2025版高考生物一轮总复习教案必修1第三单元细胞的能量供应和利用第三讲捕获光能的色素和结构光合作用的原理考点一捕获光能的色素和结构

这是一份2025版高考生物一轮总复习教案必修1第三单元细胞的能量供应和利用第三讲捕获光能的色素和结构光合作用的原理考点一捕获光能的色素和结构，共5页。教案主要包含了结构决定功能的观点等内容，欢迎下载使用。

考点一 捕获光能的色素和结构
必备知识·夯实基础
知|识|巩|固
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
(2)实验步骤
①提取色素
a．研磨
b.过滤：用单层尼龙布过滤。
c．收集滤液：试管口加棉塞，防止乙醇挥发和色素氧化。
②分离色素
(3)实验结果
2.叶绿体中色素的吸收光谱
(1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。
(2)功能：吸收、传递(四种色素)和转换光能(只有少量叶绿素a)。
①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
②叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大。
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)植物叶片呈现绿色是因为含有绿色的色素，黄化叶片和白化叶片不含叶绿素。( √ )
(2)未加入CaCO3，叶绿素会被破坏。( √ )
(3)色素可以用无水乙醇进行分离。( × )
(4)叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸收量较少。( √ )
(5)生物光合作用的场所不一定是叶绿体，没有叶绿体的生物也可以是自养型生物。( √ )
(6)叶绿体中的色素主要分布在叶绿体内膜上，酶分布于类囊体膜上和叶绿体基质中。( × )
(7)夏天叶片呈绿色是叶片吸收绿光导致的，秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的。( × )
延|伸|探|究
1．某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？
提示：研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
2．海洋中绿藻、褐藻、红藻在海水中的垂直分布大致依次是浅层、中层、深层，从水层透光与植物光能捕获两个层面解释其中的原因。
提示：藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄光。水对红、橙光的吸收比蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的深层。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．实验异常现象分析
2.色素与叶片的颜色
精|准|命|题
考向一 结合实验原理及过程，考查科学探究能力
》例1 (2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( B )
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
解析：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时叶色素被破坏，B错误；研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。故选B。
影响叶绿素合成因素的分析
〔变式训练1〕 (2024·河南三门峡高三阶段练习)下列关于高等植物细胞内色素的叙述，错误的是( B )
A．可以用92号汽油取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子
B．所有的植物细胞中都含有4种色素分子
C．可以用纸层析法分离紫色洋葱细胞液泡中的花青素
D．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
解析：92号汽油也是脂溶性物质的混合液，理论上可取代层析液分离叶绿体中不同的色素分子，A正确；不是所有的植物细胞中都含有4种色素分子，如根部细胞中没有叶绿体，更不会含有四种色素分子，B错误；紫色洋葱细胞液泡中的花青素是水溶性的，能用纸层析法分离，只不过层析液的成分需要改变，C正确；叶绿体中的两种色素吸收的色光有差异，如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，D正确。
考向二 叶绿体的结构和功能
》例2 (2024·安阳市调研)叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是( D )
A．叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照
B．H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D．光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的
解析：只有叶绿素的合成才需要Mg2＋和光照，A错误；水的光解是光反应过程，发生在叶绿体类囊体薄膜上，B错误；CO2的固定发生在暗反应过程中，场所为叶绿体基质，C错误；光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的，D正确。
〔变式训练2〕 (2024·山东临沂联考)高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是( D )
A．图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上
B．利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端
C．植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光
D．弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
解析：图中①(叶绿素b)、②(叶绿素a)主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误；利用纸层析法分离色素时，①(叶绿素b)应位于滤纸条的最下端，B错误；植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少，反射绿光，C错误；在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境，故弱光下①(叶绿素b)的相对含量增高有利于植物对弱光的利用，D正确。课标要求
核心素养
1．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
2．实验：提取和分离叶绿体色素。
1．通过“绿叶中色素的提取和分离”实验，培养学生的实验探究能力。(科学探究)
2．运用结构与功能观，分析叶绿体结构适于进行光合作用的特点；通过分析恩格尔曼实验，归纳总结叶绿体的功能。(生命观念)
3．通过分析叶绿体色素吸收光谱在农业生产中的应用，养成关心生产、生活实际的责任意识。(社会责任)
4．通过比较光反应与暗反应及它们之间的关系，建立对立统一、结构决定功能的观点。(生命观念)
操作图解
添加物质
作用
无水乙醇
溶解色素
二氧化硅
研磨充分
碳酸钙
保护色素
主要操作
操作要点
操作目的
制备滤
纸条
预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
一端剪去两角
保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐
画滤液
细线
滤液细线要细、直、匀
使各色素扩散的起点相同
待滤液干燥后，再画一两次
增加色素附着量，使分离出的色素带分明
层析
加盖
防止层析液挥发
层析液不能触及滤液细线
防止色素溶解在层析液中
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
异常现象
原因分析
色素带颜色较浅
(1)未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；(2)一次加入过量的无水乙醇，提取液浓度太低(应分次加入少量无水乙醇，如10 mL)；(3)画滤液细线时次数太少
滤纸条下面两条色素带较浅
(1)未加碳酸钙或加入过少，叶绿素被破坏；(2)实验材料中叶绿素的含量较少(如泛黄的叶片)
色素带重叠
(1)滤液细线不直；(2)滤液细线过粗
无色素带
(1)忘记画滤液细线；(2)滤液细线接触或浸没于层析液，色素全部溶解到层析液中