第11讲　捕获光能的色素和结构

7/7第11讲捕获光能的色素和结构核心考点考题统计考情分析1.绿叶中色素的提取和分离2025·山东卷T132025·河北卷T52025·黑吉辽蒙卷T112024·贵州卷T31.命题特点：命题重点有色素的提取与分离、色素种类及作用。2.备考重点：色素的提取与分离实验与其他教材实验的融合；光合色素与光合作用的融合；色素功能的实验探究2.捕获光能的色素和结构2025·黑吉辽蒙卷T102025·甘肃卷T172025·江苏卷T212025·山东卷T212024·湖北卷T42024·河北卷T19考点一绿叶中色素的提取和分离1.实验原理提醒：（1）提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95％的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。（2）分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。2.实验步骤3.实验结果及分析（1）实验结果（2）结果分析①色素带条数与色素种类有关，四条色素带说明有色素。②叶绿素a的含量，所以该色素带最宽；而胡萝卜素含量，所以其色素带最窄。③胡萝卜素在层析液中，所以扩散最快。1.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。（2025·河北卷）（）2.分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，需在通风好的条件下进行。（2025·黑吉辽蒙卷）（）3.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸条上扩散得越慢。（）4.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。（2023·江苏卷）（）如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行色素提取和吸收光谱实验，分析回答有关问题：（1）在做提取韭黄色素实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响（填“大”或“不大”），原因是。（2）“结果②”中吸收光谱最明显的差异出现在区段。（3）某实验小组得到的韭菜色素提取液颜色过浅，可能的原因是什么？（4）该实验能说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。请说明得出这一结论的依据。绿叶中色素的提取和分离实验中的误差分析绿叶中色素的提取和分离实验1.★（2025·山东高考13题）“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2.利用双向纸层析法可先后分离苋菜中的光合色素和花青素。将色素提取液滴在滤纸上，先使用有机层析液层析，随后滤纸旋转90°使用蒸馏水继续层析，结果如图，其中数字代表不同类型的色素。下列叙述正确的是（）A.在有机层析液中溶解度最大的是4色素B.花青素色素点可能分布在③位点C.提取色素时未加入碳酸钙会导致1、2色素点变浅D.与光合色素一样，花青素是能吸收光能进行光合作用的色素考点二捕获光能的色素和叶绿体的结构和功能1.叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：提醒：色素的作用除了吸收光能，还有传递、转化光能。类胡萝卜素不吸收红光。影响叶绿素合成的因素有光照、温度、无机盐（N和Mg）等。教材拾遗：〔必修1P99“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在红光部分的吸收光谱带较叶绿素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宽。（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降低，弱光下的吸光能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。（3）植物工厂里不用发绿光的光源是因为绿光波长的光被光合色素吸收的最少。2.叶绿体的结构适于进行光合作用（1）叶绿体的结构模式图图示叶绿体的结构，图中标号①②表示外膜、内膜，③④⑤依次为、、。叶绿体基质中含有水分、无机盐和有机物（如糖类、ATP、蛋白质、核酸等）。吸收光能的色素分布于，与光合作用有关的酶分布在。（填标号）（2）叶绿体的功能——进行的场所（3）叶绿体功能的实验验证①恩格尔曼实验在实验材料的选取上的巧妙之处是。②恩格尔曼实验要在没有空气的黑暗环境中进行的原因是。③在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？1.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。 〔必修1P99正文〕（）2.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。（）3.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。 〔必修1P101正文〕（）4.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体是光合作用的场所。 〔必修1P101正文〕（）光合色素种类和功能的实验分析1.（2025·河南平顶山模拟）如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是（）A.由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光B.曲线3对应的色素叶绿素a的颜色为蓝绿色C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体吸收利用的光能减少D.土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少2.（2025·江西南昌模拟）经甲基磺酸乙酯诱变籼稻，获得黄绿叶突变体y。研究者提取野生型及突变体y的光合色素并测定其含量，结果如图所示，下列叙述错误的是（）A.突变体y叶片颜色变化与叶绿素含量变化有关B.实验时常用无水乙醇提取绿叶中的各种光合色素C.将籼稻幼苗遮荫处理后可得到类似突变体y的表型D.光合色素所吸收的光能可直接转换成有机物中的化学能叶绿体结构分析与功能探究3.叶绿体结构模式图如图甲所示，图乙是从图甲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成嵴B.图乙来自甲中的③，上面只有色素分子而没有酶分子C.④中CO2固定过程要消耗③上产生的ATP中的化学能D.恩格尔曼实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧4.（2025·山西朔州模拟）如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述正确的是（）A.叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中B.叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色C.同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D.吸收光能的色素都分布在①外膜上5.（2025·辽宁大连模拟）1881年，恩格尔曼利用水绵和好氧型细菌做了证明叶绿体是光合作用的场所及光合作用主要吸收红光和蓝紫光两个实验。对这两个实验的分析中，错误的是（）A.都是在已知光合作用需要光的前提下进行B.都要用极细的光束对水绵临时装片进行照射C.都要以好氧型细菌聚集的部位作为实验指标D.都要将临时装片放在没有空气的小室中进行实验一、命题角度练角度一结合绿叶中色素的提取和分离，考查科学探究1.（2024·广东高考3题）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2.（2024·贵州高考3题）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3.（2023·江苏高考12题）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之间角度二结合捕获光能的色素，考查科学思维4.（2023·全国乙卷2题）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5.（2022·湖北高考11题）某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg·g－1），结果如表。下列有关叙述正确的是（）植林类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型12355194194.19突变体1512753701.59突变体2115203790.35A.两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.两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二、