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** 本同步练习通过基础概念辨析、情境实验分析及综合应用探究的三层设计，构建光合作用知识从单一到综合的巩固路径，培养生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|光合作用发现实验、叶绿素吸收光谱等核心概念|以选择题直接考查基础原理（如第1题实验对照设计、第2题光谱吸收）| |进阶层|突变体代谢、源库关系等情境分析|结合科研情境（如第3题衣藻-大肠杆菌联合体），培养科学思维| |综合层|碳同化过程、光合速率影响因素等综合应用|通过曲线分析与实验设计（如第8题光合速率曲线、第9题C3/C4植物比较），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 . 下列关于光合作用发现实验中对照实验设置的说法正确的是（        ） A．普里斯特利实验缺少空白对照，并未影响实验的可信度 B．萨克斯实验采用自身对照，一半遮光和一半曝光，自变量是颜色变化 C．恩格尔曼实验有多处巧妙设计，加上绝妙的对照设置，实验很有说服力 D．鲁宾和卡门实验采用先进的同位素示踪法研究元素的去向，没有对照实验 2 . 阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于（        ） A．绿光区 B．红光区和绿光区 C．蓝紫光区和绿光区 D．红光区和蓝紫光区 3 . 为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1突变体衣藻-大肠杆菌联合体，其代谢过程如下图所示。衣藻中的乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。下列说法中错误的是（　　） A．突变体衣藻因为缺乏GYD1，大量分泌乙醇酸 B．若环境中CO2/O2比值增大，则衣藻生成乙醇酸增多 C．培养联合体只需要提供CO2，不需要提供有机碳源 D．增大光照强度，可以提高培养罐中大肠杆菌的密度 4 . 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（　　） A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 5 . “神奇”动物海蛞蝓能选择性保留所摄食藻类中的叶绿体，并用一层膜包裹形成宿主衍生细胞器“盗食体”。“盗食体”内的叶绿体可合成部分光合蛋白，在一段时间内保持光合能力；“盗食体”可利用转运蛋白维持内部环境相对稳定。下列关于“盗食体”内叶绿体的推测，合理的是（        ） A．编码光合色素蛋白的基因来自海蛞蝓细胞核 B．需要海蛞蝓细胞为其提供原料进行光合作用 C．叶绿体外膜与海蛞蝓细胞膜的蛋白结构相同 D．能自主合成全部光合作用所需酶，不依赖海蛞蝓细胞 6 . 水华是淡水水体富营养化而引起其中的蓝细菌、绿藻等微生物异常增殖的一种现象。其主要成因是水体中某些元素含量过高，利于蓝细菌等生物进行光合作用，使它们大量繁殖。水华的出现会影响水下植物的光合作用，从而破坏水体的生态平衡。下列有关分析正确的是（        ） A．蓝细菌和绿藻都有细胞壁，且两者细胞壁的主要成分相同 B．水体中N、P等元素含量高，利于蓝细菌光合作用产生NADH C．蓝细菌不具有叶绿体，但含有叶绿素和类胡萝卜素 D．水华的出现可能会导致水体溶氧量明显下降 7 . 下列有关叶绿体和光合作用的几个简单实验，你认为哪一个结果是不可能的（        ） A．层析结果显示，叶绿素b位于滤纸条的最下端，是由于它在层析液中的溶解度最小 B．将提取液放在自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域是红 光和蓝紫光区域 C．在温暖的晴朗的一天的下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱水，并加碘液处 理叶片，显微镜下观察到叶绿体变成蓝色 D．将叶绿体中色素的提取液置于适宜光源下照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色 8 .  为研究某经济作物光合作用的影响因素，科研人员测定了光照强度、温度等因素对其光合作用的影响。下图表示在大气CO2浓度下，该作物的光合速率与光照强度的关系。下列分析正确的是（        ） A．光照强度为0时，叶肉细胞不进行ATP的合成 B．图中B点时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率 C．若提高环境中CO2浓度，B点将向右移动 D．图中C点后限制光合速率的主要环境因素可能是CO2浓度或温度 二、填空题 9. 光合作用暗反应又称碳同化，科学家通过研究其中的碳转移途径进一步提高植物固碳能力。图1是水稻光合作用暗反应示意图，Rubisco（RuBP羧化酶）在卡尔文循环中发挥作用；图2是玉米光合作用暗反应示意图，PEP羧化酶对CO₂的亲和力比Rubisco高很多倍，其催化CO2固定生成C4，C4转运到维管束鞘细胞后进行卡尔文循环。回答下列问题。 (1)据图1分析，水稻细胞中CO2被固定后的产物是_________ (2)据图2分析，玉米细胞中固定CO2的受体依次为_________；玉米维管束鞘细胞的叶绿体中只能进行暗反应，从细胞结构角度分析，可能的原因是_________。 (3)农业生产中发现，高温环境下玉米的生长更有优势。当高温导致气孔一定程度关闭时，玉米光合速率下降幅度远低于水稻，分析其原因是_________。 (4)各国科学家都极为重视人工光合作用的研究，为此有研究者从菠菜中分离类囊体（TEM），并将其与16种酶一起包裹在油包水液滴中构成人工光合系统如图3所示。人工光合系统光照后，有ATP、NADPH产生，并且生成了有机物，证明了该系统能进行光合作用。与叶肉细胞相比，该系统不进行_________（填生理过程），因此有利于积累更多的有机物。 10. 深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 (1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的________，乙图对应图1中的________________________，丙图对应图1中的________________________，丁图对应图1中的________________________________。 (2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的________图和________图、________图。 (3)如果实验对象是离体的叶绿体，则图1不能表示光照强度对其光合速率的影响，原因是________________________________________。 11.  不同生态环境对植物光合速率会产生影响。某课题组测定生长于A地（平原）和B地（山区）银杏叶片不同时间的光合速率，结果如下图。 (1)植物中叶绿素通常和蛋白质结合成为结合型叶绿素。在某些环境因素影响下，部分结合型叶绿素与蛋白质分离，成为游离型叶绿素。A、B两地银杏叶片中叶绿素含量测定结果见下表： 采样日期（月-日） A地银杏叶绿素含量（mg/g） B地银杏叶绿素含量（mg/g） 总量 游离型 结合型 总量 游离型 结合型 7-1 2.34 0.11 2.23 2.43 0.21 2.22 8-1 2.30 0.12 2.18 2.36 0.29 2.07 9-1 1.92 0.21 1.71 2.11 0.58 1.53 10-1 1.58 0.29 1.29 1.75 0.81 0.94 11-1 1.21 0.41 0.80 1.44 1.05 0.39 ①在下侧坐标系上完成总叶绿素含量与采样日期关系的二维曲线图_______。 ②从表中数据分析，导致银杏叶片光合速率下降的主要原因是___________________________。 (2)为提取银杏叶片中的叶绿素，研磨前在研钵中除加入剪碎的叶片外，还应加入_______。经快速研磨、过滤，将滤液收集到试管中，塞上橡皮塞；将试管置于适当的光照下2~3min后，试管内的氧含量_______。 答案 一、选择题 1 答案：C A：普里斯特利缺少空白对照，实验可信度低，错误 B：萨克斯自变量是有无光照，遮光 / 曝光是处理，颜色变化是因变量，错误 C：恩格尔曼用水绵、好氧细菌，设置极巧妙对照，说服力强，正确 D：鲁宾和卡门设置两组同位素对照，有对照实验，错误 2 答案：D A：叶绿素几乎不吸收绿光，不会在绿光形成暗带，错误 B、C：绿光吸收极少无黑色条带，错误 D：叶绿素主要吸收红光、蓝紫光，对应光谱出现暗带，正确 3 答案：B A：GYD1 缺失，乙醇酸无法转化为乙醛酸，大量排出，正确 B：CO₂/O₂比值升高，R 酶更易固定 CO₂，光呼吸减弱，乙醇酸生成减少，错误 C：衣藻光合作用固定 CO₂制造有机物，供给大肠杆菌，无需外源有机碳，正确 D：光照增强，衣藻光合、乙醇酸分泌增多，大肠杆菌原料充足密度上升，正确 4 答案：C A：阻断叶输出蔗糖，检测库蔗糖，可验证源库转运，能达成目的 B：阻断库输入，反馈影响叶片光合，可研究源库关系 C：H₂¹⁸O 标记，氧最终出现在水、氧气，蔗糖碳来自 CO₂，无法追踪蔗糖从源到库，不能达成目的 D：¹⁴CO₂标记叶片，追踪 ¹⁴C 蔗糖运向花器官，可研究源库 5 答案：B A：叶绿体光合蛋白基因在叶绿体自身，不在海蛞蝓核，错误 B：叶绿体无法自主获取水、矿质等原料，依赖海蛞蝓细胞供给，正确 C：叶绿体外膜、细胞膜蛋白种类、结构不同，错误 D：只能合成部分光合蛋白，多数酶依赖宿主，不能全部自主合成，错误 6 答案：D A：蓝细菌细胞壁肽聚糖，绿藻纤维素，成分不同，错误 B：光合产生 NADPH，NADH 属于呼吸产物，错误 C：蓝细菌含叶绿素、藻蓝素，无类胡萝卜素，错误 D：水华藻类夜间大量呼吸耗氧，遮挡水下植物光合产氧，水体溶氧下降，正确 7 答案：D A：叶绿素 b 层析液溶解度最低，扩散最慢位于最下端，正确 B：色素吸收红光、蓝紫光，光谱对应区域变暗，正确 C：晴朗下午叶片积累淀粉，叶绿体遇碘变蓝，正确 D：仅有色素无暗反应酶、C₅等，无法合成淀粉，加碘不变蓝，不可能出现该结果，正确 8 答案：D A：光照 0 只进行呼吸，线粒体持续合成 ATP，错误 B：B 点整株净光合为 0，叶肉光合大于呼吸（非全部细胞都光合），错误 C：提高 CO₂浓度，光补偿点 B 左移，错误 D：C 点达光饱和，光照不再限制，限制因素为 CO₂、温度，正确 二、填空题 9 (1) C₃（三碳化合物） (2) PEP、RuBP；维管束鞘细胞叶绿体无类囊体（基粒），无法进行光反应 (3) PEP 羧化酶对 CO₂亲和力远高于 Rubisco，气孔关闭胞间 CO₂低时，玉米仍可高效固定 CO₂，光呼吸弱 (4) 细胞呼吸（呼吸作用） 10 (1) 甲：A；乙：B；丙：C；丁：大于 C（光饱和点后） (2) A 对应甲；B 对应乙；C 对应丙 (3) 离体叶绿体无线粒体，不能进行细胞呼吸，无呼吸速率，无法绘制该曲线 11 (1)①绘图要点：横坐标 7-1 至 11-1，纵坐标总叶绿素；实心菱形 A 地、空心圆圈 B 地，两点均持续下降，同期 B 地总量略高于 A 地 ②叶片中结合型叶绿素含量持续下降，游离型叶绿素增多，有效光合色素减少 (2) 无水乙醇（提取色素）、碳酸钙（防色素破坏）、二氧化硅（研磨充分）；几乎不变（仅有色素无暗反应，无法产 O₂） 学科网（北京）股份有限公司 $