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** 该同步练习围绕光合作用与能量转化，通过基础概念辨析、实验情境分析及综合应用探究的三层设计，构建“概念理解-科学思维-实践应用”的知识巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|光合作用探索历程、基本过程及原理应用|以选择题考查核心概念（如恩格尔曼实验、光反应条件），强化生命观念中的物质与能量观| |进阶层|影响因素、特殊代谢途径及结构功能|结合农业谚语（如“正其行，通其风”）和景天酸代谢情境，培养科学思维与进化适应观| |综合层|实验设计、跨模块综合及实际应用|通过人工光合作用系统、光照强度实验等复杂情境，提升探究实践与问题解决能力|

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 .  科学发现离不开严谨的逻辑、思维与科学方法。下列有关光合作用探索历程的说法，错误的是（        ） A．恩格尔曼利用水绵和需氧细菌证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B．鲁宾和卡门的实验采用放射性同位素18O分别标记H2O和CO2 C．希尔实验说明了水的光解和糖类的合成是两个相对独立的过程 D．阿尔农发现在光照下叶绿体可合成ATP，且总是与水的光解相伴随 2 . 下列关于绿色植物光合作用叙述错误的是（        ） A．光合作用第一个阶段的化学反应必须有光才能进行 B．该植物进行光合作用，释放的氧气的氧元素来自水，而不是CO2 C．该植物捕获的光能可直接用于CO2中C的还原，并将C3转化为（CH2O） D．若突然中断光照，其细胞内C5的含量在短时间内会显著下降 3 . 农业谚语往往蕴含生物学原理。下列有关农业谚语的解释错误的是（        ） A．“地尽其用田不荒，合理密植多打粮”保证光照强度和CO2浓度，以增强光合作用 B．“霜前霜米如糠，霜后霜谷满仓”霜降后降温可减弱细胞呼吸，实现作物的增产 C．“正其行，通其风”保证空气流通，能为植物提供更多的CO2，提高光合速率 D．“千担粪下地，万担粮归仓”植物吸收有机肥中的有机物，有利于增产 4 . 农光互补是在农田上方架设光伏板，实现发电与作物种植结合的新型农业模式。番茄是常见的阳生植物，科研人员研究了不同灌溉条件下，全光照与农光互补处理对番茄净光合速率日变化的影响，结果如图。下列叙述正确的是（        ） A．灌溉水平和光照处理方式是该实验的自变量 B．农光互补在100%灌溉条件下的优势更为明显 C．全光照组光合午休是因为类囊体膜被强光破坏 D．灌溉水平通过影响环境CO2浓度来调节光合作用 5 . 干旱地区多肉植物的CO2固定过程非常特殊，称为景天酸代谢途径，过程如图。下列说法错误的是（　　） A．进行景天酸代谢途径的植物白天进行光反应，积累ATP和NADPH，夜晚进行暗反应合成有机物 B．景天酸代谢途径的植物可以有效地避免由于蒸腾过度导致的失水，从而适应干旱环境 C．与常见的C3代谢途径植物相比，进行景天酸代谢途径的植物夜间更适于放置在室内 D．多肉植物在干旱环境中，其液泡中的pH会呈现白天升高、夜晚降低的周期性变化 6 . 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 7 . 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 8 . 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 二、填空题 9. 车前草是一种草本植物，晒干后泡水喝具有利尿、清热、明目、祛痰等功效。图甲为车前草叶肉细胞中某种细胞器的结构模式图，图乙为某人在不同CO2浓度下测定车前草叶片温度与其净光合速率关系所绘制的曲线图。回答下列问题： (1)图甲中，车前草叶片吸收的CO2被固定的场所是_______________（填序号），该过程产生的C3被还原需要光反应提供_______________________________。 (2)据图乙分析，该实验的自变量为_______________；曲线图表明，在一定范围内，随着外界CO2浓度升高，车前草光合作用的最适叶片温度_______________。 (3)为提高车前草产量，某中药材种植基地计划在冬季大棚中规模化栽培车前草。请你结合图乙实验结果，提出一项增产措施：_______________________________。 10. 下图是菠菜叶肉细胞进行光合作用的过程图解，其中①②表示阶段，A～E表示物质。据图回答下列问题： (1)菠菜叶肉细胞中光合作用的场所是____________，物质A是____________，物质C是____________。 (2)植物在光照强度减弱的情况下，光合速率会____________，原因是光照强度减弱导致光合作用____________（填“①”或“②”）阶段的产物D____________（填物质名称）和ATP含量减少，导致暗反应速率降低。 (3)菠菜叶片色素的提取过程中，若收集到的滤液颜色过浅，则可能的原因是________________________。 11. 某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)光合色素溶液的浓度与其吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用___________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是_________________________________。 (2)光合作用的光反应阶段会形成还原型辅酶Ⅱ，其作用是___________和___________。 (3)光照t时间后，a组CO2浓度___________（填“大于”“小于”或“等于”）b组。 (4)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是___________组，判断依据是___________。 (5)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会___________（填“升高”“降低”或“不变”）。 答案 一、选择题 1 答案：C A：恩格尔曼用水绵和好氧细菌，证明光合放氧场所是叶绿体，正确 B：鲁宾、卡门用同位素 ¹⁸O 分别标记水、二氧化碳，证明氧气来自水，正确 C：希尔实验离体叶绿体光照分解水释放氧气，无糖类生成，说明水的光解与糖合成独立，选项表述错误 D：阿尔农证明光照下叶绿体伴随水光解合成 ATP，正确 2 答案：C A：光反应必须光照才能进行，正确 B：光合作用 O 全部来自 H₂O，正确 C：光能先转化为 ATP、NADPH 活跃化学能，间接还原 C₃，不能直接驱动 CO₂还原，错误 D：断光照，ATP、NADPH 减少，C₃还原变慢，C₅生成减少、消耗不变，C₅短时下降，正确 3 答案：D A：合理密植避免叶片遮挡，充分利用光照、CO₂，提升光合，正确 B：低温抑制呼吸，有机物消耗减少，利于积累增产，正确 C：通风补充田间 CO₂，提高暗反应速率，正确 D：有机肥不能直接被植物吸收，需微生物分解为无机物才能利用，错误 4 答案：A A：自变量为两种灌溉梯度、两种光照处理，正确 B：100% 灌溉全光照净光合峰值高于农光互补，农光互补优势在 50% 灌溉更明显，错误 C：光合午休是高温气孔关闭，CO₂供应不足，不是类囊体破损，错误 D：灌溉通过影响叶片气孔开度、细胞含水量调节光合，不直接改变环境 CO₂浓度，错误 5 答案：A A：多肉白天气孔关闭，光反应制造 ATP、NADPH，白天液泡苹果酸分解释放 CO₂进行暗反应，夜晚只固定 CO₂不合成有机物，错误 B：白天气孔关闭，大幅减少蒸腾失水，适应干旱，正确 C：夜间吸收 CO₂释放 O₂，适合室内摆放，普通植物夜间只释放 CO₂，正确 D：夜晚合成苹果酸储存液泡，pH 低；白天苹果酸分解，有机酸减少，pH 升高，正确 6 答案：D A：植物 NADPH 来自水光解，装置电解水生成还原氢，但 CO₂不含氢，错误 B：停止光照，丙、丁（ATP、NADPH）减少，C₃（乙）还原受阻，短时间乙含量上升，错误 C：植物光合固定 1 分子 CO₂释放 1 分子 O；装置电解水额外产 O，固定等量 CO₂时装置产 O 更多，错误 D：能量转化路径：太阳能→电能→活跃化学能（ATP、NADPH）→有机物稳定化学能，正确 7 答案：C A：M 是类囊体，扁平堆叠形成基粒扩大膜面积，不是膜向内折叠（线粒体内膜特征），错误 B：C₃还原需要 ATP 供能、NADPH 供氢和部分能量，不只是 ATP，错误 C：光反应最适 30~33℃，降温至 28℃光反应酶活性下降，NADPH 生成减少，短时含量下降，正确 D：¹⁴C 路径：CO₂→C₃→(CH₂O)，不经过 C₅，错误 8 答案：D A：植物 NADPH 来自水光解，CO₂无氢，装置还原氢仅来自电解水，前半句描述错误 B：停光照，ATP、NADPH 不足，C₃（乙）消耗减慢，短时间积累上升，错误 C：植物每固定 1 份 CO₂产 1 份 O；装置电解水额外分解水产 O，固定同等 CO₂释放 O 更多，错误 D：能量转化：太阳能→电能→活跃化学能→有机物稳定化学能，正确 二、填空题 9 (1)②；ATP、NADPH (2) 叶片温度、CO₂浓度；升高 (3) 适当提高大棚内 CO₂浓度，同时控制大棚温度在适宜区间 10 (1) 叶绿体；O₂；CO₂ (2) 下降；①；NADPH (3) 叶片研磨不充分、无水乙醇加入过多、未加碳酸钙色素被破坏、叶片放置时间过久 11 (1) 无水乙醇；叶绿素与类胡萝卜素均吸收蓝紫光，无法单独测定叶绿素；叶绿素仅大量吸收红光 (2) 还原 C₃；储存活跃化学能供暗反应利用 (3) 大于 (4) c；光照至 c 点达到光饱和，c、d 光照下净光合速率相等，c 组光照更低仍达到同等产氧量，总光合更强 (5) 升高 学科网（北京）股份有限公司 $