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 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 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。 外膜 内膜 类囊体 基质 类囊体膜 叶绿体基质、基粒(或类囊 体膜) 吸收 传递 转化 基粒 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：(人教必修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(人教必修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 (人教必修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)临时装片局部曝光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 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．海洋中的藻类有绿藻、褐藻、红藻等，它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深。分析原因：这种现象与__________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 提示：光能捕获有关，即不同颜色的藻类吸收不同波长的光 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 2．现有载有水绵和好氧细菌的临时装片、红光源和绿光源，请设计实验验证植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率。 (1)实验方案：将载有水绵和好氧细菌的临时装片置于______________________ ___________________，分别用__________________________照射水绵。一段时间后，观察__________________。 (2)预期实验结果及结论：好氧细菌更多聚集在______________的部位，证明植物光合作用对红光的利用率大于对绿光的利用率。 提示：(1)没有空气的黑暗环境中　同等强度的红光束和绿光束　好氧细菌的分布情况　(2)红光束照射 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．生产上，用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？阴天时，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 提示：无色，因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。阴天时，应选择补红光和蓝紫光的照明灯 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．(多选)如图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少)，下列有关叙述错误的是(　　) A．甲种色素主要分布在层析后滤纸条上自上而下的中间两条色素带 B．甲、乙分别是叶绿素、类胡萝卜素的吸收光谱 C．甲、乙分别是叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱 D．乙种色素的含量达总色素的3/4 √ √ 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 ACD　[颜色深、浅分别表示吸收量多、少，甲种色素的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱，其分布在层析结果滤纸条自上而下的三、四两条色素带，A错误；甲种色素的吸收光谱主要在蓝紫光区和红光区，应为叶绿素的吸收光谱；乙种色素的吸收光谱主要在蓝紫光区，应为类胡萝卜素的吸收光谱，B正确，C错误；乙种色素为类胡萝卜素，含量达总色素的1/4，甲种色素的含量达总色素的3/4，D错误。故选ACD。] 考向2　叶绿体的结构和功能 2．(多选)细胞内的叶绿体是一种动态的细胞器，随光照强度的变化，其分布和位置也会发生改变，该过程称为叶绿体定位。研究发现，叶绿体定位至少需要两个条件，即叶绿体的移动和新位置上的锚定。下列相关叙述正确的是(　　) A．绿色植物叶肉细胞的光合色素可吸收、传递、转化光能，并将转化的能量全部储存在ATP中 B．由图1结果可知，弱光条件下，叶绿体会汇集到细胞顶面，使其能最大程度地吸收光能 C．若化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后，叶绿体定位异常，推测叶绿体是沿着微丝蛋白进行移动 D．由图2结果推测，叶绿体是通过CHUP1蛋白 锚定在微丝蛋白上，而CHUP1蛋白应该位于叶 绿体的内膜 √ √ 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 BC　[光合作用的色素分布在叶绿体类囊体薄膜，光合色素将吸收的光能转化为ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能，用于暗反应中C3的还原，A错误；据图1结果可知，弱光条件下，叶绿体会汇集到细胞顶面，能最大限度的吸收光能，保证高效率的光合作用，B正确；研究发现，叶绿体定位至少需要两个条件，即叶绿体的移动和新位置上的锚定。化学处理破坏细胞内的微丝蛋白(细胞骨架成分)后，叶绿体定位异常，推测叶绿体是沿着微丝蛋白(细胞骨架)进行移动，C正确；由图2结果推测，去除叶绿体的CHUP1蛋白后，叶绿体定位异常，故叶绿体是通过CHUP1蛋白锚定在微丝蛋白上的，则CHUP1蛋白位于叶绿体外膜表面，D错误。故选BC。] 考点2　(探究·实践)绿叶中色素的提取和分离 一、实验原理 有机溶剂无水乙 醇 无水乙醇 溶解度 溶解 度高 层析液 第10讲　捕获光能的色素和结构 二、实验步骤 二氧化硅 碳酸钙 扩散均匀 色素溶 于层析液中 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 最少 最高 最快 最多 最低 最慢 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·江苏南通高三海安高级中学校考阶段练习)江苏省海安高级中学学生用红苋菜和某种层析液做“叶片中色素的提取和分离”实验，下列相关叙述正确的是(　　) A．色素提取后要及时加入CaCO3，以保护类胡萝卜素 B．色素提取可以用无水乙醇或95%乙醇，也可用乙醇和丙酮的混合溶液提取色素 C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在无水乙醇(或丙酮)中溶解度不同 D．用层析法分离色素，滤纸条上最终会得到两条色素条带，且分离时间不宜过长 √ 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 B　[提取光合色素加入CaCO3的目的是保护叶绿素，A错误；色素溶于有机溶剂，所以可以用无水乙醇或95%乙醇，也可用乙醇和丙酮的混合溶液提取色素，B正确；纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，C错误；用层析法分离色素，滤纸条上最终会得到四条色素条带，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，D错误。故选B。] 2．(2023·江苏扬州高三统考开学考试)为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是(　　) 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 A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在于液泡中 C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光 D．色素1在层析液中的溶解度最小，色素4在层析液中溶解度最大 √ 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　[色素1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A、B正确。色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光，C正确。根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，而色素4距离起点最近，说明色素4在层析液中的溶解度最小，D错误。故选D。] 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)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)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)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·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 √ 第10讲　捕获光能的色素和结构 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的多少，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。故选B。] 2．(2020·江苏高考)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　) A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C．研磨时添加石英砂有助于色素提取 D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散 B　[叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。故选B。] √ 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．(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；在层析液中溶解度越高，扩散得越快，D错误。故选D。] √ 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 $$