第二章 第13讲 捕获光能的色素和结构（配套教参）-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（人教版）

高考总复习生物学 [考向3]细胞呼吸在生产和生活中的应用 4.(2025·江西卷)体重水平与人体健康状况密切相 3.(2025·北京卷)2025年，国家持续推进“体重管理 关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾 年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的 病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。 国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理 正确认识是 年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述 A.饮食中元素种类越多所含能量越高 错误的是 B.饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 A.有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒 C.无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 体分解 D.在生活中既要均衡饮食又要适量运动 B.高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生 解析：D[饮食中的能量主要取决于有机物（糖 肥胖 C.低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量 类、脂肪、蛋白质)的含量，而非元素种类。例如，脂 消耗 肪仅含C、H、O三种元素，但单位质量供能最高。 D.有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大 元素种类多与能量无关，A错误；糖类和脂肪均可 量乳酸 供能，但脂肪储能更高。若用糖代替脂肪但总热量 解析：A[脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸 未减少，反而可能因糖分解快导致饥饿感增强，且 进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线 过量糖会转化为脂肪储存，B错误；无氧运动（如短 粒体，A错误；高脂饮食提供过量能量，若摄入>消 跑)主要消耗糖原，而有氧运动（如慢跑）能持续分 耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确； 低脂饮食减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗， 解脂肪供能，更利于减脂和控制体重，C错误；均衡 符合能量平衡原理，C正确；有氧运动中氧气充足， 饮食保证营养全面，适量运动促进能量消耗，二者 肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量 结合是科学控制体重的关键，D正确。] 乳酸，D正确。] 第13讲 捕获光能的色素和结构 构建体系>素养建模 对应学生P65 网络构建素养呈现 知识体系 一定内容 核心素养一定能力 叶绿体中 种类和颜色 运用结构与功能观，分析叶绿体结构适于进行光 生命 合作用的特点；通过分析恩格尔曼实验，归纳总结 的色素 吸收光谱 观念 捕获光能 叶绿体的功能 的色素和 叶绿体的结 结构 构和功能 科学 通过“绿叶中色素的提取和分离”实验，培养学生 探究 的实验探究能力 实验：绿叶 中色素的 社会 通过分析叶绿体色素吸收光谱在农业生产中的应 提取和分离 责任 用，养成关心生产生活实际的责任意识 研析考点层级突破 对应学生P65 透析考点素养培育 考点 捕获光能的色素和结构 [必备知识·复盘] (2)叶绿体中色素的吸收光谱 教材夯实 ①吸收光谱实验 1.捕获光能的色素 在色素溶液与阳光之间，放置一块三棱镜。阳光 (1)叶绿体中色素的种类和颜色 是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱 叶绿素 一叶绿素a(蓝绿色) (含量约占314) 叶绿素b(黄绿色) 镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光 绿叶中的色素 带，称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶 类胡萝卜素 厂胡萝卜素（橙黄色） (含量约占1/4) 叶黄素（黄色） 液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。 ·72· 第二单元细胞的能量供应和利用 ②叶绿体中色素的吸收光谱分析 (2)X、Y分别表示什么色素？主要分布的具体部 100吸收光能(% 位在哪里？ 提示：类胡萝卜素、叶绿素b。叶绿体的类囊体 类胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色乳要段收 叶黄素（黄色）丁蓝紫光 薄膜。 叶绿素b(黄绿色 叶绿素a(蓝绿色) 主要吸收蓝紫光和红光 (3)蓝细菌细胞中不含图中任意一种光合色素吗？ 说明理由。 0400450500550600650700光波长(am 提示：不是。蓝细菌细胞能进行光合作用，因为其 2.叶绿体 细胞中含有叶绿素和藻蓝素，即蓝细菌细胞中含有 …→十绿体外度，内残和美豪体薄限均是 图中的Y和Z。 以磷脂双分于层为基本支架的生物膜 叶 外膜 将叶择体州部与知跑质装质分隔开， [关键能力·提升] 内膜保证光合作用高效有序的进行 基粒：山一系列囊状结构堆 叠而成，扩大了膜面积，有 光反应 ◆[提升点1]通过色素的种类和功能考查信息提 利于光合色素与光反应相 ◆的场所 是进行光合作 取能力 关的酶的附着 1.火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不 基质：分布着大量与暗反应 。暗反应 相关的酶 的场所 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 教考衔接 度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影 1.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 响，结果如图。下列相关分析正确的是 (2024·贵州卷，3D)(×) 61平均花朵数（朵） 2.利用月季花瓣大量提取叶绿素。 口红光+蓝光■红光☒蓝光 (2024·北京卷，12B)(×) 3.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。(2023·全国乙卷，2C)(、/) 4.叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合 , 作用。 (X) 素养培优当 补光时间（小时/天） A.火龙果植株主要吸收红光和蓝光的光合色素是 1.(必修1P“学科交叉”改编)通常，红外光和紫外 类胡萝卜素 光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用吗？ B.火龙果植株中能够吸收红光和蓝光的色素存在 答案：不能。可见光的波长范围是390~760nm。 于液泡中 不同波长的光，颜色不同。波长小于390nm的光 C,据图可知，三种补光光源中最佳的是红光十蓝光 是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。一般 D.该研究的自变量是不同光源 情况下，光合作用所利用的光都是可见光。 解析：C[火龙果植株主要吸收红光和蓝光的光合 2.(必修1P“旁栏思考”)植物工厂里为什么不用发 色素是叶绿素，A错误；火龙果植株中能够吸收红 绿光的光源？ 光和蓝光的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上，B错 答案：绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不 误；根据实验结果可知，红光十蓝光平均花朵数多 能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造 于红、蓝光单光源，因此三种补光光源中效果最佳 有机物。 的是红光十蓝光，C正确；该实验探究同一光照强度 3.(情景探究)如图是绿色植物叶肉细胞中光合色素 下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，可 吸收光谱的示意图，回答以下问题。 知自变量为补光光源的种类和补光的时间，D错误。] 吸收光能百分比/% 2.研究发现，不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b 100 之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。 在适当遮光条件下，叶绿素a与叶绿素b的比值会 降低，以适应环境。如图为绿叶中色素的吸收光 50 谱，其中②表示叶绿素b,③表示叶绿素a。下列叙 述错误的是 100吸收光能百分比% 400450500550600650700波长/nm (1)Z表示什么色素？在自然光照下呈现什么颜 50 色？有怎样的功能？ 提示：Z表示叶绿素a。在自然光照下呈现蓝绿色。 主要吸收红光和蓝紫光。 0400450500550600650700波长/am ·73· 高考总复习生物学 A.叶片在640~660nm波长光下释放氧气主要是 ◆[提升点2]通过叶绿体的结构考查获取信息 由叶绿素参与光合作用引起的 能力 B.利用纸层析法分离色素时，②对应的条带离画线 3.叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿 处最近 C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后， 体结构与功能的叙述，正确的是 短时间内叶绿体中C的量增加 A.叶绿体中的色素的合成都需要Mg+和光照 D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 B.H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生 解析：C[只有叶绿素能吸收640~660nm波长 在叶绿体基质中 光，此波长下，释放氧气是叶绿素吸收、传递、转化 C.CO,的固定过程发生在类囊体薄膜上 光能引起的，A正确；叶绿素b的溶解度最低，扩散 D.光合作用的产物—淀粉是在叶绿体基质中合 速度最慢，利用纸层析法分离色素时，②叶绿素b 对应的条带离画线处最近，B正确；由550nm波长 成的 的光转为670nm波长的光后，光照增强，色素吸收 解析：D[只有叶绿素的合成才需要Mg2+和光 的光能增多，光反应增强，ATP和NADPH增多， 照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体 短时间内C3的量减少，C错误；②叶绿素b弱光下 类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应 含量增高，可能有利于植物对弱光的利用， 过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产 D正确。] 物 淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。] 探究实践六 绿叶中色素的提取和分离 对应学生P67 教材夯实 3.实验结果分析 1.实验原理 色素种类 色素颜色色素含量溶解度 扩散速度 (提取 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中， 而不溶于水，可用无水乙醇提取色素 a 胡萝卜素 橙黄色 最少 最大 最快 各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随 b 叶黄素 黄色 较少 较大 较快 分离 层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各 种色素相互分离 叶绿素a 蓝绿色 最多 较小 较慢 2.实验步骤 (1)提取色素 d 叶绿素b 黄绿色 较多 最小 最慢 ①研磨： 易错警示影响色素带颜色深浅的“四大”因素 操作图解 添加物质 作用 (1)未加SiO2,研磨不充分。 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 溶解色素 (2)未加CaC)3或加入过少，叶绿素分子被 无水 乙醇 二氧化硅 研磨充分 破坏。 绿叶 碳酸钙 保护色素 (3)菠菜叶放置时间长，滤液色素少。 ②过滤：用单层尼龙布过滤→收集滤液。 (4)一次加入无水乙醇过多，色素浓度低。 (2)分离色素 问题探究当 主要操作 操作要点 操作目的 1.色素带的条数与色素种类的相关性说明了什么 制备滤 保证色素在滤纸上 端剪去两角 问题？ 纸条 扩散均匀、整齐 答案：四条色素带说明含有四种色素（即色素带数 用毛细管吸取色素滤液细线要细、直、 等于色素种类数)。 滤液，沿铅笔线均匀 齐，使各色素扩散 画滤液 2.色素带的宽窄与色素含量的相关性说明了什么 画一条滤液细线 的起点相同 细线 问题？ 待滤液干后，再画 使滤液细线上有较 答案：色素带越宽说明此种色素含量越多。色素带 1~2次 多的色素 最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素，叶绿素b 棉塞 层析液不能触及滤 的色素带比叶黄素的稍宽。 液细线，否则色素 层析 滤液细线 会溶解在层析液 3.色素带扩散速度与溶解度的相关性说明了什么 中，而不会沿滤纸 问题？ 层析液 条向上扩散 答案：扩散速度越快说明溶解度越高。 74