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

该高中生物学高考复习课件聚焦“捕获光能的色素和结构”核心考点，涵盖色素提取分离实验、吸收光谱分析及叶绿体结构三大高考高频内容，对接新课标生命观念与科学思维要求，通过近5年真题统计明确实验探究（占比约45%）、结构功能分析（占比30%）等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题情境+实验建模+素养落地”，如整合2024甘肃类胡萝卜素突变体真题，通过实验异常现象归因（如色素带缺失分析）培养科学思维，结合“绿叶中色素分离”实验改进设计强化探究实践素养，助力学生掌握答题逻辑，教师可依此精准突破考点，提升复习效率。

能量转变需经哪些生理过程？ 光能 糖类等有机物中稳定的化学能 ATP中活跃的化学能 直接用于各种生命活动 ① ② ③ 光合作用 呼吸作用 ATP水解 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，是生物圈得以维持运转的基础。 因此，有人称光合作用是“地球上最重要的化学反应” 第12讲 捕获光能的色素和结构 考点1：实验：绿叶中色素的提取和分离 考点2：绿叶中色素的吸收光谱及功能 考点3：叶绿体的结构适于进行光合作用 (1).实验原理： 原理 试剂 方法 提取 绿叶中的色素溶于有机溶剂，而不溶于水 无水乙醇 萃取法 分离 各种色素在层析液中的溶解度不同，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 层析液 纸层析法 提取试剂：可以用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠；丙酮或92号汽油来替代 .实验目的： 探究绿叶中究竟有哪些色素？ 层析液(由20份在60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成 考点1 ：绿叶中色素的提取和分离 （2）实验步骤 使研磨充分 保护色素 溶解色素 使扩散均匀 滤液细线 橙黄色 蓝绿色 4 (3)实验结果 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） 叶绿素 类胡萝卜素 （3/4） （1/4） [提醒]　①胡萝卜素含量最少，所以色素带最窄；但其在层析液中溶解度最大所以扩散最快。 ②胡萝卜素和叶黄素之间的距离最远。 ③叶绿素a的含量最多，所以该色素带最宽。 .实验改进与思考: 如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置。 应将滤液滴在a处还是b处？实验结果应会出现四个不同颜色的同心圆。 定性滤纸 培养皿 灯芯棉 四个同心圆的色素带，从外往里 依次为 。 思考: 胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 滴滤液 考点1 ：绿叶中色素的提取和分离 实验异常现象分析 题后归纳： 考点一 实验:绿叶中色素的提取和分离 色素的颜色是由其反射的光所决定 （1)光谱：阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带,称为光谱。 （2）吸收光谱：分别让不同颜色的光照射溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱 可见光：波长：400nm~760nm 学科交叉：一般叶绿体中的色素只吸收 ，而对红外光和紫外光等不吸收。 可见光 1.吸收光谱 考点2 ：绿叶中色素的吸收光谱及功能 ①叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 （叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同） （与叶绿素a相比，叶绿素b吸收光谱范围更窄） ②类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 【对点训练】在红光区，叶绿素a吸收峰值_____叶绿素b 叶绿素a对短波长光照的吸收峰值_____叶绿素b 高于 低于 类胡萝卜素 叶绿素b 叶绿素a 考点2 ：绿叶中色素的吸收光谱及功能 1.吸收光谱 2.叶绿体中色素的吸收光谱分析 由上图可以看出: 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 11 光合色素功能：吸收、传递（四种色素）、转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a） 2、光合色素的功能 叶绿素a:C55H72O5N4Mg 叶绿素b:C55H70O6N4Mg 胡萝卜素：C40H56 叶黄素：C40H56O2 考点2 ：绿叶中色素的吸收光谱及功能 3、叶绿素不稳定，易分解,影响叶绿素合成的因素 考点2 ：绿叶中色素的吸收光谱及功能 正常绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色变黄 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 叶色变红 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，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色 总结1：植物色素与叶片的颜色 1.教材深挖：新教材P一101，拓展应用1 总结2：植物色素 比较项目 光合色素 细胞液色素 存在部位 叶绿体 液泡 溶解性 脂溶性 水溶性 代表种类 类胡萝卜素和叶绿素 花青素 颜色 橙黄、黄、绿 红、蓝、紫 颜色变化 不随pH改变变化颜色 随pH改变变化颜色 红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。 胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。 1.教材深挖：新教材P一101，拓展应用1 （1）生产上，用何种颜色的玻璃或塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高？并说明其原因。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？ 选无色透明的塑料薄膜， 因为日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。阴天时，应选择补红光和蓝紫光的照明灯 2.与生活的联系 （2）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。 ［教材命题点思考］ 1.结合教材，分析并回答下列问题： （1）有的植物工厂在种植蔬菜等植物时，完全依靠 灯等人工光源，其 中常见的是红色、蓝色和白色的光源。为什么选择这些光源而不选择绿色 的光源？ 提示:红色、蓝色光源发出的分别是红光、蓝光，光合色素对红光、蓝光吸 收最多；白光是复合光，含有不同波长的光，光合色素能吸收更多的光； 绿色光源发出的是绿光，被光合色素吸收的最少，不利于植物生长。 17 （2）分离绿叶中的色素时，滤纸条上的滤液细线一定不能接触层析液的 原因是什么？ 提示: 防止滤液细线上的色素溶解在层析液中，而不能在滤纸上扩散。 （3）绿藻、褐藻、红藻在海水中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深 层，从水层透光与植物光能捕获两个层面解释其原因。 提示: 藻类本身的颜色是由反射出来的光形成的，即红藻反射出红光，绿藻 反射出绿光，褐藻反射出黄光。水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收 要多，即到达深水层的光是相对富含短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫 光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水 的深层。 18 ［情境命题点思考］ 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。请将下列实验思路和预期结果补充完整。 实验思路：将韭菜幼苗部分置于__________下培养（甲组），部分置于 __________下培养（乙组）。一段时间后，提取并用层析法分离两组韭菜 叶中的色素，比较__________________。 预期结果：甲组滤纸条上的橙黄色和黄色的色素带的宽度与乙组滤纸条上 的橙黄色和黄色的色素带的宽度基本一致；甲组滤纸条上 ___________________________，乙组滤纸条上_______________________ _____。 光照条件 黑暗条件 滤纸条上的色素带 有蓝绿色和黄绿色的色素带 没有蓝绿色和黄绿色的色素带 19 电镜照片 （放大44000倍） 光学显微镜 照片 Q:叶绿体使膜的表面积增大的方式？ 类囊体堆叠形成基粒 1.叶绿体的结构模式图 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 电镜照片 （放大44000倍） 光学显微镜 照片 Q：叶绿体内有众多的基粒和类囊体，有什么作用？ Q:进行光合作用所必需的酶分布于？ 极大地扩展了受光面积，增大附着酶的面积 类囊体薄膜上和叶绿体基质中 1.叶绿体的结构模式图 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 2.叶绿体的功能及其验证实验 外膜 叶绿体基质 暗反应 类囊体 色素 光反应 证据 进行光合作用的场所 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 2.叶绿体的功能及其验证实验 螺旋带状叶绿体 （1）实验者：德国科学家恩格尔曼 （2）实验过程及现象 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 （2）实验过程及现象 实验1结论： 叶绿体能够吸收光能，用于光合作用释放氧气。 完全光照 极细光束 黑暗 无氧 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 完全曝光水绵 无空气 水绵 + 需氧细菌 【实验1】 (释放氧气的观察指标) 2.叶绿体的功能及其验证实验 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 24 Q1：恩格尔曼在选材上有什么巧妙之处？ Q2:恩格尔曼在实验设计上有什么巧妙之处？ 水绵——叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 需氧细菌——可确定释放氧气多的部位 2.叶绿体的功能及其验证实验 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 排除干扰的方法巧妙: 没有空气的黑暗环境——排除了氧气和其他光的干扰 ②观察指标的设计：通过检测需氧细菌的分布，准确地判断出释放氧气的部位。 Q2:恩格尔曼在实验设计上有什么巧妙之处？ ③实验对照的设计： 在黑暗环境，用极细的光束照射，获得有光照部位和无光照部位的对照实验；完全暴露在光下和局部光照(黑暗条件下)形成对照实验，再次验证实验结果。 有光/无光；局部/完全 2.叶绿体的功能及其验证实验 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 恩格尔曼【实验2】 实验2结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，释放氧气。 综合上述两个实验可以得出： 叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2 （2）实验过程及现象 2.叶绿体的功能及其验证实验 最终结论：叶绿体的功能是进行光合作用的场所。 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 27 2.叶绿体的功能及其验证实验 考点3 ：叶绿体的结构适于进行光合作用 ［经典·基础·诊断］ （1）提取光合色素的实验中，研磨时加入 过量会破坏叶绿素。 ( ) × （2）探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液。( ) √ （3）（2022·浙江T8）叶绿体内膜上存在与水光解有关的酶。( ) × （4）（2021·河北T3）层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合 物作为层析液。( ) √ （5）（2021·湖北T1）叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质。 ( ) √ （6）（2021·北京T13）依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离。 ( ) × 29 1.（2024·甘肃选择考）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素 的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄 色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白 色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下 ，纯 合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种 子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光 下培养一周， 提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 30 （1）提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是__________， 加入少许碳酸钙可以______________________。 无水乙醇 防止研磨中色素被破坏 （2）野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是_____ _________________________________________________。 叶绿素的形成需要光照，在正常光下更有利于叶绿素的形成 31 （3）正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为___________ ________________________________________________________________ ______________________________________。 正常光照条件下纯合突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求 （4）现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证 据有：①纯合体种子为白色；②____________________________________ ___________________________。 与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零） 32 （5）纯合突变体中可能存在某种植物激素的合成缺陷， 最可能是 _____________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素 的 含量，但不影响纯合突变体中 的含量。为检验上述假设，请完成下面的 实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在____________ _______条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体 植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取 株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各 组的________________________________。 细胞分裂素 含水量相等且适宜 叶绿体的大小及数量，取其平均值 33 ③预期结果：____________________________________________________ __________________________________。 B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组 2\.(2024·山东临沂联考)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　) A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上 B.利用纸层析法分离色素时，②应位于滤 纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收 绿光 D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 D 34 3.（2024·贵州选择考）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在 不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组 光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度 与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错 误的是( ) A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可采用层析法 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 √ 35 解析：选D。叶片研磨时加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，A正确； 绿叶中的光合色素不止一种，不同的光合色素在层析液中的溶解度不同， 导致它们在滤纸条上扩散的速度不同，故可以采用层析法分离提取液中的 光合色素,B正确；光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，如叶绿素含 量/类胡萝卜素含量的值高时，叶片呈绿色，该值低时叶片发黄，C正确； 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，因此使用蓝 紫光波段测定的为叶绿素和类胡萝卜素的总含量，D错误。 36 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$