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** 聚焦光合作用核心内容，通过希尔反应、CAM植物、槟榔缺镁等真实情境，融合实验分析与图表解读，强化知识应用与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|8题|光合作用过程、色素提取、影响因素、实验操作|以希尔反应、热带植物光合曲线等为情境，考查光反应暗反应联系及实验分析能力| |填空题|3题|CAM光合机制、矿质元素作用、类囊体H⁺调节|结合槟榔缺镁、KEA3蛋白调节等科研案例，综合考查物质能量观与实验设计|

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、单项选择题 1 . 探究光合作用的过程中，希尔将离体的叶绿体悬浮液与高铁盐（一种氧化剂）混合，照光后发现水被氧化并释放出O2，这就是“希尔反应”。下列说法正确的是（        ） A．希尔反应证明了光合作用释放的O2全部来自于水 B．该反应发生在叶绿体基质中 C．若将高铁盐换成CO2，在光照下也可以检测到O2的释放 D．希尔反应说明水的光解与糖类的合成并不是同一个化学反应过程 2. 秋日山林树叶变黄，生物兴趣小组通过提取、分离叶片中的色素，探究树叶变黄的原因。下列关于实验的描述正确的是（        ） A．无水乙醇用于分离光合色素 B．碳酸钙可防止研磨过程中叶绿素被破坏 C．滤液细线浸入层析液中可加快色素分离 D．扩散最慢的色素是胡萝卜素 3 . 下列实验操作方法或分析正确的是（        ） A．利用差速离心的方法，可分离获得黑藻叶肉细胞中的叶绿体和中心体 B．视野中观察到处于质壁分离状态的细胞，能据此判断该细胞正在失水 C．用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，可分离出四种光合色素 D．用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶专一性时，可用碘液进行鉴定 4 . 某科研小组在海南热带植物园，以两种典型热带植物（植物1和植物2）为材料，在适宜温度下研究光照强度对净光合速率的影响。据图分析相关叙述错误的是（        ） A．据图分析，植物1为阳生植物，植物2为阴生植物 B．若植物2在q点光照强度下升高CO2浓度，则q点会向左移 C．光照强度r下，植物1制造的有机物比植物2更多 D．光照强度大于q时，光照强度不是限制植物2光合作用的因素 5 . 细胞外空间的蔗糖分子能够通过筛管—伴胞复合体（SE-CC），逐步汇入主叶脉并运输到植物体其他部位。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”（SU载体），SU载体与H+泵相伴存在，如图所示。下列分析正确的是（        ） A．SE-CC会将营养物质从叶肉细胞运走，而抑制光合作用 B．细胞外空间的蔗糖浓度一般比SE-CC蔗糖浓度高 C．蔗糖通过SU载体是主动运输，不需要ATP供能 D．SE-CC中ATP水解酶的活性强弱，不影响蔗糖分子进入SE-CC 6 . 为探究环境因素对光合作用的影响，某生物兴趣小组利用水绵、NaHCO3缓冲液、可调温的恒温水浴装置、LED灯等材料和用具进行实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．改变NaHCO3缓冲液的浓度不会影响光合速率的大小 B．实验中单位时间单位体积溶解氧的增加量代表净光合速率 C．缩短LED灯与实验装置的距离，光合速率会持续上升 D．若将温度从25°C调至5°C，测得的氧气产生速率会持续下降 7 . 如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质。下列相关叙述正确的是（        ） A．图中所示过程发生在叶绿体内膜上 B．a、b、c依次为O2、NADH、ADP C．在一定条件下升高CO2浓度，a的产生速率会增加 D．该过程合成的ATP可运出叶绿体，用于其他各项生命活动 8 . 下列关于生物学实验的说法正确的是（        ） A．发芽大麦匀浆与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，说明其含麦芽糖 B．探究温度对酶活性的影响时将酶与底物混合后再保温至设定温度 C．探究酵母菌细胞呼吸的方式时，应将酵母菌的培养时间适当延长 D．利用绿叶中不同色素在无水乙醇中的溶解度不同进行色素的分离 二、填空题 9. 景天科植物（CAM）多为一年生或多年生肉质草本，其光合作用过程如下图所示。请据下图回答下列有关问题： (1)叶绿体中的色素分布在__________上，提取光合色素时加入CaCO₃的目的____________________。与白天相比，夜晚CAM植物叶肉细胞细胞液的pH__________（填“高”或“低”）。 (2)正常情况下，CAM植物叶肉细胞固定CO2的场所为____________________。 (3)夜间__________（填“CAM花卉”或“非CAM花卉”）更适合放置在卧室，依据是____________________。 (4)若白天适当增加外界CO2浓度，其他条件不变，则该过程中CAM植物C3的生成量__________（填“增加”、“减少”、“不变”），依据是______________________________。 10. 海南槟榔主产区叶片缺镁现象突出，且该问题呈现逐年加重的态势，是制约槟榔产量的重要因素之一。回答下列问题。 (1)海南槟榔光合作用过程中，暗反应需要光反应提供________（填物质）。光反应产生的可参与海南槟榔的有氧呼吸过程，在有氧呼吸中的具体作用是_________________。 (2)研究发现，缺镁胁迫下，槟榔大部分叶绿体中淀粉颗粒偏少且蔗糖异常囤积，这说明缺镁对光合作用的影响有______________（答出2点）。 (3)某小组为探究缺镁对叶绿体结构完整性的影响，开展了如下实验： ①选取若干生长状况一致的海南槟榔幼苗，随机均分为两组，分别编号为A组（对照组）和B组（实验组）。 ②将A组幼苗置于完全培养液中培养，将B组幼苗置于________的培养液中培养；控制温度、光照等环境条件________。 ③一段时间后，取两组幼苗相同部位的叶片，制成临时装片，在显微镜下观察叶绿体的________，并进行对比。 该小组的实验结果表明，缺镁胁迫下，槟榔叶绿体的结构会被破坏，光合能力降低。从物质合成角度推测，缺镁会导致________，进而影响叶绿体结构的完整性。 11.  在植被密集区域，光照强度波动显著。植物进化出特有的光适应调节机制。类囊体膜上的H+-K+反向转运蛋白（KEA3）参与调节膜两侧的H+梯度（ΔpH）。图1为叶绿体光反应系统模式图，图2反映了不同光照下ΔpH和KEA3蛋白活性的变化趋势。 (1)图1中，PSⅠ和PSⅡ含有的叶绿素a主要吸收的光的颜色是____________。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能储存在____________中，用于暗反应。 (2)据图1分析，若某药物引起类囊体膜两侧的H+浓度差减小，则短时间内C3含量会____________（填“升高”或“降低”），原因是____________。 (3)光照过强时，植物通过非光化学淬灭（NPQ）耗散多余光能以避免光损伤。NPQ发挥作用的核心组分必须依赖高ΔpH才能启动。据图1、2分析，弱光转强光时，KEA3蛋白活性迅速降低，___________，迅速启动NPQ。 答案 一、选择题答案 + 解析 1 答案：D 解析： A 希尔反应仅证明水光解能释放 O₂，鲁宾卡门同位素标记实验才证明 O₂全部来自水； B 水光解发生在类囊体薄膜，不是叶绿体基质； C 希尔反应仅需氧化剂（高铁盐）捕获电子，CO₂不能直接替代高铁盐，无光反应电子受体则无法持续产 O₂； D 希尔反应只完成水光解放氧，不合成糖类，证明水光解、碳同化是两个独立反应过程。 2 答案：B 解析： A 无水乙醇用来提取色素，层析液用于分离； B CaCO₃中和细胞有机酸，防止叶绿素被酸性物质分解； C 滤液细线不能浸入层析液，色素会溶解在层析液无法分离； D 扩散最慢是叶绿素 b，胡萝卜素扩散最快。 3答案：C 解析： A 黑藻是高等植物，无中心体； B 质壁分离状态细胞可能正在失水、平衡、吸水复原，无法判断动态趋势； C 无水乙醇提取色素，纸层析法可分离 4 种光合色素； D 碘液只能检测淀粉，无法检测蔗糖是否水解，不能用于该实验鉴定。 4 答案：B A：植物 1 光补偿、饱和点更高，为阳生；植物 2 反之，为阴生，正确。 B：q 是植物 1 光补偿点，提升 CO₂不改变植物 1 补偿点，q 不动，错误。 C：总光合 = 净光合 + 呼吸，r 点植物 1 总光合更大，造有机物更多，正确。 D：光照超 q，植物 2 净光合不变，光照不再是限制因素，正确。 5 答案：C 解析： A 光合产物及时运走，可解除产物反馈抑制，促进光合作用； B 蔗糖顺 H + 梯度协同转运，细胞外蔗糖浓度低于细胞内； C 蔗糖转运直接动力是膜两侧 H + 电化学梯度，不直接消耗 ATP；H + 泵水解 ATP 维持梯度； D H + 泵水解 ATP 制造 H + 浓度差，ATP 水解酶活性直接决定蔗糖转运速率。 6 答案：B 解析： A NaHCO₃提供 CO₂，浓度改变直接影响暗反应与整体光合速率； B 单位时间溶氧增加 = 总光合产氧 - 呼吸耗氧，代表净光合速率； C 缩短灯距光照增强，达到光饱和点后光合速率不再上升； D 温度调至 5℃，酶活性持续降低，氧气总产生速率（总光合）持续下降，净光合可能先降后平稳。 7 答案：C 解析： A 图示光反应发生在类囊体薄膜，非叶绿体内膜； B a=O₂，b=NADPH，c=Pi；NADH 是呼吸产物； C CO₂浓度升高，暗反应消耗 NADPH、ATP 加快，推动光反应加快，水光解产 O₂（a）速率上升； D 光反应 ATP 只供叶绿体暗反应，不能运出叶绿体。 8 答案：C 解析： A 斐林出现砖红仅证明含还原糖，不一定是麦芽糖； B 应先将酶、底物分别预热至设定温度再混合，避免温度提前反应； C 适当延长培养，保证细胞呼吸产物积累，现象更明显； D 色素分离依靠在层析液溶解度不同，无水乙醇只是提取剂。 二、填空题答案 + 解析 9 (1) 类囊体薄膜；中和有机酸，防止叶绿素被破坏；低 解析：夜晚气孔开放固定 CO₂生成苹果酸储存在液泡，有机酸增多，pH 更低。 (2) 细胞质基质、叶绿体基质 解析：夜间细胞质 PEP 固定 CO₂；白天液泡苹果酸分解释放 CO₂，叶绿体基质卡尔文循环固定。 (3) 非 CAM 花卉；CAM 植物夜晚气孔开放吸收 CO₂，同时释放 CO₂，夜间消耗氧气；非 CAM 植物夜晚只进行呼吸消耗 O₂，但释放 CO₂更少 (4) 不变；CAM 植物白天气孔关闭，外界 CO₂无法进入叶肉细胞，C3 生成仅依靠液泡苹果酸分解的 CO₂ 10 (1) NADPH、ATP；作为有氧呼吸第三阶段的还原剂，与 O₂结合生成水，同时释放大量能量合成 ATP (2) 缺镁叶绿素合成不足，光反应速率下降；光合产物蔗糖运输受阻，积累抑制暗反应 (3)②等量缺镁；相同且适宜；③形态、数量；叶绿素合成不足，类囊体薄膜合成受阻 解析：镁是叶绿素核心组成元素，缺镁无法正常形成类囊体，叶绿体结构破损。 11 (1) 红光、蓝紫光；NADPH、ATP (2) 升高；H + 梯度减小，ATP、NADPH 生成减少，C3 还原减慢，C3 消耗减少，短时间生成不变，含量上升 (3) KEA3 活性降低，H + 外流减少，类囊体膜两侧 ΔpH 快速升高，满足 NPQ 启动所需高 H + 梯度条件 学科网（北京）股份有限公司 $