5.4光合作用与能量转化练习题2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 2026-2027学年高中生物人教版必修一 5.4光合作用与能量转化模拟练习题，高中生物学新授课同步练。以生命观念为核心，通过基础巩固、中档深化、综合应用三层设计，构建从单一知识点到跨情境综合分析的知识巩固路径，培养科学思维与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|光合作用基本过程（如ATP产生、硝化细菌类型）|选择题1-3题直接考查核心概念，强化物质与能量观| |中档|光合过程影响因素及应用（如温度、人工光合系统）|选择题4-6题结合图表分析，培养科学思维| |综合|跨模块综合应用（如C3/C4植物比较、实验探究）|填空题9-11题联系实验与实际情境，提升探究实践能力|

2026-2027学年高中生物人教版必修一 5.4光合作用与能量转化 模拟练习题 一、选择题 1 . 光照是驱动气孔开合关键的环境因子，白天光照激活保卫细胞的质膜H+-ATP酶，使质子外排，驱动气孔开放，具体机制如图所示。下列叙述错误的是（        ） A．CBC1/2磷酸化促进质子泵转运H+ B．水分子需与细胞膜上的水通道蛋白结合后进入细胞 C．夜间HT1与MPK4/12结合的能力强于CBC1/2 D．红光和蓝光共同调控气孔开放 2 . 天津古文化街盆栽绿萝的叶肉细胞中，下列生理过程不能产生ATP的是（　　） A．有氧呼吸第一阶段 B．光合作用暗反应 C．有氧呼吸第三阶段 D．无氧呼吸 3 . 某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌（        ） A．具有核膜 B．为异养生物 C．可利用光能 D．可固定CO2 4 . 人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景，可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列叙述正确的是（        ） A．植物暗反应消耗的NADPH来自水与CO₂，本装置NADPH全部来自电解水 B．若该装置正常运转过程中突然停止光照，则短时间内乙的含量将会下降 C．该装置与植物光合作用固定的CO₂量相等时，释放出的氧气一样多 D．该装置可以实现太阳能→电能→活跃化学能→有机物中稳定化学能 5 . 研究表明某植物光反应阶段最适温度30～33℃，而暗反应阶段最适温度约28℃，如图为适宜光照、30℃时该植物叶肉细胞中进行的部分代谢过程，M代表结构，甲、乙代表物质。下列叙述正确的是（       ） A．M通过膜向内折叠增加色素分布的面积 B．为物质乙还原提供能量的物质仅是ATP C．若环境温度由30℃降为28℃，则短时间内NADPH含量下降 D．若图中CO2被14C标记，则14C依次出现在C5、C3和（CH2O）中 6 . 科研团队构建了由硅纳米线和细菌组成的人工光合系统，可生产出O2和有机物。硅纳米线阵列可以吸收太阳光并利用光生成电子传递给负载在纳米线上的热醋穆尔氏菌（生存的气体条件为：80%N2、10%CO2、10%H2）。该系统光能转化效率超过大部分叶绿体，助推了温室效应问题的解决。下列叙述错误的是（　　） A．推测该人工光合系统中的光合底物之一是H2O B．人工光合系统中热醋穆尔氏菌细胞呼吸的场所是细胞质基质 C．与绿色植物暗反应相似，热醋穆尔氏菌固定CO2的过程需要消耗ATP D．该人工光合系统的物质转化过程缓解了温室效应，实现了光能→化学能储存 7 . 甲图表示在乙图n点条件下测得的某阳生植物幼苗光合作用随光照强度的变化曲线（乙图中其他环境条件均适宜）。下列说法错误的是（        ） A．b点时叶肉细胞的光合速率大于细胞呼吸速率 B．根据两图数据可知，乙图所示的光合作用强度是总光合作用强度 C．根据乙图，植物所处环境条件由n变为m时，短时间内叶绿体中C5含量将降低 D．要使该植物在n点条件下正常生长（昼夜等长），则光照强度的设置范围应大于X 8 . 绿硫细菌是一类严格厌氧的光合自养细菌，绿小体是其捕获光能的结构，由单层磷脂膜和底部基板构成。单层磷脂膜上镶嵌着蛋白质，底部基板由蛋白质和叶绿素组成。下列说法正确的是（        ） A．绿硫细菌细胞膜与绿小体的膜基本支架相同 B．绿硫细菌中进行的光反应不能产生氧气 C．绿小体的单层磷脂膜属于生物膜系统 D．绿小体膜上的蛋白质需经过内质网的加工 二、填空题 9. 光合作用暗反应的最初产物若是由Rubisco酶催化生成的3-磷酸甘油酸（C3）的植物，称为C3植物；最初产物若是由PEP酶催化产生的草酰乙酸（C4）的植物，则称为C4植物。PEP酶与CO2的亲和力比Rubisco酶强60倍，有“CO2泵”的作用。玉米C4（植物）的光合作用过程如下图所示，大豆（C3植物）只在叶肉细胞中进行类似C3途径所示的卡尔文循环过程。请回答下列问题。 (1)大豆通过光合作用将光能转化为_________________________________；将_________________________________等无机物转变成储存能量的有机物。 (2)玉米用于固定CO2的物质是_____________。在玉米维管束鞘细胞的叶绿体中，参与卡尔文循环的NADPH是通过光合作用光反应过程产生的，该过程的产物还有_____________；在光合作用过程中，NADPH的作用是_____________（答2点）。 (3)在夏季高温干旱时，大豆和玉米中生长占优势的是_______________________________________，结合图示分析，理由是_________________________________________________________。 10. 镁元素（Mg）对植物的光合作用非常重要，Mg2+通过转运蛋白M进入叶绿体，如图1所示，箭头的粗细代表相关转变的强度，“+”表示促进。将正常培养38天的水稻分别转移到缺镁培养液（-Mg2+）和正常培养液（+Mg2+）中培养15天，测定的净光合速率（An）如图2所示。回答下列问题： (1)结合图1分析，Mg2+在水稻叶肉细胞中的生理作用包括：作为________的组成成分；激活RuBP酶的活性；________________________________________。 (2)图1中RuBP酶催化CO2固定的场所是________，图中的三碳糖是否为C3（3-磷酸甘油酸）？请回答并说明判断依据：________。 (3)图2中的实验结果表明，8天后缺镁培养液中水稻的净光合速率显著下降，最可能的原因是________________________________________________（答出2点）。 (4)为研究P基因与M基因之间的关系，需要构建P基因敲除的突变体水稻，若发现M基因表达量____________，则图1中“？”表示抑制。 11. 我国科学家从某植物叶肉细胞提取纳米级类囊体（NTU），用小鼠软骨细胞的细胞膜包裹NTU形成CM—NTU。将CM—NTU注射到病变部位，可缓解小鼠的骨关节炎（骨关节炎主要是由于软骨细胞内合成代谢不足所致）。 (1)类囊体上含有的光合色素可通过_______________法进行分离。若选择的菠菜叶片发黄，滤纸条上颜色变浅的色素带有_______________条。 (2)细胞膜修饰的NTU进入软骨细胞和胰岛素分泌到胞外的这两种运输方式都有以下_______________（选填字母）的参与，此过程体现了细胞膜的_______________性。 A载体蛋白   B．受体蛋白 (3)NTU在软骨细胞内发挥作用的外界条件是_______________。在此条件下NTU产生的_______________（填物质名称）可为软骨细胞内的代谢提供还原剂和能量。 (4)植物的气孔由保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+，由此推测蓝光会诱导气孔_______________（填张开或关闭）。 答案 一、选择题答案 + 解析 1 答案：B 解析： A 蓝光促使 CBC1/2 磷酸化，激活质子泵转运 H⁺，正确； B 水通道蛋白只形成通道，不与水分子结合，错误； C 夜间高 CO₂促使 MPK4/12 结合 HT1，抑制 CBC1/2 通路，正确； D 红光降低胞内 CO₂、蓝光激活质子泵，二者协同调控气孔开放，正确。 2 答案：B 解析： 光反应、有氧呼吸全程、无氧呼吸均产生 ATP；暗反应消耗 ATP、NADPH，不生成 ATP。 3 答案：D 解析： 硝化细菌为原核生物，无核膜；利用氧化氨释放化学能同化 CO₂制造有机物，属于化能自养型，不能利用光能。 4 答案：D 解析： A 植物 NADPH 来自水光解，装置电解水产生还原氢，并非 NADPH； B 停止光照，还原氢与 ATP 中断，C₅（乙）再生减少，短时间乙下降描述错误； C 植物光反应水光解释放 O₂，装置电解水产 O₂，固定等量 CO₂时产氧量不等； D 能量转化：太阳能→电能→活跃化学能（ATP、还原氢）→糖类稳定化学能，正确。 5 答案：C 解析： A M 为类囊体堆叠成基粒，是薄膜堆叠而非膜向内折叠（线粒体内膜才折叠），错误； B 还原 C₃（乙）同时消耗 ATP 与 NADPH，二者均供能，错误； C 光反应最适 30~33℃，降温至 28℃光反应速率下降，NADPH 生成减少，含量下降，正确； D ¹⁴C 路径：CO₂→C₃→(CH₂O)+C₅，错误。 6 答案：A 解析： A 该细菌原料为 H₂、CO₂，无 H₂O 参与反应，不分解水产生 O₂，错误； B 细菌无线粒体，细胞呼吸仅细胞质基质，正确； C 固定 CO₂的还原过程消耗 ATP，正确； D 消耗 CO₂缓解温室，光能转化为有机物化学能，正确。 7 答案：C 解析： A b 点整株光合 = 呼吸，但叶肉细胞光合＞呼吸（根只呼吸），正确； B 甲图 a 点光照为 0，数值 - 2 是呼吸速率，曲线最高点 6 为净光合，总光合 = 净 + 呼吸，符合乙图总光合曲线，正确； C n→m CO₂浓度升高，CO₂固定加快，C₅消耗增多、短时间含量降低描述错误，本题选错误项； D 昼夜等长，光照强度＞X 时净光合＞0，一昼夜有机物积累，正常生长，正确。 8 答案：B 解析： A 细胞膜磷脂双分子层，绿小体仅单层磷脂分子，支架结构不同； B 绿硫细菌供氢体不是水，光反应不产 O₂，正确； C 原核无细胞器生物膜系统，绿小体膜不属于； D 细菌无内质网，膜蛋白仅核糖体合成。 二、填空题答案 + 解析 9 (1) 有机物中稳定的化学能；CO₂、H₂O 解析：光合作用能量转化：光能→活跃化学能→有机物稳定化学能；原料 CO₂、水。 (2) PEP；O₂、ATP；作为还原剂还原 C₃、为暗反应供能 解析：玉米叶肉 PEP 固定低浓度 CO₂；光反应产物 O₂、ATP、NADPH；NADPH 兼具还原剂、供能作用。 (3) 玉米；高温干旱气孔关闭，胞内 CO₂浓度低，玉米 PEP 酶对 CO₂亲和力远高于 Rubisco，可高效捕获低浓度 CO₂维持光合，大豆 Rubisco 固定 CO₂效率大幅下降。 10 (1) 叶绿素；促进 M 基因表达，合成 M 蛋白转运 Mg²⁺进出叶绿体 解析：Mg 是叶绿素核心元素；Mg 充足促进 M 基因转录，合成转运蛋白。 (2) 叶绿体基质；不是，三碳糖是运出叶绿体的光合产物，3 - 磷酸甘油酸是暗反应中间产物 (3) 缺镁叶绿素合成不足，光反应减弱；RuBP 酶活性降低，暗反应 CO₂固定速率下降 (4) 降低 解析：P 抑制 M 基因，敲除 P 后 M 基因表达量上升；反之野生 P 存在时 M 表达下降。 11 (1) 纸层析；2 解析：色素分离用纸层析；黄叶叶绿素 a、b 分解，两条绿色色素带变浅，类胡萝卜素不变。 (2) B；流动 解析：CM-NTU 依靠细胞膜识别融合，需要膜受体；胞吐、膜融合均体现流动性，不消耗载体蛋白。 (3) 光照；ATP、NADPH 解析：类囊体光反应依赖光照，产物 ATP 供能、NADPH 作还原剂。 (4) 张开 解析：K⁺逆浓度进入保卫细胞，细胞渗透压升高吸水膨胀，气孔张开。 学科网（北京）股份有限公司 $