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(共37张PPT)
第11讲　捕获光能的
色素和结构
课标
要求 活动:提取和分离叶绿体色素。
考情
分析 捕获光能的色素和结构
考点一
活动:绿叶中色素的
提取和分离
1.实验原理
实验基础·整合
落实基础念·训练到位
有机溶剂(如无水乙醇)
溶解度
快
2.实验流程
防止色素被破坏
研磨充分
色素
扩散均匀
色素
色素溶解在层析液中
橙黄色
溶解度
3.实验结果及分析
【判断正误】
(1)(2025·河北卷,5)将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析。(　　)
×
【提示】 在进行色素层析时,色素滴加部位不能浸入层析液,否则色素会溶解在层析液中,无法在滤纸条上进行层析分离。
(2)(2024·北京卷,12)用月季花瓣大量提取叶绿素。(　　)
×
【提示】 月季花瓣含花青素,而不含叶绿素,因此不能用花瓣提取叶绿素。
(3)(2022·天津卷,3)利用纸层析法分离绿叶中的色素时,利用的原理是不同色素在层析液中溶解度不同。(　　)
(4)(2021·辽宁卷,5)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,观察指标包括滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄。(　　)
√
√
考向1　结合绿叶中色素的提取和分离,考查科学探究
1.(2024·广东卷,3)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸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
核心考向·突破
把握方向·训练到位
【解析】 本实验的目的是用纸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;色素溶于有机溶剂,提取液为无水乙醇,光合色素不溶于水;由于滤纸条不会相互影响,层析液成分相同,两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析;层析液含有石油醚、丙酮和苯,这些有机溶剂有毒,且挥发性强,所以,用过的层析液不能直接倒入下水道。
2.(2025·陕西咸阳模拟)某小组为探究某地区杨树的生长情况,提取、分离并测定了杨树幼苗叶片光合色素的相对含量。若实验中忘记加入碳酸钙,则结果最有可能是(　　)
D
A B C D
【解析】 碳酸钙能保护叶绿素不被破坏,若忘记添加碳酸钙,则叶绿素会受到破坏,因此距离滤液细线较近的两条色素带含量很低,而叶黄素和胡萝卜素基本不受影响,且叶黄素的含量多于胡萝卜素(距离滤液细线最远)。
归纳总结
绿叶中色素的提取和分离实验异常现象分析
考点二
捕获光能的色素和结构
1.捕获光能的色素
(1)分布:叶绿体 上。
(2)作用:吸收、传递、转化光能。
(3)绿叶中色素的种类和颜色。
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
类囊体薄膜
蓝绿
黄绿
叶黄素
(4)叶绿体中色素的吸收光谱。
由图可以看出:
红光和蓝紫光
蓝紫光
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。
2.叶绿体的结构与功能
(1)叶绿体的结构与功能模型构建。
叶绿体基质
暗反应
类囊体
色素
光合作用
(2)恩格尔曼对叶绿体功能的实验验证。
①第一个实验。
叶绿体
实验结论:O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的, 是光合作用的场所。
②第二个实验。
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
区域。
实验结论:
a.叶绿体能 。
b.叶绿体主要吸收 。
红光和蓝紫光
吸收光能用于光合作用并释放氧气
红光和蓝紫光
【判断正误】
(1)(2022·湖北卷,11)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。(　　)
(2)(2022·浙江1月选考,8)叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶。(　　)
√
×
【提示】 水的分解是在叶绿体类囊体薄膜上。
(3)(2021·湖北卷,1)叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质。(　　)
√
(4)(经典高考题)通常红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。(　　)
×
【提示】 叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用。
(5)(经典高考题)叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制。(　　)
√
考向2　结合叶绿体的结构和捕获光能的色素,考查生命观念
3.(2025·广东广州二模)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是(　　)
A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加
B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中
C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素
D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境
核心考向·突破
把握方向·训练到位
B
【解析】 秋季树叶变色的原因是叶绿素分解,叶黄素和胡萝卜素显现,使叶片变黄;花青素积累,使叶片变红,花青素位于液泡中,液泡是一种单层膜细胞器;无水乙醇用于提取色素而非分离;树叶变色、脱落是植物适应环境的方式。
4.(2025·湖南长沙期末)图甲为叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.图乙所示结构取自图甲中的①或③
B.与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C.图乙所示结构可吸收全部的太阳光
D.叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积
D
【解析】 图乙所示结构含有光合色素,光合色素只分布在叶绿体的类囊体膜上,故图乙所示结构位于图甲中的③;在叶绿体的基质(图甲④)中,也分布有与光合作用有关的酶;光合色素只能吸收特定波段的太阳光;③是叶绿体的类囊体,叶绿体以图甲③的形式扩大膜的面积。
演练真题·感悟高考
1.(2025·山东卷,13)“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
B
【解析】 光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸,水分会影响层析液在滤纸条上的扩散从而影响色素的分离;提取绿叶中的色素需使用新鲜的绿叶;重复画线前需等待滤液细线干燥,否则会导致滤液细线变粗,导致分离的色素条带不清晰;提取光合色素一般用无水乙醇,若没有无水乙醇,可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代。
2.(2024·贵州卷,3)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纸层析法
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
【解析】 叶片研磨时加入碳酸钙可以防止色素被破坏;由于不同色素在层析液中溶解度不同,因此在滤纸上的扩散速度不同,从而达到分离的效果,因此可采用纸层析法分离提取液中的光合色素;不同光合色素颜色不同,因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异;叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光,所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量。
3.(2023·江苏卷,12)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是
(　　)
A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠
C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间
B
【解析】 用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏;画滤液细线时要间断画2~3次,即等上一次干了以后再画下一次,若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素,但会造成滤液细线过宽,易出现色素带重叠;该实验中分离色素的方法是纸层析法,可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较不同色素的相对含量大小,但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量;花青素存在于液泡中,溶于水、乙醇等极性溶剂,而不易溶于层析液,因此不会随层析液在滤纸条上迁移。
4.(2023·全国乙卷,2)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
D
【解析】 叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg,氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素;光反应的场所是类囊体的薄膜,用于吸收光能的光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)存在于叶绿体中类囊体的薄膜上;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;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快。

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