第3单元 第11讲 捕获光能的色素和结构(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物

该高中生物学高考复习课件聚焦“捕获光能的色素和结构”专题，依据课标要求及2023-2025年12道高考真题考情，梳理色素提取分离实验、吸收光谱分析、叶绿体结构功能及经典实验四大核心考点，明确实验异常分析、光谱应用等高频题型，对接高考评价体系，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题演练+实验探究+素养提升”策略，如结合2025山东卷实验题分析“干燥处理”易错点，培养科学思维；通过恩格尔曼实验拓展强化探究实践能力。提供实验异常模板和答题技巧，助力学生掌握得分要点，教师可据此精准复习，提升备考效率。

第11讲　捕获光能的色素和结构 课标要求 活动：绿叶中色素的提取和分离。 考情分析 捕获光能的 色素和结构 ①2025黑吉辽蒙T11　 ②2025山东T13　 ③2024广东T3　 ④2024贵州T3 ⑤2024甘肃T17⑥2024河北T19⑦2023广东T18⑧2023全国乙T2 ⑨2023海南T6⑩2023江苏T12⑪2023浙江T23⑫2023全国甲T29 返回导航 内 容 索 引 考点一 1 1 考点二 2 真题演练 体验感悟 1 3 考点一 第一部分 4 1．绿叶中色素的提取和分离实验 (1)实验原理 基础知识梳理 考点一　捕获光能的色素 有机溶剂 层析液 返回导航 (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 返回导航 [易错提醒]　胡萝卜素含量最少，其色素带最窄，在层析液中溶解度最大，所以扩散最快；叶绿素a含量最多，其色素带最宽。 返回导航 (3)绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析 　二氧化硅 碳酸钙 层析液　 返回导航 2．叶绿体中色素的吸收光谱分析   由上图可以看出： 400～760 可见光 红光和蓝紫光 蓝紫光 返回导航 [易错提醒]　植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素(叶绿素)对绿光吸收最少，绿光被反射出来；植物的液泡中也含有色素，但其中的色素不参与光合作用。 返回导航 (必修1 P97问题探讨)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？___________________________________ _____________________________________________________________________________________________。 教材隐含知识 无色，因为日光中各种颜色的光均能通过无色玻璃或塑料薄膜，作物光合效率高。阴天时，应选择补红光和蓝紫光的照明灯补充光源 返回导航 1．高考速览 (1)提取光合色素的实验中，研磨时加入CaCO3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)(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。(　　) (4)(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。(　　) [高考·教材·情境] ×　　 √ √ ×　　 返回导航 2．(情境导悟)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 返回导航 1．(2025·山东等级考)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是(　　) A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 解析：提取色素用的是新鲜的绿叶，若进行烘干处理会破坏其中的叶绿素，B错误。 命题考向突破 B 返回导航 2．下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程。下列分析错误的是(　　) A．若在缺Mg条件下种植韭菜宿根，则实验的结果①和结果②差异不大 B．通过对韭黄和韭菜滤液吸收光谱的比较，结果③和结果④的差异出现在红光区域 C．通过对韭黄和韭菜滤液分离色素的比较，结果①和结果②相差两条色素带 D．韭黄和韭菜的光合色素均可吸收红光，用于光合作用过程中合成ATP D 返回导航 解析：Mg是叶绿素合成的原料，缺Mg会使叶绿素的合成受阻，因此若在缺Mg条件下完成该实验，则两组实验的结果是都只有黄色和橙黄色2条色素带，差异不大，A正确。 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，因此结果③和结果④的差异出现在红光区域，B正确。 光下生长的韭菜，其叶绿体中含有胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，色素带有4条；避光生长的韭黄，其叶绿体内含有胡萝卜素、叶黄素，色素带只有2条，C正确。 韭黄中缺少叶绿素a和叶绿素b，因此韭黄不能靠吸收红光进行光合作用，D错误。 返回导航 3．(2026·吉林长春高三联考)科学家在色素溶液与阳光之间放置一块三棱镜，分别让不同颜色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光谱如下图所示，①②③代表不同色素。下列说法正确的是(　　) A．①在红光区吸收的光能可转化为ATP中的化学能 B．②为蓝绿色，③为黄绿色，二者均含有Mg2＋ C．层析法分离色素时，②处于滤纸条最下端 D．种植蔬菜大棚时可使用蓝紫色或红色的塑料薄膜 C 返回导航 解析：由题图可知，①是类胡萝卜素，②是叶绿素b，③是叶绿素a，类胡萝卜素不吸收红光，A错误； 叶绿素b为黄绿色，叶绿素a为蓝绿色，二者均含有Mg2＋，B错误； 叶绿素b在层析液中的溶解度最低，随层析液在滤纸条上扩散的速度最慢，故层析法分离色素时，处于滤纸条最下端的是叶绿素b，C正确； 蔬菜大棚使用的塑料薄膜应是无色透明的，以提高太阳光中的可见光的利用率，D错误。 返回导航 考点二 第二部分 19 1．叶绿体的结构与功能 (1)叶绿体的结构模式图 基础知识梳理 考点二　叶绿体的结构与功能及探索光合作用的经典实验 光反应 暗反应 返回导航 (2)叶绿体的功能 外膜 叶绿体基质 暗反应 类囊体 色素 光反应 光合作用 返回导航 2．探索光合作用原理的部分实验 叶绿体 叶绿体 O2　 返回导航 [易错提醒]　同位素标记法中使用的同位素不都具有放射性，如18O就没有放射性，不能检测其放射性；而14C有放射性，可被追踪检测。两者均可追踪物质转化规律，但检测方法不同。 H2O ATP CO2 返回导航 (必修1 P102思考·讨论)尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 提示： 返回导航 高考速览 (1)(2022·浙江T8)叶绿体内膜上存在与水光解有关的酶。(　　) (2)(2021·湖北T1)叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质。(　　) (3)水绵叶绿体呈螺旋带状分布。(　　) (4)希尔实验证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应。(　　) (5)希尔实验说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水。(　　) (6)卡尔文等探究CO2中碳在光合作用中的转化途径采用了同位素示踪法。(　　) [高考·教材·情境] ×　　 √ √ √ ×　　 √ 返回导航 考向1　叶绿体的结构和功能 1．(2023·高考全国卷乙)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 命题考向突破 D 返回导航 解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确； 叶绿体中吸收光能的色素(叶绿素和类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上，B正确； 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C正确； 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，D错误。 返回导航 高考溯源 (1)Mg是构成叶绿素的元素。(必修 1 P22正文) (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。(必修 1 P99正文) (3)溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(必修 1 P98探究·实践) (4)吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。(必修 1 P100正文) 返回导航 2．叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从叶绿体中取出的部分结构放大图。下列叙述正确的是(　　) A．图甲中生物膜面积的增大主要依靠内膜向内腔折叠形成嵴 B．图乙所示结构取自图甲中的③ C．图乙中的光合色素也可以在液泡中找到 D．②上含有与光合作用有关的酶 B 返回导航 考向2　探索光合作用的经典实验 3．光合作用的原理是很多科学家通过实验发现的，光合作用探索历程中的部分经典实验的分析及拓展如图1、2所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．图1所示实验的目的是探究光合产物中O2的来源，其中乙组为对照组 B．卡尔文探究暗反应的过程与图1所示的实验均采用了同位素示踪法 C．图2所示实验中需氧细菌主要分布于接受光照的水绵细胞各个部位 D．图2所示实验需要把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在含有空气的黑暗环境中 B 返回导航 解析：题图1所示的两组实验均为实验组，对照方法为相互对照，为对比实验，A错误； 题图2所示实验中需氧细菌主要分布于水绵细胞接受光照的叶绿体部分，C错误； 题图2所示实验需要把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，D错误。 返回导航 第三部分 真题演练 体验感悟 32 1．(2024·广东选择考)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是(　　) A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D．用过的层析液直接倒入下水道 C 返回导航 解析：本实验的目的是用层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，应选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误； 叶片中的色素能溶于有机溶剂，不溶于水，提取液为无水乙醇，B错误； 利用层析法分离色素时，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确； 用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，具有毒性，不能直接倒入下水道，D错误。 返回导航 2．(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 D 返回导航 解析：叶片研磨时加入碳酸钙可防止色素被破坏，A正确； 不同的色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同，故可采用层析法分离提取液中的色素，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，根据分光光度法测定光合色素含量的原理分析，使用蓝紫光波段测定的是叶绿素和类胡萝卜素的总量，应选择红光波段测定叶绿素的含量，D错误。 返回导航 3．(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(　　) 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 返回导航 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 √ 返回导航 解析：2种突变体还是同一物种，所以它们的出现并没有增加物种多样性，而是因为基因的不同，增加了遗传(基因)多样性，A错误； 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，题表中数据显示，突变体1的叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)含量明显高于突变体2，故突变体1比突变体2吸收红光的能力更强，B错误； 2种突变体的光合色素含量存在差异，二者的光合色素含量均低于野生型，且二者的表型相似，因此二者的光合色素含量差异可能是由相同基因发生不同方向的突变所致，C错误； 返回导航 分析题表数据可知，与野生型相比，黄叶突变体的叶绿素/类胡萝卜素的值都大幅度下降，叶绿素呈绿色，类胡萝卜素大多呈黄色，由此可推断，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅度下降可导致突变体的叶片呈黄色，D正确。 返回导航 4．(2024·河北选择考)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素 含量(mg/g) 类胡萝卜素 含量(mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 返回导航 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中________光可被位于叶绿体________________上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为________和________。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的________较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 蓝　 类囊体薄膜 糖类 C5　 紫外光 返回导航 解析：植物的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收红光和蓝紫光，因此题述三种光中蓝光可被高效吸收。光合作用暗反应阶段C3还原的产物包括糖类和C5。据柱形图分析可知，与白膜覆盖相比，蓝膜覆盖和绿膜覆盖透过的紫外光较少，可以更好地减弱幼苗受到的辐射。 返回导航 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。 无水乙醇 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，选择红光而不选择蓝紫光，可以避免类胡萝卜素对实验结果的影响 返回导航 解析：光合色素提取的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以可以用无水乙醇作为溶剂提取光合色素。根据色素的吸收光谱可知，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，两者都可以吸收大量蓝紫光，测定叶绿素的含量时，选择红光而不选择蓝紫光，可以避免类胡萝卜素对实验结果的影响。 返回导航 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为_______________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)。 解析：高原紫外光强烈，覆盖蓝膜后，紫外光透过率降低，可降低紫外光对幼苗的伤害，此外，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜时幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量最高，可以提高植物对光能的利用率，有利于幼苗进行光合作用。 高原紫外光强烈，覆盖蓝膜后，紫外光透过率降低，可降低紫外光对幼苗的伤害；与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜时幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量最高，可以提高植物对光能的利用率，有利于幼苗进行光合作用 返回导航 $