2023年高考生物一轮复习（人教版） 第3单元 第5课时　捕获光能的色素和结构.docx

第5课时　捕获光能的色素和结构
目标要求　实验：叶绿体色素的提取和分离。
1．绿叶中色素的提取和分离
(1)实验原理
(2)实验步骤
(3)实验结果
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
(4)实验出现异常现象的原因分析
异常现象
原因分析
收集到的滤液绿色过浅
①未加二氧化硅，研磨不充分；
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；
③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏
滤纸条色素带重叠
①滤液细线不直；
②滤液细线过粗
滤纸条无色素带
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
2.叶绿体中色素的吸收光谱分析
由图可以看出：
源于必修1 P99“图5－10”、“与社会的联系”及P100“拓展题”
(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宽(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降低，弱光下的吸收能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？
提示　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。
(4)海洋中的藻类****惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？请根据材料作答。
材料　藻类中色素种类及光在海水中的分布
藻类
色素种类
含量最多的色素
水层及主要存在的光
绿藻
叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光
浅水层存在红光和蓝紫光
褐藻
叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素
某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光
中水层存在绿光和蓝紫光
红藻
叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素
藻红素主要吸收蓝紫光，反射红光
深水层存在蓝紫光
提示　这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。
3．叶绿体的结构适于进行光合作用
(1)叶绿体的结构模式图
(2)叶绿体的功能
源于必修1 P100“资料分析”
(1)恩格尔曼在选材上有什么巧妙之处？
提示　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？
提示　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。
考向一　实验的基本原理和过程分析
1．(2022·潍坊高三模拟)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
答案　C
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
答案　D
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