2026屆新高考生物熱點沖刺復(fù)習(xí)光合作用目錄01綠葉中色素的提取和分離（實驗）02色素的吸收光譜03葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用04知識總結(jié)與素養(yǎng)提升綠葉中色素的提取和分離（實驗）01綠葉中的色素可溶解于有機(jī)溶劑，如無水乙醇，利用這一特性可將綠葉中的色素提取出來，為后續(xù)的分離和研究做準(zhǔn)備。提取原理不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度越高擴(kuò)散速度越快，通過紙層析法可實現(xiàn)不同色素的分離，使不同色素在濾紙條上呈現(xiàn)出不同的位置。分離原理實驗原理實驗試劑及作用無水乙醇的作用是溶解并提取色素，也可用95%乙醇加無水碳酸鈉作為替代方案。它能使綠葉中的色素溶解其中，便于后續(xù)操作。無水乙醇層析液用于分離色素，其成分是石油醚、丙酮、苯的混合。不同色素在層析液中溶解度不同，從而在濾紙條上擴(kuò)散速度不同，實現(xiàn)分離。層析液二氧化硅有助于研磨充分，在研磨綠葉時加入二氧化硅，可使綠葉破碎得更徹底，讓色素能更好地溶解到提取液中。二氧化硅碳酸鈣能防止葉綠素被破壞，在研磨過程中，細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞可能會釋放出一些物質(zhì)影響葉綠素，碳酸鈣可起到保護(hù)葉綠素的作用。碳酸鈣實驗試劑及作用實驗步驟首先取材，稱取5g新鮮綠葉，剪去主脈、剪碎；接著研磨，加入二氧化硅、碳酸鈣及5-10mL無水乙醇，迅速充分研磨；然后過濾，用單層尼龍布過濾研磨液；最后收集，濾液試管口用棉塞塞嚴(yán)。提取綠葉中的色素先制備濾紙條，剪去兩角，距底部1cm畫鉛筆線；再畫濾液細(xì)線，要求細(xì)、直、勻，待干后重復(fù)1-2次；接著分離色素，將濾紙條插入層析液，注意濾液細(xì)線不觸及層析液；最后觀察與記錄色素帶的條數(shù)、顏色、寬窄。分離綠葉中的色素實驗：綠葉中色素的提取和分離（注意事項）01[思考相關(guān)問題]提取綠葉中的色素：①為什么用新鮮綠葉？②研磨時應(yīng)注意什么？原因是什么？③過濾時漏斗基部的尼龍布能否用濾紙?zhí)娲?？原因是什么？④為什么盛放濾液的試管口要加棉塞？保證濾液中色素含量高。研磨時要迅速、充分，原因：保證色素釋放得更加充分且揮發(fā)量少。不能，原因：濾紙的吸附性強(qiáng)，會導(dǎo)致濾液中色素的濃度過低。防止乙醇揮發(fā)和色素氧化。實驗：綠葉中色素的提取和分離（注意事項）01[思考相關(guān)問題]提取綠葉中的色素：⑤某實驗小組得到的色素提取液顏色過淺，請結(jié)合實驗步驟分析可能的原因有哪些？①未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出來；②稱取綠葉過少或加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度??；③未加入碳酸鈣或加入過少，部分色素分子被破壞。色素的吸收光譜02實驗結(jié)論葉綠素a和葉綠素b在光合作用中起著關(guān)鍵作用，它們對藍(lán)紫光和紅光有主要的吸收作用。這使得植物能夠利用這部分光譜的光能進(jìn)行光合作用，為自身生長提供能量。葉綠素a、葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光01胡蘿卜素和葉黃素也是光合色素的重要組成部分，它們主要吸收藍(lán)紫光。這種吸收特性有助于植物更充分地利用不同波長的光，提高光能的利用效率。胡蘿卜素、葉黃素主要吸收藍(lán)紫光02相關(guān)知識拓展陰天時選擇藍(lán)紫光和紅光進(jìn)行補(bǔ)光，因為色素主要吸收這兩種光，采用這種補(bǔ)光方式能提高光能利用效率，滿足植物光合作用對光的需求。陰天補(bǔ)光選擇冬季大棚選擇無色塑料薄膜，這樣能充分利用太陽光的七色光，為植物提供更全面的光照，有利于植物進(jìn)行光合作用，促進(jìn)生長。冬季大棚塑料薄膜選擇可見光的波長范圍在400-760nm之間，小于400nm的是紫外光，大于760nm的是紅外光。了解可見光波長范圍有助于理解色素對不同光的吸收情況?？梢姽獠ㄩL范圍海洋藻類垂直分布與色素吸收光譜的關(guān)系海洋中不同藻類的垂直分布與色素吸收光譜密切相關(guān)。綠藻分布在淺海，褐藻在中海，紅藻在深海。這是因為不同深度的海水光質(zhì)不同，藻類的色素吸收光譜特性使其適應(yīng)不同的光照環(huán)境。實例分析真題演練例1.(2024·廣東卷，3)銀杏是我國特有的珍稀植物，其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學(xué)用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別，下列實驗操作正確的是(

)A.選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨B.研磨時用水補(bǔ)充損失的提取液C.將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析D.用過的層析液直接倒入下水道真題演練例2.(2024·貴州卷，3)為探究不同光照強(qiáng)度對葉色的影響，取紫鴨跖草在不同光照強(qiáng)度下，其他條件相同且適宜，分組栽培，一段時間后獲取各組光合色素提取液，用分光光度法(一束單色光通過溶液時，溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度成正比)分別測定每組各種光合色素含量。下列敘述錯誤的是()A.葉片研磨時加入碳酸鈣可防止破壞色素B.分離提取液中的光合色素可采用紙層析法C.光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異D.測定葉綠素的含量時可使用藍(lán)紫光波段真題演練例3.(2023·江蘇卷，12)下列關(guān)于“提取和分離葉綠體色素”實驗敘述合理的是()A.用有機(jī)溶劑提取色素時，加入碳酸鈣是為了防止類胡蘿卜素被破壞B.若連續(xù)多次重復(fù)畫濾液細(xì)線可累積更多的色素，但易出現(xiàn)色素帶重疊C.該實驗提取和分離色素的方法可用于測定綠葉中各種色素含量D.用紅色莧菜葉進(jìn)行實驗可得到5條色素帶，花青素位于葉綠素a、b之間舊知識回顧色素種類顏色含量溶解度擴(kuò)散速度主要吸收橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色最少較少最多較多最高最快較高較快較低較慢最低最慢胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b藍(lán)紫光藍(lán)紫光和紅光思考與光合作用有關(guān)的色素存在于哪呢？葉綠體葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用03葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體具有雙層膜結(jié)構(gòu)，由外膜和內(nèi)膜組成。雙層膜能夠維持葉綠體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，為光合作用的進(jìn)行提供相對穩(wěn)定的條件。葉綠體內(nèi)部的基粒由類囊體堆疊形成，類囊體薄膜上分布著葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素這4種光合色素，以及光反應(yīng)相關(guān)的酶，有利于捕獲光能。外表：雙層膜（外膜+內(nèi)膜）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：基粒：由類囊體堆疊而成，類囊體薄膜分布4種光合色素及光反應(yīng)相關(guān)酶01內(nèi)部結(jié)構(gòu)：基質(zhì)：含有暗反應(yīng)相關(guān)酶葉綠體的基質(zhì)中含有暗反應(yīng)相關(guān)的酶，這些酶參與光合作用暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)，為二氧化碳的固定和糖類等有機(jī)物的合成提供了必要的催化條件。02結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：類囊體數(shù)量多，極大擴(kuò)展受光面積類囊體數(shù)量眾多，這一結(jié)構(gòu)特點極大地擴(kuò)展了葉綠體的受光面積，使得葉綠體能夠更充分地吸收光能，提高光合作用的效率。葉綠體的結(jié)構(gòu)葉綠體功能的實驗驗證（恩格爾曼實驗）實驗材料：水綿（螺旋帶狀葉綠體）、需氧細(xì)菌恩格爾曼實驗選用水綿作為實驗材料，水綿具有螺旋帶狀的葉綠體；還用到了需氧細(xì)菌。這樣的材料選擇為實驗的成功奠定了基礎(chǔ)。實驗設(shè)計與結(jié)論：實驗1：黑暗無空氣環(huán)境+極細(xì)光束→證明光合作用需要光照，場所是葉綠體在黑暗無空氣的環(huán)境中，用極細(xì)光束照射水綿，通過觀察需氧細(xì)菌的分布，證明了光合作用需要光照，且光合作用的場所是葉綠體。葉綠體功能的實驗驗證（恩格爾曼實驗）實驗設(shè)計與結(jié)論：實驗2：透過三棱鏡的光照射→證明葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用用透過三棱鏡的光照射水綿，根據(jù)需氧細(xì)菌的分布情況，證明了葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光來進(jìn)行光合作用。實驗巧妙之處：材料選擇、實驗條件控制（無空氣黑暗環(huán)境）恩格爾曼實驗的巧妙之處在于材料的選擇，水綿的螺旋帶狀葉綠體便于觀察；同時對實驗條件進(jìn)行了嚴(yán)格控制，創(chuàng)造無空氣黑暗環(huán)境，排除了其他因素的干擾。類囊體薄膜上有光合色素和光反應(yīng)相關(guān)的酶，能夠捕獲光能，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為光合作用的光反應(yīng)階段提供能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。類囊體薄膜：捕獲光能（色素+光反應(yīng)酶）葉綠體的基質(zhì)中存在暗反應(yīng)相關(guān)的酶，這些酶能夠催化二氧化碳的固定和還原等反應(yīng)，使光合作用的暗反應(yīng)階段順利進(jìn)行，合成糖類等有機(jī)物。基質(zhì)：進(jìn)行暗反應(yīng)（暗反應(yīng)酶）葉綠體的雙層膜可以將葉綠體內(nèi)部與外界環(huán)境分隔開來，維持葉綠體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，保證光合作用所需的各種化學(xué)反應(yīng)在適宜的條件下進(jìn)行。雙層膜：維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系真題演練例4.(2025·河北保定調(diào)研)科學(xué)家將色素溶液與陽光之間放置一塊三棱鏡，分別讓不同顏色的光照射色素溶液，得到色素溶液的吸收光譜如下圖所示，①②③代表不同色素。下列說法正確的是(

)A.①在紅光區(qū)吸收的光能可轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能B.②為藍(lán)綠色，③為黃綠色，二者均含有Mg2+C.紙層析法分離色素時，②處于濾紙條最下端D.種植蔬菜大棚時可使用藍(lán)紫色或紅色的塑料薄膜知識總結(jié)與素養(yǎng)提升04核心知識梳理色素種類包括葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。它們分布在葉綠體類囊體薄膜上，在光合作用中發(fā)揮著捕獲光能的重要作用。色素種類、特性、分布1葉綠體具有雙層膜，內(nèi)部基粒由類囊體堆疊而成，類囊體薄膜分布著光合色素及光反應(yīng)相關(guān)酶，基質(zhì)含有暗反應(yīng)相關(guān)酶。類囊體擴(kuò)展受光面積，雙層膜維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定，保證光合作用順利進(jìn)行。葉綠體結(jié)構(gòu)與功能2實驗原理與操作實驗原理方面，提取色素利用其可溶于有機(jī)溶劑，分離則依據(jù)不同色素在層析液中溶解度不同。操作包括提取和分離綠葉中色素的一系列步驟，如研磨、過濾、畫濾液細(xì)線等，每個步驟都有嚴(yán)格要求。核心知識梳理科學(xué)探究素養(yǎng)在光合作用相關(guān)實驗設(shè)計中，要合理選擇實驗材料，如恩格爾曼實驗選擇水綿和需氧細(xì)菌。同時，要控制好實驗條件，像創(chuàng)造無空氣黑暗環(huán)境，通過不同的實驗設(shè)置來驗證光合作用的相關(guān)結(jié)論。實驗設(shè)計在色素提取和分離實驗等中，可能會出現(xiàn)色素提取液顏色過淺等誤差。分析誤差原因時，要考慮新鮮綠葉的選擇、研磨操作、試劑使用等因素，從而準(zhǔn)確找出問題所