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

**基本信息** 本练习通过基础单选-进阶分析-综合探究的三层设计，实现从单一知识点到多因素综合应用的巩固路径，融入科学思维与探究实践素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|光合色素提取分离、基本过程、实验操作规范|以单选题直接考查概念（如第17题光合作用氧气来源）| |进阶层|光合呼吸曲线分析、物质转移路径、影响因素|结合图表分析与计算（如第12题O₂释放量计算）| |综合层|多因素探究、跨章节联系|通过实验设计题（如22题验证叶绿素b减少）和多曲线对比（如25题两种植物CO₂响应）|

第五章第4节 光合作用与能量转化同步练习 姓名： 完成时间：45min 100分 一、单选题（每题2分） 1．下列关于实验方法的叙述，正确的是（     ） A．检测蛋白质时，双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应需加热处理 B．利用溴麝香草酚蓝溶液检测酵母菌发酵液，可判断酵母菌的呼吸方式 C．在黑藻叶的装片上滴加适当浓度的蔗糖溶液，可观察到质壁分离现象 D．菠菜叶片切碎后加适量水和SiO2充分研磨过滤，可提取光合色素 2．紫鸭跖草的叶片在强光下呈紫色，弱光下呈绿色。某同学利用双向纸层析法分离叶片中的色素，其分离过程及结果示意图如下。a～c表示过程，1～5代表不同色素，下列叙述不正确的是（　　） A．从叶片中提取色素所用的试剂是无水乙醇 B．色素5在水中的溶解度显著高于其他色素 C．叶片通过提高1、2含量可以吸收更多红光和蓝紫光 D．分离后的色素3对应的条带颜色为蓝绿色 3．如图示“绿叶中色素的提取和分离”实验中的滤纸条。层析时首先到达图示虚线位置的色素是（     ） A．叶绿素a B．叶绿素b C．叶黄素 D．胡萝卜素 4．银杏叶片变黄后具有较高的观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（     ） A．研磨时用水补充损失的提取液 B．用过的层析液直接倒入下水道 C．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 D．可将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 5．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 6．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 7．下列关于生物实验过程或结果的叙述正确的是（     ） A．在高倍光学显微镜下可以看到黑藻细胞中叶绿体有双层膜结构 B．检测酵母是否产生酒精时，需向培养液滤液中加入酸性重铬酸钾观察是否变为灰绿色 C．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 D．在观察细胞质的流动实验中，供观察的黑藻事先应放在黑暗、室温条件下培养 8．下列有关实验的叙述，错误的是（　　） A．探究植物细胞的失水与吸水实验中只需用低倍镜观察 B．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验中可以用斐林试剂鉴定结果 C．探究酵母菌的呼吸方式实验中可在酸性条件下将重铬酸钾加入锥形瓶鉴定乙醇 D．提取绿叶中色素时不加二氧化硅可能导致分离色素时滤纸条上色素带变窄变浅 9．现以紫菜为材料进行实验，探究光强度对其光合速率的影响，其他条件均适宜，结果如下图所示。下列叙述错误的是（     ） A．单位时间内c点产生O2的量低于b点 B．提高实验温度，b和c点都有可能会下降 C．在一定范围内，光合速率随光强度增加而升高 D．a点时，限制紫菜光合速率的主要因素是CO2浓度 10．光合作用和呼吸作用的原理在生活和生产中有广泛的应用。下列相关叙述正确的是（     ） A．连续阴雨天时，适当降低大棚内的温度，有利于减少有机物消耗 B．用不透气的纱布包扎伤口以避免细菌感染 C．乳酸菌发酵产生乳酸的初期，需要通入氧气促进乳酸菌繁殖 D．绿色蔬菜大棚种植使用绿色薄膜可以提高产量 11．如图表示光合作用过程，①②代表结构，a、b、c代表物质，下列叙述错误的是（     ） A．在结构①上发生的能量转换是光能→活跃的化学能 B．H2O分解时释放的电子可用于形成NADPH C．放射性14C出现的先后顺序为CO2→b→c、a D．若光照强度适当增强，短时间内b含量将上升 12．将某绿色植物的叶片放在特定的装置中，用红外线测量仪进行测量，测定的条件和结果见下表： 黑暗时O2吸收量/（mg·h-1） 6000lux光照时O2释放量/（mg·h-1） 10℃ 0.5 3.6 20℃ 1.2 3.1 若将该叶片先置于20℃、6000lux光照条件下10h，然后置于10℃黑暗条件下，则该叶片一昼夜葡萄糖积累的量为（     ） A．2.91mg B．11.25mg C．22.5mg D．33.75mg 13．如图为某植物在不同温度下测得相关指标的变化曲线。下列叙述正确的是（     ） A．该植物呼吸作用相关酶的最适温度比光合作用相关酶的最适温度更低 B．两条曲线同一温度的纵坐标数值之和为该温度下的实际光合速率 C．该植物在实验光照强度条件下45℃时呼吸作用利用的氧气都来自空气 D．该植物在实验光照强度条件下45℃时比30℃时有机物的积累更多 14．如图是综合不同细胞代谢特点绘制的部分物质变化示意图，下列有关叙述正确的是（     ） A．过程⑤是CO2的固定，在所有细胞中均可进行 B．酵母菌细胞中过程③④进行的场所不相同，但都能合成ATP C．同一细胞中，②③过程不能同时进行，④需要氧气参与 D．①②、①③、①④都表示细胞呼吸过程，需要的酶种类相同 15．如图表示在实验室条件下，花生和田七两种植物在不同光照强度下O2释放量的变化情况。据图分析，下列说法错误的是（　　） A．光照强度为a时，叶肉细胞产生ATP的场所是叶绿体、线粒体、细胞质基质 B．适当增大环境中CO2浓度，d会右移，a会左移 C．光照强度为c时，花生与田七的总光合速率相等 D．通过比较两条曲线可知，田七比花生更适合生长在弱光照环境中 16．光合作用的光反应中ATP的合成是由叶绿体类囊体内外H+浓度差引起的，如图甲所示。1963年，贾格道夫通过巧妙设计实验为ATP合成的这一机制提供了有力证据，如图乙所示。下列相关叙述错误的是（     ）                        甲                                                              乙 A．图甲中类囊体内侧的H+通过易化扩散方式运至类囊体外侧 B．图乙中第三步的缓冲液pH=8是为了使类囊体膜内外形成H+浓度差 C．图乙中第四步加入锥形瓶中的物质X应该是ADP和Pi D．图乙中第四步在黑暗中进行操作的目的是避免光照产生O2 17．下列表述正确的是（     ） A．光合作用释放的氧气来自水 B．自养生物是专指能够通过光合作用制造有机物的生物 C．光合作用发生的部位在叶绿体的基质中 D．光合作用中形成ATP的部位是叶绿体内膜 18．某实验小组研究温度对水绵光合作用和呼吸作用的影响，实验结果如下图所示，据图分析下列有关说法正确的是（    ） A．据图可知，水绵细胞呼吸作用的最适温度为35 ℃ B．图中水绵细胞积累有机物速率最大时的温度是25 ℃ C．每天光照10小时，最有利于水绵生长的温度是25 ℃ D．在5 ℃时，水绵细胞产生氧气的速率是消耗氧气的速率的2倍 19．若要验证植物的光合作用需要二氧化碳，则应从下列图示中选择的装置组合是（     ） （注：氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳） A．①和② B．②和③ C．①和③ D．②和④ 20．如图表示绿色植物细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化过程，甲、乙表示细胞中的结构，①、②表示不同物质。下列有关分析错误的是（     ） A．甲、乙表示的结构分别是叶绿体、线粒体 B．①和②分别表示二氧化碳和氧气 C．图示状态下，光合作用强度大于呼吸作用强度 D．两个生理过程都需要在光照下进行 21．圆柏具有刺叶和鳞叶两种叶形，幼树以刺叶为主。随着树龄增长，树木长高， 叶不易被遮挡，刺叶逐渐被鳞叶取代。两种叶形的叶绿素含量和气孔开放程度如下图所示。下列分析正确的是（     ） ①刺叶可减少叶片间相互遮挡，会降低光合作用 ②刺叶的叶绿素含量更高，有助于幼树生长发育 ③鳞叶的气孔开放程度小，具有较好的抗旱功能 ④树龄增长，鳞叶取代刺叶有利于适应弱光环境 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 二、解答题（58分） 22．研究人员通过实验探究了干旱胁迫和CO2浓度变化对植物光合作用的影响。测定其光饱和点（光合速率不再随光照强度增大而增加时的光照强度）和呼吸速率，结果如图所示。回答下列问题： (1)水作为原料参与植物有氧呼吸和光合作用的具体场所分别是____________________________。 (2)为探究“高CO2浓度是否能抵消干旱胁迫对该植物光合作用的抑制作用”，至少应选取______________（从组别①~④中选填）组进行对比分析；实验中需控制的无关变量有____________________________（答出两点）。 (3)叶绿素主要吸收______________光，随干旱程度增加，植物的叶绿素含量明显降低，科研人员推测主要减少的色素为叶绿素b。为验证上述假说，请你写出可行的实验设计思路____________________________。 (4)干旱胁迫下，植物光饱和点降低，从限制光合作用的外部环境因素分析，主要原因是____________________________；高CO2浓度下光饱和点上升，机理是____________________________。 23．下图1为西红柿叶肉细胞光合作用与呼吸作用的过程示意图（①～④表示生理过程），图2为西红柿幼苗放在密闭装置中，连接氧气检测仪，在夏季晴朗的室外培养24小时，测得装置内一昼夜氧气浓度的变化曲线。请根据所学知识回答下列问题： (1)图1中，过程①发生的场所是________；过程③代表的生理过程是________。该过程产生的ATP________（填“能”或“不能”）用于过程②中的还原。 (2)图2中，西红柿幼苗光合作用速率与呼吸作用速率相等的时刻对应曲线上的________（填字母）点。 (3)图2中，在12：00左右（对应曲线CD段），氧气浓度增加速率减缓，其主要原因是________，从而抑制了光合作用暗反应过程。西红柿幼苗一天中积累有机物最多的时刻是________。 24．刺梨是贵州特色水果，备受广大消费者喜爱，科研人员对其做了一些相关研究，回答下列问题： (1)根据色素提取液对可见光的吸收特性，为排除类胡萝卜素的干扰，可选用______光对叶绿素的含量进行测定。 (2)为研究刺梨树对弱光和强光的适应性，科研人员对叶片照光1h后，通过观察发现弱光照射的细胞中叶绿体集中分布在细胞的受光面，其生理意义是______。 (3)给刺梨树浇H218O形成（CH218O），此过程中18O的最短转移途径是______（用箭头的形式表示）。 (4)科研人员在适宜CO2浓度条件下，探究环境因素对刺梨树光合作用强度的影响，结果如图所示。该实验的自变量为______。图中C点时，刺梨树在20℃条件下产生的氧气量______（填“大于”“等于”或“小于”）30℃条件下产生的氧气量。当光照强度大于12klx时，两条曲线都不再上升，此时植物自身内部的限制因素有______（答出1点）。 25．黄河三角洲湿地是中国暖温带最完整的湿地生态系统，对该湿地植物在大气CO2浓度升高时光合作用影响的研究有助于科学预测未来气候变化对湿地生态系统结构和功能的影响。科研人员选择盐地碱蓬和互花米草为研究对象，设置2种CO2浓度（常规和升高），测定了两种植物在夏季某晴天的净光合速率日变化（如图1）和气孔导度（反映气孔开放程度）日变化（如图2）。分析并回答问题： (1)盐地碱蓬进行光合作用时，CO2会与__________结合形成三碳化合物，该反应发生在细胞的__________。研究发现，互花米草叶肉细胞中的PEPC（一种酶）能利用低浓度CO2进行初步固定形成四碳化合物（C4），再通过一系列反应将C4转运到另一种细胞中分解出CO2，后续过程同盐地碱蓬。据此推测，在低CO2环境中_____________（填“盐地碱蓬”或“互花米草”）更易获得竞争优势。 (2)由图1可知，CO2浓度升高对盐地碱蓬和互花米草的净光合速率都有________________作用，从时间长度的角度上来看对二者促进作用的区别是______________。 (3)6:00至8:00时间段内互花米草的气孔导度与CO2浓度呈_________________（填“正”或“负”）相关，推测限制其光合速率提高的主要环境因素是_________________。 26．古丈毛尖是湖南省古丈县的特产绿茶，其独特的品质特征主要取决于三个关键因素：优越的生态环境、优良的茶树品种以及精湛的加工工艺。为探究古丈毛尖的品质形成机制，研究人员对不同冠层茶树叶片的光合特性进行了系统研究，下图为在相同环境条件下测定的各冠层茶树叶片的光合速率。回答下列问题： (1)茶树叶肉细胞中，光反应的场所是叶绿体中的_____，光反应为暗反应提供_____。 (2)图中光照强度为0.50klx时，中层叶片合成的有机物量______（填“少于”“多于”或“等于”）下层叶片，原因是________。光照强度为1.00klx时，上层叶片的叶肉细胞内产生ATP的场所有___________________。 (3)茶叶细胞中的多酚氧化酶可催化茶多酚的氧化褐变反应，使茶叶变红。茶叶加工中的杀青工艺需将茶叶用铁锅在160~200℃下进行“高温快炒”，从而维持成品茶叶的翠绿色泽。请分析杀青防止茶叶变红的机制是______________________。 27．下图为光合作用的过程图，请完成下列问题。 (1)写出图中序号所代表的物质和过程：a：____________、b：____________、c：____________、d：____________、Ⅰ：____________、Ⅱ：____________。 (2)与光合作用有关的色素分布在____________。 (3)光反应是在____________上进行的，暗反应是在____________中进行的。 (4)光反应的生理意义是：光反应所产生的____________和____________是暗反应所必需的。 (5)光合作用的总反应式是_________________________________________________________。 28．棉花是重要的经济作物，其叶片光合作用过程如图所示，a～g代表物质。回答下列问题。 (1)叶绿体中的叶绿素a呈现__________色，它的功能是______________ (2)图中水在光下裂解的场所是______________，产物是______________。 (3)二氧化碳还原为糖的一系列反应称为______________，b和d可以为三碳糖的合成提供______________。 (4)若减少g的供应，短时间后e的含量将______________。研究发现，在夜间仍有部分蔗糖运往棉铃，此时合成蔗糖的三碳糖主要来自______________。 (5)据图分析，去除棉铃导致______________，从而使光合速率______________。 29．下面是某种蓝莓叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称，请回答： (1)⑤发生的场所是 ______,物质a分布在叶绿体的 ______ 上。 (2)光反应为暗反应提供的物质是[e] ______和[c] ______  ,物质h是 ______ 。 (3)科研人员用同位素标记的g参与光合作用，通过观察发现此同位素转移途径是 ______ （用图中标注填写）。 30．小球藻光合产氢是清洁能源开发的重要方向，其产氢气依赖光合系统(PSI、PSII)与氢酶的协同作用，而氢酶遇氧会发生不可逆失活。PQ、PC、Fd是光合作用电子传递的载体，具体位置和电子传递过程如下图所示。 (1)图示生物膜是指__________，膜上PSII中色素的作用是__________。 (2)图中合成ATP的能量直接来源为__________。强光胁迫下，过剩的光能会使PSII的某蛋白受损，此时电子传递过程Ⅰ会__________(填“减弱”或“增强”)，以保障PSI的正常生理功能；短时间内NADPH/ATP的值会__________(填“变大”或“变小”)。 (3)产氢气量过高会导致小球藻生长不良，请据图从光合作用物质转化的角度分析，可能原因是__________；能源开发中，提升小球藻产氢气效率的思路是__________。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《2026年9月16日高中生物作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D D B C B C D A 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C B C C D A B C D 题号 21 答案 B 22．(1)线粒体基质、叶绿体的类囊体薄膜 (2) ①③④（少写不得分） 温度、光照强度、植株初始生长状态、处理时长等 (3) 红光和蓝紫 将不同干旱条件下生长情况相同的等量植物叶片进行分组，用无水乙醇提取，纸层析法分离，观察色素带的数目和宽窄 (4) 干旱导致气孔关闭，CO2供应不足，暗反应限制了光反应 CO2浓度升高促进暗反应，消耗更多ATP和NADPH，间接增强光反应 23．(1) 类囊体薄膜 有氧呼吸第三阶段 不能 (2)B、E (3) 夏季中午气温高，植物为了减少水分散失，关闭部分气孔，使的吸收量减少 18点（或下午6点） 24．(1)红 (2)最大程度吸收光能，以适应弱光环境 (3)H218O→C18O2→(CH218O) (4) 光照强度和温度 小于 叶绿体的数量（或光合色素的含量、酶的活性、酶的含量等） 25．(1) 五碳化合物（C5） 叶绿体基质 互花米草 (2) 促进 CO2浓度升高对盐地碱蓬净光合速率的促进作用在整个白天都能观察到；而对互花米草净光合速率的促进作用仅在某些时段表现显著 (3) 负 光照强度 26．(1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP (2) 多于 合成有机物的量为总光合速率， 总光合速率等于净光合速率加上呼吸速率，该光照强度下，中层叶片和下层叶片净光合速率相同，但中层叶片呼吸速率大于下层叶片 细胞质基质、线粒体和叶绿体 (3)高温使多酚氧化酶失活，不能催化茶多酚的氧化褐变反应 27．(1) O2 C3 CO2 NADPH 光反应 暗反应 (2)类囊体薄膜 (3) 类囊体薄膜 叶绿体基质 (4) NADPH ATP (5) 28．(1) 蓝绿 吸收、传递和转化光能 (2) 类囊体膜/光合膜 H+、电子（e-)和氧气 (3) 卡尔文循环/碳反应 还原剂和能量（氢和能量） (4) 上升 淀粉的转化 (5) 蔗糖积累 下降 29．(1) 线粒体内膜 类囊体薄膜 (2) ATP NADPH C3/三碳化合物 (3)g→h→（CH2O） 30．(1) 类囊体薄膜 吸收、传递和转化光能 (2) 浓度差或的电化学势能 增强 变小 (3) 光反应产生的部分转变为，产生NADPH减少，影响暗反应 降低氧气浓度或改造氢酶，降低对氧气敏感度 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $