5.4　光合作用与能量转化 分层练习-2025-2026学年高一上学期人教版生物必修1

5.4　光合作用与能量转化 教材衔接练 1.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是(　　) A.可以用无水乙醇进行色素的提取 B.色素在滤纸条上扩散的速度与其含量有关 C.加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏 D.滤液细线不能浸没在层析液中 2.1881年,德国科学家恩格尔曼把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内,在黑暗中用极细的光束照射水绵,发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中;如果把装置放在光下,细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。下列有关该实验的分析,错误的是(　　) A.该实验中没有空白对照组,但有对照实验 B.水绵作为实验材料的优点是叶绿体数量非常少 C.该实验用需氧细菌来检验氧气含量多的部位 D.该实验证明叶绿体在光下可以产生氧气 3.如图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　) A.当光照强度较大时,物质①可提供给线粒体利用和释放到细胞外 B.物质②中可储存活跃的化学能 C.物质③可作为活泼的还原剂,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用 D.水的光解过程发生在叶绿体内膜上 4.(多选)如图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片,再用注射器抽出气体直至叶圆片沉底,然后将等量的叶圆片转至盛有等浓度NaHCO3溶液的不同烧杯中,利用小烧杯与光源之间的距离来调节光照强度。测量每个小烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间。下列相关分析正确的是(　　) A.用打孔器对叶片打孔,可避免叶片大小不同对实验结果造成影响 B.用注射器抽出叶圆片中的空气后,叶片密度增大下沉到水底 C.NaHCO3的作用是提供CO2,促进叶圆片光合作用的进行 D.各实验组中烧杯内叶片浮起所需的时间与光源到烧杯的距离呈负相关 5.（判断题）绿叶中色素分离的原理是色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。(　　) 6.（判断题）一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。(　　) 7.（判断题）光合作用制造的有机物中的氧来自水。(　　) 8.（判断题）光合作用过程中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜。(　　) 9.（判断题）光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。(　　) 10.（判断题）光照强度影响光合作用但光质不影响。(　　) 基础过关练 知识点1　捕获光能的色素 11.(2025浙江绍兴期末)在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,用无水乙醇提取色素,用层析液分离色素,滤纸条接触层析液的一端剪去两角保证了色素带的整齐。下列叙述错误的是(　　) A.破坏细胞膜和叶绿体,绿叶中的色素才能被无水乙醇溶解提取 B.滤纸条插入层析液时,滤液细线须高于层析液的液面 C.色素在滤纸条边缘的移动速度要快于中间 D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小 12.(2025长沙期末)(不定项)如图是某同学用无水乙醇提取的某种植物叶绿体中的色素,即在圆心处滴加适量色素滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果出现不同颜色的4个同心圆。下列叙述错误的是(　　) A.实验研磨操作中若加入碳酸钙过少,会导致所有色素环颜色都变浅 B.实验中对研磨液过滤时,采用滤纸过滤,实验效果更好 C.植物的叶片呈现绿色,是由于光合色素对绿光的吸收最少,大部分绿光被反射 D.①是胡萝卜素,②是叶黄素,③是叶绿素b,④是叶绿素a 13.(2025哈尔滨期末)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况,据图判断下列说法错误的是(　　) A.由图可知,类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光 B.用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C.与叶绿素b相比,叶绿素a对550 nm波长的光吸收少 D.土壤中缺乏镁时,植物对蓝紫光和红光的利用量显著增多 知识点2　叶绿体的结构和功能 14.(2025哈尔滨月考)下列对叶绿体的结构和功能的理解,错误的是(　　) A.叶绿体外膜和内膜上分布着能吸收光能的色素分子 B.许多圆饼状的类囊体堆叠成基粒增大了叶绿体内的膜面积 C.恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气 D.植物细胞内的光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素两大类 15.(2024成都阶段练习)如图为某种细胞器的结构模式图,下列叙述错误的是(　　) A.结构①的基本支架是磷脂双分子层 B.结构②的选择透过性与蛋白质的种类和数量有关 C.结构③的膜表面积大,有利于与有氧呼吸相关的酶附着 D.结构④中含量最多的化合物是水 知识点3　光合作用的过程 16.(2025合肥期末)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照条件下可以释放出O2,该反应称为希尔反应。结合所学知识,分析下列说法正确的是(　　) A.光合作用整个过程都直接需要光照 B.希尔实验说明植物产生的氧气中的氧元素全部都来自水 C.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似 D.希尔反应证明了水的光解与糖的合成是同一个化学反应 17.(2025哈尔滨期末)据下面光合作用图示判断,下列叙述不正确的是(　　) A.⑤过程发生在叶绿体类囊体薄膜上,⑥过程发生在叶绿体基质中 B.如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子,则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类 C.NADPH既可作还原剂,也可为暗反应提供能量 D.②不仅用于还原C3,还可用于水分子的吸收等 18.(2024河北唐山期末)植物在正常条件下进行光合作用,当突然改变某环境条件后,即可发现其叶肉细胞内C5的含量突然上升而C3迅速下降。突然改变的条件是(　　) A.停止光照或升高CO2浓度 B.停止光照或降低CO2浓度 C.增强光照或升高CO2浓度 D.增强光照或降低CO2浓度 19.(2025河南南阳期末)绿色植物通过叶绿体利用光能进行光合作用。如图为光合作用过程示意图,a~g表示相关物质。下列叙述错误的是(　　) A.结构A由多个类囊体堆叠而成,分布有光合色素 B.据图分析,图中物质a、e、f分别表示O2、CO2和C5 C.叶绿体基质中进行的暗反应由物质b和c驱动 D.若e供应增加,则短时间内f的含量将会增大 20.(2025河北邯郸期末)甜瓜是一种重要的经济作物。甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程如图所示。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。磷酸丙糖是淀粉和蔗糖合成过程所需要的共同原料,在有光条件下,磷酸转运器能遵循1∶1的原则交换Pi和磷酸丙糖。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。结合图中信息回答下列问题: (1)场所Ⅰ为　　　　　　。叶肉细胞中蔗糖的合成场所为　　　　　　。物质B代表　　　,其去路有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在适宜光照时,物质G来源于　　　　　　(填场所)和　　　　　　。物质G和物质F形成物质E的过程　　　　(填“消耗”或“不消耗”)ATP。  (3)将离体的叶绿体悬浮于介质中,并给予正常光照和饱和CO2,若介质中Pi浓度很低,则该悬浮叶绿体中淀粉的合成量会显著　　　(填“增加”或“减少”)。 (4)光合产物主要以蔗糖的形式转运,因此生产中可以适当增加磷肥的施用量,以达到增产的目的,据图分析原因: 　。 (5)土壤中缺磷,会导致植株矮小,叶色暗绿。请以正常生长的甜瓜幼苗为实验材料,设计实验探究缺磷导致叶色暗绿是否为类胡萝卜素缺乏所致,研究人员进行了相关实验,简要写出研究思路: 　。 知识点4　光合作用的影响因素及其应用 21.(2024合肥期末)利用大棚种植蔬菜,可人为控制温度、水分和光照等条件,调整蔬菜的生长季节并提高产量。与大棚种植蔬菜相关的措施及分析中,正确的是(　　) A.施用农家肥,可为蔬菜的光合作用提供有机物 B.适当加大蔬菜的种植密度,可提高蔬菜的产量 C.阴雨天适当提高大棚内温度,可明显增加有机物的积累量 D.用红色塑料薄膜代替透明塑料薄膜,可提高蔬菜的光合作用速率 22.(2025河北邯郸期末)为探究环境因素对光合作用的影响,进行了相关实验。取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,并将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25 ℃环境中进行实验,实验内容与结果如表。下列叙述正确的是(　　) 组别 烧杯中液体成分 处理条件 检测结果 A 富含CO2的纯水 光照 + B 富含CO2的纯水 黑暗 - C 富含CO2的葡萄糖溶液 光照 ++ D 富含CO2的葡萄糖溶液 黑暗 + 注:“+”表示检测出淀粉,“++”表示检测出淀粉含量较高,“-”表示未检测出淀粉。 A.将植物放置24 h可去除淀粉 B.将CO2作为光合作用原料的是A组 C.本实验的可变因素是CO2、葡萄糖、光照 D.检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉 23.(2025江苏南通期末)(多选)某植物的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出(　　) A.高于40 ℃时,光合速率随温度升高而降低 B.不同CO2浓度下光合作用最适温度相同 C.CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小 D.10 ℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 24.(2024山东淄博期末)以某农作物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图,气孔导度大表示气孔开放程度大。下列说法错误的是(　　) A.蓝光组,光合作用消耗的CO2多,导致胞间CO2浓度低 B.红光组,主要由类胡萝卜素吸收光能用于光合作用 C.与红光相比,蓝光能在一定程度上促进气孔开放 D.大棚种植时,可以适当补充蓝光提高作物产量 25.(2024广东深圳期末)为解决火龙果个头小、数量少的问题,探究不同光质补光对火龙果的影响,科学家选取长势相近的火龙果植株进行分组补光。实验处理及结果如表。请回答下列问题: 处理 茎长(cm) 茎围(cm) 开花数 R 83.25±2.26a 18.51±1.19a 626.73±4.07a W 81.63±4.14a 18.15±4.02a 556.44±4.31b B 82.66±4.34a 18.27±3.57a 503.69±3.61c CK 82.81±2.08a 18.34±2.36a 494.55±4.48c R:红光。W:白光。B:蓝光。CK:对照。不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05) (1)光合色素主要吸收　　　　　　　　颜色的光谱。 (2)设置CK组的作用是　　　　　　　　。补光组的火龙果茎长、茎围与CK组无明显差异,说明　　　　　　　　　　　　　　　。为提高火龙果产量,最适宜的补光光质是　　　　　。 (3)为进一步探究上述三种光质的补光是否提高了火龙果(白心)可溶性蛋白的含量,请进一步完善实验。只要求写出实验思路。 　。 知识点5　化能合成作用 26.(2025辽宁协作校期末)生活在温泉、湖泊等水域中的铁细菌,能将二价铁盐氧化成三价铁化合物,并能利用此过程释放的化学能将CO2转变为有机物。下列说法正确的是(　　) A.铁细菌的内质网参与了其化能合成作用相关酶的加工过程 B.铁细菌和水绵将CO2转变为有机物的场所均为叶绿体基质 C.铁细菌能通过化能合成作用制造有机物,属于自养型生物 D.铁细菌也可通过该过程捕获和转化光能,制造有机物 27.(2024呼和浩特期末)(多选)硫细菌能氧化硫化氢,并把硫积累在体内。环境中缺少硫化氢时,其可以把体内的硫氧化成硫酸。硫细菌可利用这两个反应释放出的能量合成有机物。下列叙述错误的是(　　) A.硫细菌有细胞壁,没有成形的细胞核 B.硫细菌遗传物质的基本组成单位是核糖核苷酸 C.硫细菌制造有机物的方式与硝化细菌相同 D.硫细菌进行有氧呼吸的主要场所是线粒体 能力提升练 28.(2024安徽阜阳期末)为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类,某兴趣小组做了如下的色素分离实验:将羽衣甘蓝叶片色素提取液在滤纸上进行点样,第一次置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离,第二次置于蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示,图中1~5代表不同类型的色素(5种色素在实验过程中不会挥发和氧化等)。下列分析错误的是(　　) A.用纸层析法分离色素,利用的是色素的溶解度将不同色素分离 B.第一次分离出的四种色素中含量最多的可能是色素4 C.图中结果可以表示色素的种类,色素5可能存在于液泡中 D.以上结果可以看出提取出的色素中,与易溶于有机溶剂的色素相比,水溶性色素的种类少 29.(2025江苏盐城期末)1941年,美国科学家鲁宾和卡门设计了如下实验,用18O分别标记CO2(第一组)和H2O(第二组),通过培养小球藻悬浮液来研究光合作用中氧气的来源。下列叙述错误的是(　　) A.收集气体A、B,两者均没有放射性 B.第一组和第二组的设置属于相互对照实验 C.该实验不能证明光合作用中氧气的产生必须有光 D.如果只有第二组实验也能充分说明光合作用释放的O2中的O只来自H2O 30.(2024河南许昌期末)如图表示植物叶肉细胞叶绿体的类囊体膜上发生的部分代谢过程,其中运输H+的载体蛋白有两种类型,从而实现H+在膜两侧间的穿梭。下列分析错误的是(　　) A.图中过程产生了O2、ATP和NADPH等 B.H+可通过主动运输由叶绿体基质进入类囊体腔 C.H+由类囊体腔进入叶绿体基质的过程是一个需能过程 D.通过类囊体膜转运H+的两种机制不相同 31.(2025天津期末)水稻是我国重要的粮食作物,研究人员对A、B两个水稻品系进行研究,发现酶E参与叶绿体中CO2的固定,品系B的叶绿素含量仅是品系A的51%。如图为不同光照强度下A、B两个水稻品系的光合速率变化曲线图。下列叙述正确的是(　　) A.因品系A叶绿素含量比品系B高,品系A光合作用速率应该强于品系B B.低光强时,品系B的光合速率较高;高光强时,品系A的光合速率较高 C.高光强时,品系B中酶E固定CO2的速率可能更高 D.高光强时,限制品系A的光合速率的因素一定为叶绿素含量 32.(2025广州期末)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,模块3中的反应和叶绿体基质中的反应过程相同,其中甲、乙表示物质。 回答下列问题: (1)该系统中,模块1和2执行的功能在植物细胞中发生的场所是　　　　　　　,模块3中的甲与CO2结合后生成乙,乙为　　　　。 (2)若气泵停转,模块2中的能量转换效率会　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)该系统与植物体相比,在单位时间内固定等量CO2的情况下,该系统释放O2的量　　　　(填“多于”“等于”或“少于”)植物体。原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 33.(2024北京通州期末)在不同的生存环境下,植物的光合作用过程有一定差异。请回答问题: (1)大豆等植物的生活环境水分相对充足,从外界吸收的CO2与　　　　　结合后,生成2分子C3,之后C3被还原为糖类和C5,这一暗反应过程也称作　　　　　循环,这些植物则称作C3植物。  (2)干旱环境下植物为了减少水分散失,会关闭　　　　　,导致光合作用效率降低。干旱环境下,起源于热带的玉米等植物,除了有与小麦等植物一样的暗反应过程外,还有一条固定CO2的途径,即C4途径,该途径的具体过程如图所示。据图分析玉米中完成光合作用暗反应的细胞是　　　　细胞。 (3)相较于C3植物,玉米等C4植物能利用更低浓度的CO2,从酶的角度分析原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)为了追踪玉米进行C4途径时,光合作用产物葡萄糖形成中C的转移路径。研究人员用14C标记的CO2来追踪,请写出最可能的转移途径:　　　　　　　　　　　　　　　(用物质和箭头表示)。 (5)大豆和玉米都是我国重要的粮食作物,合理密植是重要的增产措施。根据两种植物生理功能差异分析,其中更适合在密集条件下种植的植物是　　　　　,判断理由是　　　　　　　　　　。 34.(2025广东汕头期末)近年来,高温、干旱的气象灾害频繁发生,影响农作物生产。为研究干旱胁迫对油菜幼苗生长的影响,研究小组设置了干旱胁迫条件处理油菜幼苗,定期检测其CO2吸收速率(光合代谢指标),结果见图。回答下列问题: (1)胞间CO2浓度是指叶肉细胞间隙中的CO2浓度。CO2进入叶绿体后,在　　　　　中被　　　固定成3-磷酸甘油酸。 (2)随着干旱胁迫时间延长,油菜幼苗的　　　　　　,这有利于减少水分的散失。油菜幼苗的光合速率　　　　,判断的依据是　 　。 (3)胞间CO2浓度主要受气孔导度和净光合速率变化的调节。干旱处理第4天后,油菜幼苗叶片胞间CO2浓度增加,主要原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。 (4)已有研究表明,PA(一种新型高效的植物生长调节剂)可提高抗氧化酶活性和减少活性氧等对细胞膜的损害,提高作物的抗性。为探究外源施加PA对干旱胁迫下油菜幼苗生长的缓解效应,可围绕设置　　　　　　(答出一点即可)这一自变量进行探究。实验对照组的处理方法是　　　　、　　　　　。 答案 1.B　2.B　3.D　4.ABC　 5.✕　 6.√ 7.✕　 8.✕　 9.√ 10.✕　 11.D　12.ABD　13.D　14.A　15.C　16.C　17.D　18.D　19.D　 20.答案　(1)叶绿体基质　细胞质基质　O2　进入线粒体参与有氧呼吸或被排出细胞　(2)线粒体(基质)　外界环境　不消耗　(3)增加　(4)增施磷肥可使细胞质基质中的Pi浓度增加,使磷酸丙糖及时转运出叶绿体,这样一方面减少光合产物积累对光合作用的抑制,另一方面磷酸丙糖转化为蔗糖,有利于光合产物的运输　(5)用正常的完全培养液和缺磷的培养液分别培养甜瓜幼苗,利用无水乙醇提取对照组和缺磷组的色素,然后利用纸层析法进行分离,通过比较两组类胡萝卜素的条带宽度来确定缺磷对类胡萝卜素含量的影响 21.B　22.D　23.ABD　24.B　 25.答案　(1)红色和蓝紫色　(2)作为空白对照　补光对火龙果茎的生长几乎无影响　红光　(3)待三组补光组与CK组植株果实成熟后,分别取等量的果实匀浆用双缩脲试剂显色法或蛋白质定量试剂盒进行检测,通过显示紫色的深浅度进行估测或定量检测各补光组可溶性蛋白的含量 26.C　27.BD　28.B　29.D　30.C　31.C　 32.答案　(1)类囊体薄膜　三碳化合物(C3)　(2)降低　模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足　(3)多于　人工光合作用系统没有呼吸作用消耗氧气(或植物体呼吸作用消耗氧气) 33.答案　(1)C5　卡尔文　(2)(部分)气孔　维管束鞘　(3)PEP羧化酶对CO2的亲和度更高(或PEP羧化酶固定CO2的效率更高)　(4)CO2→C4→CO2→C3→葡萄糖　(5)玉米　密集条件下,田间通风条件较差,光合作用消耗掉的CO2难以得到补充,使CO2浓度降低,而玉米能利用低浓度的CO2 34.答案　(1)叶绿体基质　C5　(2)气孔关闭　降低　气孔导度下降,胞间CO2浓度上升,说明CO2的固定减弱,暗反应速率降低　(3)干旱胁迫条件下,油菜幼苗的净光合速率降低,此时表现为CO2吸收速率降低,CO2的固定减弱　(4)是否加入PA　不加PA　干旱胁迫 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $