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【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第13讲《捕获光能的色素和结构》复习课件（新教材新高考）
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这是一份【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第13讲《捕获光能的色素和结构》复习课件（新教材新高考），共37页。PPT课件主要包含了复习目标要求，考点一，色素的分布和作用，色素的提取原理，色素的分离原理，实验原理，实验步骤，提取绿叶中的色素，制备滤纸条，干燥的定性滤纸等内容，欢迎下载使用。
第13讲 捕获光能的色素和结构
1.活动：提取和分离绿叶中的色素。2.知道光合作用的场所叶绿体的结构。
考点一 绿叶中色素的提取和分离
考点二 光合作用的场所
主要考点 必备知识
绿叶中色素的提取和分离
(1)分布：叶绿体的类囊体薄膜上。(2)功能：吸收、传递和转化光能。四种色素都能捕获和传递光能，但只有特殊状态的叶绿素a能转化光能。
注意：这里的色素是指参与光合作用的色素，不包括液泡中的色素；并非所有的植物细胞都用含有光合色素；能转化光能的色素是少数处于特殊状态的叶绿素a 。
绿叶中的能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们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。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
⑴称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中。⑵向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏），再加入10mL无水乙醇，迅速、充分研磨。⑶将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤(一块单层尼龙布:过滤叶脉及二氧化硅等，得到含有色素的滤液。)，收集滤液到试管中，及时用棉塞塞严(防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解。)。
注意：过滤时将一块尼龙布改成纱布可以吗？ 不可以改用纱布，因为纱布吸水性较好，并且色素留在了纱布上。
防止色素带不整齐。减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线。
画滤液细线吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。
★要求：细、直、齐
注意：待滤液干后，再画一两次。使分离色素带清晰
分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离；用培养皿盖住的目的是防止层析液挥发）。
观察与记录观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。
4.实验出现异常现象的原因分析
(1) 收集到的滤液绿色过浅的原因分析:①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分; ②使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少; ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素); ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2) 滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。(3)滤纸条看不到色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4) 滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1.为何选用新鲜的绿叶，否则会导致什么结果？ 选取新鲜绿叶的原因是新鲜绿叶中含色素多，绿叶久置后会导致色素分解。2.研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？ 二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。3.层析时层析液为何不能没过滤液细线？ 以防止色素溶解于层析液中而无法分离。4.滤纸条上有几条色素带，它们是按照什么次序分布的？ 滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上往下依次为胡萝卜素（橙黄色、最窄）、 叶黄素（黄色、较窄）、叶绿素a（蓝绿色最宽）、叶绿素b（黄绿色、较宽）。5.绿叶中的色素在层析液中溶解度大小排序如何？ 溶解度由大到小：胡萝卜素、叶黄素、叶绿意a、叶绿素b。6.绿叶中的哪一种色素含量最多？叶绿素a含量最多。
绿叶中色素的提取与分离小结（重点掌握）
光照：光是合成叶绿素的必要条件。故植物在黑暗条件下不能合成叶绿素，所以叶片发黄（黄化）。 温度：低温抑制叶绿素的合成并促进叶绿素的分解。冬天绿叶中叶绿素由于低温被破坏，叶片凸显出 类胡萝卜素的黄色。矿质元素：叶绿素含有 C、H、O、N、Mg。Mg 是合成叶绿素的原料，缺 Mg 会导致叶绿素不能成而 缺绿（发黄）。 无叶绿素的植物不能进行光合作用。
5.影响叶绿素合成的因素：
考向 实验的基本原理和过程分析1.下列有关色素提取和分离实验的说法，正确的是( )A.根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离B.分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢
解析：根据绿叶中色素在层析液中溶解度不同，可对色素进行分离，A错误；分离色素时，橙黄色的色素带(胡萝卜素)距离滤液细线最远，B错误；叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，D错误。
2.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是（ ）A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过 少，都会导致色素条带颜色变深B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验 效果更好C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液， 会缩短四条色素带间的距离D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
解析：实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误。
考向 色素的种类和功能1.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是（ ）A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.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C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A项错误。
1.提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分( )2.绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快( )3.叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光( )4.植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光( )5.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素( )6.秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的( )
1.(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类： (含量约占3/4)和 (含量约占1/4)，其中前者包含 (蓝绿色)和________(黄绿色)。后者包含 (橙黄色)和 (黄色)。2.(必修1 P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。
3.必修1 P99“图5－12”、“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a (填“宽”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b_____，弱光下的吸收能力 ，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
色素分布：类囊体的薄膜上
含多种光合作用所必需的酶
水绵＋好氧细菌 极细光束照射→好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位水绵＋好氧细菌 完全曝光→好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位
1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。
结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
1、为什么水绵是合适的实验材料？ 2、他是如何控制实验条件的？
水绵具有叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响
B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放O2的部位
讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：
C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验:他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。从这一实验你能得出什么结论?
结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。
1.光合作用需要的色素和酶只分布在叶绿体基粒中( )2.没有叶绿体的生物无法进行光合作用( )3.植物细胞都含有叶绿体( )4.在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中( )
1.源于必修1 P101“讨论”(1)恩格尔曼在选材上有什么巧妙之处？
选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)恩格尔曼在实验设计上有什么巧妙之处？
没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果。
第13讲 捕获光能的色素和结构
1.活动：提取和分离绿叶中的色素。2.知道光合作用的场所叶绿体的结构。
考点一 绿叶中色素的提取和分离
考点二 光合作用的场所
主要考点 必备知识
绿叶中色素的提取和分离
(1)分布：叶绿体的类囊体薄膜上。(2)功能：吸收、传递和转化光能。四种色素都能捕获和传递光能，但只有特殊状态的叶绿素a能转化光能。
注意：这里的色素是指参与光合作用的色素，不包括液泡中的色素；并非所有的植物细胞都用含有光合色素；能转化光能的色素是少数处于特殊状态的叶绿素a 。
绿叶中的能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们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。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
⑴称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中。⑵向研钵中放入少量二氧化硅和碳酸钙（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏），再加入10mL无水乙醇，迅速、充分研磨。⑶将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤(一块单层尼龙布:过滤叶脉及二氧化硅等，得到含有色素的滤液。)，收集滤液到试管中，及时用棉塞塞严(防止乙醇挥发，叶绿素氧化分解。)。
注意：过滤时将一块尼龙布改成纱布可以吗？ 不可以改用纱布，因为纱布吸水性较好，并且色素留在了纱布上。
防止色素带不整齐。减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线。
画滤液细线吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。
★要求：细、直、齐
注意：待滤液干后，再画一两次。使分离色素带清晰
分离绿叶中的色素 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。（滤液细线不能触及层析液，以防止色素溶解于层析液中而无法分离；用培养皿盖住的目的是防止层析液挥发）。
观察与记录观察试管内滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。
4.实验出现异常现象的原因分析
(1) 收集到的滤液绿色过浅的原因分析:①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分; ②使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少; ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素); ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2) 滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致造成的。(3)滤纸条看不到色素带: ①忘记画滤液细线; ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4) 滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1.为何选用新鲜的绿叶，否则会导致什么结果？ 选取新鲜绿叶的原因是新鲜绿叶中含色素多，绿叶久置后会导致色素分解。2.研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？ 二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。3.层析时层析液为何不能没过滤液细线？ 以防止色素溶解于层析液中而无法分离。4.滤纸条上有几条色素带，它们是按照什么次序分布的？ 滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上往下依次为胡萝卜素（橙黄色、最窄）、 叶黄素（黄色、较窄）、叶绿素a（蓝绿色最宽）、叶绿素b（黄绿色、较宽）。5.绿叶中的色素在层析液中溶解度大小排序如何？ 溶解度由大到小：胡萝卜素、叶黄素、叶绿意a、叶绿素b。6.绿叶中的哪一种色素含量最多？叶绿素a含量最多。
绿叶中色素的提取与分离小结（重点掌握）
光照：光是合成叶绿素的必要条件。故植物在黑暗条件下不能合成叶绿素，所以叶片发黄（黄化）。 温度：低温抑制叶绿素的合成并促进叶绿素的分解。冬天绿叶中叶绿素由于低温被破坏，叶片凸显出 类胡萝卜素的黄色。矿质元素：叶绿素含有 C、H、O、N、Mg。Mg 是合成叶绿素的原料，缺 Mg 会导致叶绿素不能成而 缺绿（发黄）。 无叶绿素的植物不能进行光合作用。
5.影响叶绿素合成的因素：
考向 实验的基本原理和过程分析1.下列有关色素提取和分离实验的说法，正确的是( )A.根据绿叶中色素在无水乙醇中溶解度不同，可对色素进行分离B.分离色素时，蓝绿色的色素带距离滤液细线最远C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢
解析：根据绿叶中色素在层析液中溶解度不同，可对色素进行分离，A错误；分离色素时，橙黄色的色素带(胡萝卜素)距离滤液细线最远，B错误；叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，D错误。
2.如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是（ ）A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过 少，都会导致色素条带颜色变深B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验 效果更好C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液， 会缩短四条色素带间的距离D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄
解析：实验研磨操作中若加入的二氧化硅(研磨充分)或碳酸钙(保护叶绿素)过少，都会导致色素条带颜色变浅，A错误；实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，会使色素吸附在滤纸上，导致实验失败，B错误；色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会使色素溶解在层析液中，看不到四条色素带，C错误。
考向 色素的种类和功能1.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是（ ）A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.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C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
解析：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A项错误。
1.提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分( )2.绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快( )3.叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光( )4.植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体吸收了绿光( )5.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素( )6.秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的( )
1.(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类： (含量约占3/4)和 (含量约占1/4)，其中前者包含 (蓝绿色)和________(黄绿色)。后者包含 (橙黄色)和 (黄色)。2.(必修1 P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。
3.必修1 P99“图5－12”、“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a (填“宽”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b_____，弱光下的吸收能力 ，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
色素分布：类囊体的薄膜上
含多种光合作用所必需的酶
水绵＋好氧细菌 极细光束照射→好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位水绵＋好氧细菌 完全曝光→好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位
1880年：美国科学家恩格尔曼用水绵进行有关实验。
结论：叶绿体的被光束照射到的部位是光合作用的场所
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
1、为什么水绵是合适的实验材料？ 2、他是如何控制实验条件的？
水绵具有叶绿体呈螺旋式带状，便于观察
A、选用黑暗、无空气的环境：排除环境中光线和氧气的影响
B、选用极细的光束，并用好氧细菌检测，准确判断释放O2的部位
讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：
C、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验:他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。从这一实验你能得出什么结论?
结论是：叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气。
1.光合作用需要的色素和酶只分布在叶绿体基粒中( )2.没有叶绿体的生物无法进行光合作用( )3.植物细胞都含有叶绿体( )4.在真核细胞内，能进行光合作用的色素分布在叶绿体以及液泡中( )
1.源于必修1 P101“讨论”(1)恩格尔曼在选材上有什么巧妙之处？
选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；用需氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)恩格尔曼在实验设计上有什么巧妙之处？
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