2026届高三生物一轮复习课件：第12讲 捕获光能的色素和结构

2026高考一轮复习 第12讲 捕获光能的色素和结构 2、 1、 绿叶中色素 叶绿体的结构适于进行光合作用 目 录 contents 目 录 contents 绿叶中色素 考点1 考点梳理 1、 绿叶中色素的提取和分离实验 （1）基本原理 ①提取原理 绿叶中的色素能溶于有机溶剂（如无水乙醇、丙酮、92汽油等），而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。 ②分离原理 绿叶中色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 考点1 绿叶中色素 （2）过程 ①色素的提取 加药品 SiO2—有助于研磨充分 CaCO3—防止色素被破坏 无水乙醇—溶解色素 剪碎 称取5g鲜叶 剪去主叶脉 叶片要绿、要新鲜，色素含量多 考点1 绿叶中色素 研磨：迅速、充分 过滤：单层尼龙布 （2）过程 ①色素的提取 试管口及时用棉塞塞严 使色素从细胞内充分释放出来 防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解 不能用纱布或滤纸，会吸附色素 考点1 绿叶中色素 1cm 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1cm处用铅笔画一条细的横线； 剪去两角的原因？ 保证色素在滤纸条上均匀扩散，防止边缘扩散过快而形成弧形带。 ②制备滤纸条 考点1 绿叶中色素 注意：a.滤液细线要细、齐、直 b.干燥后重复1—2次 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次； 防止色素带重叠而影响分离效果 增加滤液细线中的色素含量，使分离出的色素带清晰、分明 滤液细线 ③画滤液细线 考点1 绿叶中色素 a.为何滤液细线不能触及层析液？ 防止色素溶解在层析液中 b.为何要盖上培养皿？ 防止层析液挥发，色素带不会随层析液挥发而消失 ④分离绿叶中的色素 插滤纸条 层析液 培养皿 石油醚、丙酮和苯的混合液 方法：纸层析法 考点1 绿叶中色素 叶绿素 类胡萝卜素 (占1/4) (占3/4) 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色） 绿叶中光合素色的种类 （3）实验结果： 含量 4 2 3 1 考点1 绿叶中色素 （3）结果分析 ①色素带的条数代表：色素种类； ②色素带的宽度代表：色素的含量； ③扩散速度越快，溶解度越高。 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 最少 最高 最快 黄色 较少 较高 较快 蓝绿色 最多 较低 较慢 黄绿色 较多 最低 最慢 叶绿素由C、H、O、N、Mg构成 考点1 绿叶中色素 11 （4）实验异常现象分析 收集到的滤液绿色过浅的原因： ①未加石英砂(二氧化硅)或研磨不充分，色素未充分提取出来； ②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中色素(叶绿素)含量太少； ③一次加入大量的无水乙醇，提取中色素浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)； ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 滤纸条色素带重叠： ①没等滤液细线干燥后再划线； ②滤液线不能达到细、直、齐的要求，使色素扩散不一致。 考点1 绿叶中色素 （4）实验异常现象分析 滤纸条看不到色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。 滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带： 忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。 胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色） 考点1 绿叶中色素 2、绿叶中色素的吸收光谱及功能 太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光颜色不同，可见光的波长是400-760 nm；波长小于400 nm的光是紫外光；波长大于760 nm的光是红外光。 （1）吸收光谱 考点1 绿叶中色素 （1）吸收光谱 ①一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光(400-760nm)。 ②叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。它们对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 ③叶绿素a与叶绿素b的吸收光谱很相似，但峰值不同。 考点1 绿叶中色素 （2）光合色素功能：捕获光能，即吸收、传递、转化光能 四种色素 叶绿素a 考点1 绿叶中色素 （3）应用 ①植物叶片呈现绿色的原因？ 叶片中的色素(叶绿素)对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片才呈现绿色。 ②温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？ 应该选无色透明的玻璃、塑料薄膜，因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。 考点1 绿叶中色素 ③植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 因为这种波长的光不能被光合色素吸收，不能用于光合作用中合成有机物 ④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？ 补充光源可选择红光和蓝紫光，因为这种颜色的光植物光合作用吸收利用较多，更有利于植物进行光合作用。 考点1 绿叶中色素 ⑤海洋中的藻类分为绿藻、褐藻、红藻，在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。这种现象是如何造成的？ 这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”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。 考点1 绿叶中色素 4、影响叶绿素合成的因素 (1)光照 光照是影响叶绿素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成；另外，低温时叶绿素分子易被破坏，因而秋天叶片变黄。 (3)矿质元素 叶绿素中含N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄；Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也会导致叶绿素合成受阻，幼叶先变黄。 考点1 绿叶中色素 秋天，一些叶子为什么会变黄？ 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄。 秋天，另一些叶子为什么会变红？ 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷而逐渐降解，叶片呈现红色。 考点1 绿叶中色素 2．(2022·湖北选择考)某植物的2种黄叶突变体表型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量(单位：μg·g－1)，结果如下表。下列有关叙述正确的是(　　) A．2种突变体的出现增加了物种多样性 B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C．2种突变体的光合色素含量差异是由不同基因的突变所致 D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 D 植株 类型 叶绿 素a 叶绿 素b 类胡萝 卜素 叶绿素/类 胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.36 题型剖析 叶绿体的结构适于进行光合作用 考点2 考点梳理 外膜 内膜 类囊体 基粒 叶绿体基质 结构： 功能： 双层膜：均光滑 类囊体堆叠形成基粒(增大了膜面积，增大了光合作用面积)。 基粒 类囊体薄膜上有色素和光合作用光反应相关酶 叶绿体基质：含DNA、RNA、核糖体、光合作用暗反应相关酶 绿色植物细胞进行光合作用的场所；是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 形态： 一般呈扁平的椭球形或球形 1、叶绿体 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 24 ①吸收光能的色素分布于哪里？ 吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。 ②与光合作用有关的酶分布于哪里？ 与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。 ③类囊体和基粒的存在对叶绿体有什么意义？ 叶绿体内有如此众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。 ④所有的植物细胞都有叶绿体吗？ 并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 ⑤液泡中的色素进行光合作用吗？ 光合作用的色素只分布于叶绿体的类囊体薄膜上，而液泡中的色素花青素，不能进行光合作用与花和果实的颜色有关。 ⑥叶绿体是光合作用的唯一场所吗？ 叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 2、叶绿体功能的实验验证 （1）实验者：德国科学家恩格尔曼。 （2）实验过程及现象 螺旋带状叶绿体 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 2、叶绿体功能的实验验证 （2）实验过程及现象 需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射水绵到的部位 需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位 在黑暗中用极细光束照射水绵 完全曝光 无空气 水绵+需氧细菌 氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 （3）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，形成对照实验。 ④进行黑暗条件下局部光照和完全暴露在光下的对照实验，明确实验结果是由光照引起的。 水绵和需氧细菌 螺旋带状 释放氧气 氧气和光 有光照 无光照 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 白光 白光 水绵细胞叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光。 考点2 叶绿体的结构适于进行光合作用 $$