2026届高三生物一轮复习专题卷：必修一 第五章第四节 光合作用与能量转化

**基本信息** 《必修一 5.4光合作用与能量转化》专题卷，通过17道选择与2道综合题，聚焦光合色素、光反应、暗反应及影响因素，结合卡尔文实验、希尔反应等真实情境，强化实验分析与图表解读，适配一轮复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|17题|色素提取分离（1-5题）、光反应与暗反应（6-8题）、影响因素（9-17题）|以实验异常分析（3题试剂使用）、曲线解读（11题温度与CO₂关系）考查科学思维| |非选择题|2题|实验设计与探究（18-19题）|18题叶绿体功能验证、19题密闭装置氧气速率测定，体现探究实践，呼应高考对实验综合应用的考查|

《必修一 5.4光合作用与能量转化》专题卷 1．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 2.下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，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 3．进行绿叶中色素的提取和分离实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“＋”表示使用，“—“表示未使用)，其余操作均规范，实验结果依次为(　　) 项目 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ 水 ＋ － － － CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A. ①②③④ B. ②④①③ C. ④②③① D．③②①④ 4．研究发现，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，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。如图为绿叶中色素的吸收光谱，其中②表示叶绿素b，③表示叶绿素a。下列叙述错误的是(　　) A．叶片在640～660 nm波长光下释放氧气主要是由叶绿素参与光合作用引起的 B．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，短时间内叶绿体中C3的量增加 C．利用纸层析法分离色素时，②对应的条带离画线处最近 D．弱光下②的相对含量增高可能有利于植物对弱光的利用 5.将紫月季叶片色素提取液点样后，先后置于层析液和蒸馏水中进行双向纸层析，过程及结果如图所示。而用菠菜叶片进行同样实验，则观察不到色素a。下列分析错误的是(　　) A．点样点不可触及蒸馏水和层析液 B．色素b、c、d、e难溶于蒸馏水 C．色素a最可能存在于液泡中 D．可用无水乙醇替代层析液 6.卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5 s、3 s、10 s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是(　　) A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰 B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物可能是3－磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 7.实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH＝7.3)的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化慢的品种受除草剂抑制效果更显著 B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强 C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能合成有机物 D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲 8.类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图如下。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜 B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应 D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节 9.某生物研究小组以菠菜叶为实验材料，探究CO2浓度对光合作用强度的影响，实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于无关变量 B．图乙bc段平缓，可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降 C．图乙c点之后曲线上升，说明随NaHCO3浓度增加光合作用增强 D．将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液，可用于测定小圆叶片的细胞呼吸强度 10.某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如下图。下列有关叙述正确的是(　　) A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C．四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D．若在4 ℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 10题图 11题图 11.光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据上图分析不能得出(　　) A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高 B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 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 12.与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图1所示)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图2所示)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　) A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度) B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 13.将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是(　　) A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近 B．35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率相等 C．50 ℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能 D．HT植株表现出对高温环境的适应性 14.某同学欲测定植物叶片的总光合速率，做如图所示实验。在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其质量，测得叶圆片的总光合速率＝(7y－6z－x)/6(g·cm－2·h－1)。不考虑取叶圆片的机械损伤和温度微小变化对叶片生理活动的影响，则M处的实验条件是(　　) A．下午4时后在阳光下照射3小时再遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 C．下午4时后将整个实验装置遮光1小时 D．下午4时后在阳光下照射3小时 15.将某植物放在透明且密闭的容器内，并在适宜条件下培养。测得植物吸收和产生的CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．T1时刻，该植物固定CO2的速率是10 mg·h－1 B．T2时刻，该植物能进行光合作用但无有机物积累 C．T1～T3时间段内，该植物的净光合速率逐渐下降 D．T3时刻后，密闭容器中的CO2浓度不断升高 16.如图是大棚番茄在24小时测得CO2的含量和CO2的吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是(　　) A．a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱 B．番茄通过光合作用合成有机物的时间是c～e段 C．由P点条件变为d点，C3生成减少 D．植物干重最大的时刻是e点 17.为测定某植物的光合速率，某同学将该植物放入如图甲所示装置中，在光合作用最适温度下进行培养，然后测量不同时段密闭的透明玻璃罩内植物的O2释放速率，结果如图乙所示。下列说法不正确的是(　　) A．若完全培养液中缺少镁元素，t1～t2时间段会延长 B．在t5时适当升高温度，植株光合速率将会进一步加快 C．在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率 D．在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降 18．某同学将从菠菜叶中分离得到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题： (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是__________________。叶绿体中光合色素分布在____________上，其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是________________________________________________________________。 (3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果：____________________________________________________。 19.为测定光合速率的变化，某科研小组将某植物放入密闭的透明玻璃小室中，如图甲所示。将该装置放于自然环境中，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，结果如图乙所示。请据图分析并回答下列问题： (1)图乙曲线中，a～b段上升的原因是________ _________________________________________； e～f段下降是因为__________________________ ___________________________________________，从而导致光合速率下降；h点时该植物叶肉细胞内产生ATP的场所有__________________________ _____________________________。 (2)图乙曲线中d点时刻，图甲装置中有色液滴的位置位于起始位置(0点)的________(填“左侧”“右侧”或“起始位置”)。有色液滴移到最右侧对应图乙曲线中的________点。小组成员在上午某段时间内，记录有色液滴移动位置时，获得了以下数据： 每隔20分钟记录一次数据 …… 11 13 17 23 …… 则该组实验数据是在图乙曲线的______段获得的。 (3) 如果要测定该植物的真正光合作用速率，还需增加一组实验，其设计思路是______________ ___________________________________________________________________________________。 1 学科网（北京）股份有限公司 《必修一 5.4光合作用与能量转化》-答案 1.D 叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确；光反应的场所是类囊体薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C正确；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快，D错误。 2.B 用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误；画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但是会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确；该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来判断各色素的含量，但该实验所用的方法不能用于具体测定绿叶中各种色素含量，C错误；花青素存在于液泡中，易溶于水，不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。 3.B 由表可知，甲同学没加有机溶剂，色素需溶解在有机溶剂中，所以甲同学提取不到色素，结果应为②；乙同学的操作正确，提取分离结果应为④；丙同学可以提取到色素，但由于没加CaCO3，叶绿素有可能被破坏，因而下边两条色素带比正常的要窄，结果应为①；丁同学未加SiO2，研磨不充分，导致各种色素的提取量均较少，结果应为③。 4.B 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收的光能增多，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，短时间内C3的量减少，B错误。 5.D 色素b、c、d、e均可被无水乙醇溶解，但溶解度不易区分，因此不能用无水乙醇替代层析液分离色素，D错误。 6.D 热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用的进行程度，B正确；放射性最先在3－磷酸甘油酸出现，推测暗反应的初产物可能是3－磷酸甘油酸，C正确；该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。 7.C 相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成C3，故无法合成有机物，C错误。 8.A 水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体薄膜的内侧，若被有氧呼吸利用，则O2在线粒体内膜上被利用，O2从叶绿体类囊体薄膜开始，穿过叶绿体2层膜，然后进入同一细胞中的线粒体，再穿过线粒体的2层膜，所以至少要穿过5层膜，A错误；光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，然后在暗反应过程中被消耗，B正确；由图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；电子(e－)在类囊体薄膜上的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。 9.B 该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于因变量，A错误；图乙bc段平缓，说明此时限制光合速率增大的因素可能是光照强度，可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降，B正确；图乙c点之后曲线上升，小圆叶片上浮到液面所需要的时间更长，说明随NaHCO3浓度增加光合作用强度下降，C错误；小圆叶片细胞呼吸消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳会被NaOH溶液吸收，叶片不能上浮，无法测得气体体积变化，因此将图甲装置中的NaHCO3溶液换成NaOH溶液不能测定小圆叶片的细胞呼吸强度，D错误。 10.B 本实验是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，自变量为CO2浓度(NaHCO3溶液浓度)，温度和光照为无关变量，A错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；四组实验中，0.5%NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最低，C错误；若在4 ℃条件下进行本实验，由于低温会使酶活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。 11.D 10 ℃条件下，CO2浓度为200 μL·L－1至370 μL·L－1时，光合速率有显著提高，而CO2浓度为370 μL·L－1至1 000 μL·L－1时，光合速率无明显的提高，且题图中只做了三种不同CO2浓度的实验组，所以不能表明10 ℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。 12.D 相比于野生型拟南芥WT，突变体t1更适合生长在弱光环境中，突变体t2更适合生长在强光环境中，在适当的光照强度下，三者的光合速率有一定的差异，但当光照强度达到光饱和点后，光合速率不再随光照强度的增加而增加，三者光合速率的差异也不再随光照强度的增加而变大，D错误。 13.B CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。35 ℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35 ℃时两组植株的真正(总)光合速率无法比较，B符合题意。 14.C 上午10时叶圆片干重为x克，下午4时叶圆片干重为y克，这段时间内叶圆片既进行了光合作用，又进行了细胞呼吸，因此(y－x)/6 (g·cm－2·h－1)可表示这段时间内叶圆片的净光合速率。已测得叶圆片的总光合速率，因此叶圆片的呼吸速率可求得为(7y－6z－x)/6－(y－x)/6＝(y－z)(g·cm－2·h－1)，因此M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光1小时。 15.C T1时刻，该植物固定CO2的速率为总光合速率，即总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝10＋2＝12 (mg·h－1)，A错误；T2时刻，该植物净光合速率大于0，有有机物的积累，B错误；密闭容器内CO2的含量一定，随着光合作用的进行，CO2浓度逐渐降低，所以T1～T3时间段内，该植物的净光合速率逐渐下降，C正确；T3时刻之后，该植物的光合速率等于呼吸速率，容器中CO2浓度保持不变，D错误。 16.B 番茄通过光合作用制造有机物的时间是b～f段，B错误；d点时气温高，蒸腾作用过强导致部分气孔关闭，CO2供应不足，光合速率减慢，C3生成减少，C正确；c～e段光合作用强度大于细胞呼吸强度，有机物积累，e点之后光合作用强度小于细胞呼吸强度，故有机物积累最多的时刻是e点，D正确。 17.B 镁是合成叶绿素的必需元素，所以用缺镁的完全培养液培养一段时间后，叶肉细胞内叶绿素的合成减少，导致光合速率降低，则t1～t2时间段会延长，A正确；该实验是在光合作用的最适温度下进行的，因此t5时适当升高温度，植株光合速率将会下降，B错误；在t4时向玻璃钟罩内适量补充CO2会加快植株的光反应速率，说明在t3～t4阶段，O2释放速率降低的主要原因是玻璃钟罩内CO2含量下降，C、D正确。 18.(1)差速离心法　类囊体薄膜　蓝紫光 (2)黑暗条件下不能进行光反应，不能产生暗反应所需要的ATP和NADPH　(3)实验思路：分离叶绿体，用碘液进行显色反应。预期结果：反应结果显蓝色 19.(1)温度下降，酶活性降低，细胞呼吸减弱　温度过高，导致部分气孔关闭，二氧化碳供应减少，暗反应减慢　细胞质基质、叶绿体、线粒体　(2)左侧　h　de　(3)设置与图甲相同的装置，并将该装置遮光放在与图甲装置相同的环境条件下 1 学科网（北京）股份有限公司 $