2027届高三生物一轮复习知识清单5.4捕获光能的色素和结构(第一课时)

该高中生物学高考复习知识清单聚焦人教版必修一第五章“捕获光能的色素和结构”第一课时，涵盖色素提取分离实验、色素种类及吸收光谱、叶绿体结构功能三大核心模块，构建实验操作与理论知识深度融合的复习体系。 清单通过实验异常原因分析（如碳酸钙保护叶绿素、滤液细线划线原则）、表格归纳色素特性（种类、颜色、含量等）、恩格尔曼实验变量探究等设计，培养科学思维和探究实践素养。特设“实验结果异常情况总结”模块，如“收集的滤液绿色过浅的原因分析”，助力学生掌握细节，教师可据此引导自主复习，提升备考效率。

人教版高中生物必修一2027届一轮复习知识清单学案版 第五章 细胞的能量供应和利用 5.4捕获光能的色素和结构（第一课时） 一、提取和分离绿叶中的色素 1.提取绿叶中的色素 （1）提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 （2）实验用品及作用 ①无水乙醇： 溶解提取色素 ②二氧化硅： 使研磨更加充分 ③碳酸钙： 保护色素免于被破坏 ④单层尼龙布： 过滤 (3）过程 绿叶 二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 （4）提取现象异常原因分析 ①在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏，试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？ 提取色素研磨叶片会导致液泡中的有机酸释放，破坏叶绿素，碳酸钙可中和酸性物质，保护叶绿素。 ②研磨时应注意什么？原因是什么？ 研磨时要迅速、充分。这样可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。 ③过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？ 不能。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。 2.分离绿叶中的色素 （1）分离色素的方法： 纸层析法 （2）原理： 不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。 （3）实验步骤 剪去两角 1㎝ 毛细吸管 待滤液干后 滤液细线 （4）分离现象异常原因分析 ①制备滤纸条时为什么要减去两角？ 防止边缘效应，使扩散均匀。 ②滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？ 细、齐、直 增加色素的含量 ③为何滤液细线不能触及层析液？ 防止色素溶解在层析液中。 ④为何要盖上培养皿？ 因层析液易挥发，有一定毒性。 ⑤用纸层析法分离叶片的光合色素， 不能 （能/不能）得到各种色素的具体含量，理由是纸层析法只能实现色素分离，通过色素在层析液溶解度的差异分离出相应条带，无法定量分析。 3.光合色素的提取与分离实验结果异常情况总结 （1）收集的滤液绿色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅，研磨不充分。 ②菠菜叶不新鲜，滤液色素（叶绿素）太少。 ③加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 （2）叶绿素a叶绿素b色素带较浅或者没有的原因 ①选取的叶片是嫩黄叶或者老叶。 ②未加CaCO3，导致叶绿素被破坏。 ③色素提取液放置时间过长，导致叶绿素分解。 （3）滤纸条看不到色素带 ①提取液使用蒸馏水，而不是无水乙醇。 ②忘记画滤液细线。 ③滤液细线接触层析液，色素溶解到层析液中。 （4）滤纸条色素带重叠 没等干后再划线、滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。 二、绿叶中光合素色的种类及吸收光谱 1.色素的种类及吸收光 （1）绿叶中的色素包括 叶绿素 和 类胡萝卜素 两大类，其中 叶绿素 含量最多（约占3/4）。叶绿素分为 叶绿素a 和 叶绿素b ，类胡萝卜素分为 胡萝卜素 和 叶黄素 。 （2）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 。叶绿素对 绿光 吸收量最少，一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光； 2.结合色素的吸收光谱分析实际问题 ①正常叶片颜色为绿色，原因是：叶片中叶绿素含量远多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来。 ②寒冷条件下叶片一般为黄色，原因是：低温叶绿素易分解，类胡萝卜素稳定留存，叶片显现类胡萝卜素的黄色。 ③秋天叶片变红色的原因是秋天温度降低，叶绿素分解，液泡中花青素大量显现，叶片变红。 ④给色素提取液提供适宜的光照、CO2等外界条件不能（能/不能）进行光合作用，原因是只有光合色素，缺少叶绿体类囊体薄膜结构以及光合作用所需的多种酶。 ⑤大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？灯光用什么颜色？ 薄膜选无色透明；补光灯光优选红光和蓝紫光。 3.根据表格归纳总结 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 三、叶绿体适于进行光合作用的结构特点 1.叶绿体的结构 （1）写出图中的①②③④所代表的结构： ①叶绿体内膜、外膜 ②叶绿体基粒 ③叶绿体基质 ④叶绿体类囊体薄膜 (2) 叶绿体是如何增大生物膜面积的，优点？ 叶绿体含有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了生物膜面积。 (3) 进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中？ 叶绿体类囊体薄膜上或者叶绿体基质中。 2.叶绿体的功能 恩格尔曼的实验一： （1）实验的自变量和因变量是什么？ 自变量：叶绿体是否光照 因变量：叶绿体光照部位是否产生氧气 （观测指标：好氧细菌的分布） （2）实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈 螺旋带状分布，便于观察；用需 氧细菌可确定释放氧气多的部位。 （3）为何要除去小室中原有的空气？ 可排除空气中氧气的干扰。 （4）在黑暗中用极细的光束照射水绵有何巧妙之处？ 使叶绿体形成有光和无光部位，相当于一组对比实验。 （5）为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？ 和黑暗条件下用极细的光束照射进行对照，进一步明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。 恩格尔曼的实验二 （1）为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？ 这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放较多氧气，适于需氧细菌在此区域分布。 （2）综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？ 叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中生物必修一2027届一轮复习知识清单学案版 第五章 细胞的能量供应和利用 5.4捕获光能的色素和结构（第一课时） 一、提取和分离绿叶中的色素 1.提取绿叶中的色素 （1）提取原理： 。 （2）实验用品及作用 ①无水乙醇： ②二氧化硅： ③碳酸钙： ④单层尼龙布： (3）过程 （4）提取现象异常原因分析 ①在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏，试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？ ②研磨时应注意什么？原因是什么？ ③过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代？原因是什么？ 2.分离绿叶中的色素 （1）分离色素的方法： （2）原理： 。 （3）实验步骤 （4）分离现象异常原因分析 ①制备滤纸条时为什么要减去两角？ ②滤液细线的划线原则是什么？待滤液干后，再重画一到两次的目的是什么？ ③为何滤液细线不能触及层析液？ ④为何要盖上培养皿？ ⑤用纸层析法分离叶片的光合色素， （能/不能）得到各种色素的具体含量，理由是 。 3.光合色素的提取与分离实验结果异常情况总结 （1）收集的滤液绿色过浅的原因分析 （2）叶绿素a叶绿素b色素带较浅或者没有的原因 （3）滤纸条看不到色素带 （4）滤纸条色素带重叠 二、绿叶中光合素色的种类及吸收光谱 1.色素的种类及吸收光 （1）绿叶中的色素包括 和 两大类，其中 含量最多（约占3/4）。叶绿素分为 和 ，类胡萝卜素分为 和 。 （2）叶绿素主要吸收 和 ，类胡萝卜素主要吸收 。叶绿素对 吸收量最少，一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光； 2.结合色素的吸收光谱分析实际问题 ①正常叶片颜色为 色，原因是： ； ②寒冷条件下叶片一般为 色，原因是： ； ③秋天叶片变红色的原因是 ； ④给色素提取液提供适宜的光照、CO2等外界条件 （能/不能）进行光合作用，原因是 ； ⑤大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？灯光用什么颜色？ 3.根据表格归纳总结 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 三、叶绿体适于进行光合作用的结构特点 1.叶绿体的结构 （1）写出图中的①②③④所代表的结构： ①___________②_________③________④___________ (2) 叶绿体是如何增大生物膜面积的，优点？ (3) 进行光合作用所必需的酶分布在叶绿体的哪些结构中？ 2.叶绿体的功能 恩格尔曼的实验一： （1）实验的自变量和因变量是什么？ （2）实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料的优点：水绵的叶绿体呈_________分布，便于观察；用需氧 细菌可确定 的部位。 （3）为何要除去小室中原有的空气？ （4）在黑暗中用极细的光束照射水绵有何巧妙之处？ （5）为何把载有水绵的临时装片又暴露于光下？ 恩格尔曼的实验二 （1）为什么大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？ （2）综合上述分析，你认为叶绿体具有什么功能？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $