5.4.2光合作用的原理和应用同步练习（有答案） 2025—2026学年高一上学期生物人教版必修1

高中生物必修1
第5章第4节 光合作用与能量转化
课时2：光合作用的原理和应用
一、单选题
1.（教材改编题）下图为高等植物光合作用的部分过程示意图（甲、乙表示物质，①②表示反应阶段）。下列叙述正确的是（ ）
A.物质甲是O2，图中①是光合作用的暗反应阶段
B.吸收光能的色素分布在叶绿体的基质中
C.图中①为②提供的物质乙是NADH
D.图中②阶段包括的生理过程有CO2的固定和C3的还原
2.（2024·山东聊城期中）研究发现，光照条件下，当外界CO2浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现上述情况。下列说法正确的是（ ）
A.叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物
B.在五碳化合物含量上升的同时，叶肉细胞中的NADP+/NADPH的值增大
C.光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成
D.五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动
3.（2025·辽宁沈阳郊联体期末）下列关于科学家对光合作用的探索历程的叙述，错误的是（ ）
A.恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用发生在叶绿体的受光部位
B.希尔以离体叶绿体为实验材料，发现其在适当条件下可以发生水的光解并产生氧气
C.鲁宾和卡门利用放射性同位素示踪的方法，证明光合作用释放的氧气来自水
D.阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随
4.（2024·河南许昌期末）以小球藻为实验材料进行以下实验：给小球藻悬浮液通入14CO ，光照一定时间（从1秒到数分钟）后分别杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅30秒的时间，CO2已经转化为许多种化合物。下列相关叙述错误的是（ ）
A.该实验是通过改变光照时间来探究碳转移途径的
B.各种含14C物质出现的顺序可以说明暗反应产物出现的顺序
C.要确定CO2转化成的第一个产物应尽可能延长光照时间
D.该实验用了放射性同位素示踪法
5.（2024·江苏徐州期末）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列相关叙述正确的是（ ）
A.Rubisco存在于类囊体薄膜上
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化反应进行需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2结合
6.（2024·黑龙江哈尔滨期中）为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种的玉米置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。以下说法错误的是（ ）
A.与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是光照强度
B.合理施肥可以增加叶面积，加快光合作用速率
C.实验结果表明，在土壤含水量相对较高的条件下施肥，能够提高玉米光合作用强度
D.若将正常生长的玉米植株放置在一密闭小室中，在适宜条件下照光培养后会发现植株的光合速率先上升后保持不变
7.（2025·天津武清区高一上月考）在一定的CO2浓度和适宜的温度下，测得不同光照强度下的番茄叶片光合作用强度如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.A点时产生ATP的场所只有线粒体
B.B点时，番茄开始进行光合作用
C.C点时真正的光合速率约为15mg·100cm-2·h-1
D.C点后限制光合作用强度的因素可能是CO2浓度
8.（2025·广东深圳期末）新疆夏季阳光充沛，昼夜温差大，出产的葡萄含糖量较高，合成糖量高的原因是（ ）
A.白天光合作用强，晚上呼吸作用弱
B.葡萄在风干过程中减少的主要是自由水
C.储存新鲜葡萄，需要低温、低氧、一定湿度
D.白天光照充足，合成较多的NADPH用于晚上固定CO
9.（2024·山东烟台期末）1937年英国植物学家希尔发现：在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照条件下发生了水的光解、产生氧气的现象。下列说法错误的是（ ）
A.该实验说明光合作用产生的O2中的氧全部来源于H2O
B.该实验说明光合作用的过程中能产生还原剂和O
C.希尔反应说明水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应
D.希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化
10.（2024·辽宁沈阳东北育才学校联考改编）研究植物的光合作用机理及影响光合作用的因素，对提高农作物产量有重要意义。
分析下列科学实验：研究人员设置了CK（对照组，CO2浓度和温度与室外相同）、EC（CO2浓度为室外+200mol·mol-1，气温与室外相同）、ET（气温为室外+2℃，CO2浓度与室外相同）、ECT（CO2浓度为室外+200mol·mol-1，气温为室外+2℃）共4个处理，对植物净光合速率进行测定。据图分析可初步判断，该植物的净光合速率主要受的限制因素是（ ）
A.温度 B.CO2浓度 C.光照强度 D.水分
二、多选题
11.(辽宁沈阳2025高一上期末)已知图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化。下列说法错误的是（）
注：不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同
若D点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变
B. 若为吸收量，B点时，叶肉细胞既不吸收也不释放
C. A点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
D. 若为释放量，适当提高大气中的浓度，C点可能向右下移动
12.（山东临沂2025高一上联考）如图所示，死亡生物体被分解者分解后被用作制造铵离子（NH+ 4），在富含氧气的土壤中，这些离子将会被硝化细菌氧化为亚硝酸根离子（NO- 2），进而将NO- 2氧化成硝酸根离子（NO- 3），NO- 3可以被植物吸收。据此分析正确的是（ ）
A.绿色植物从土壤中吸收的硝酸盐可以用来合成叶绿素等有机物
B.硝化细菌的化能合成作用和蓝细菌光合作用合成有机物的能量来源相同
C.硝化细菌必须在含有氧气的环境中才能生长繁殖
D.硝化细菌可将NH+ 4转化为NO- 3产生的能量转化为有机物中的化学能
三、非选择题
13.（2025·广东广州期末）为研究两个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了两种幼苗叶片的净光合速率，结果如图。请回答下列问题：
（1）本实验的自变量为______，无关变量有______（至少写2项）。
（2）当光照强度为a时，P1和P2的净光合速率相等，此时二者的真正光合速率______（填“一定相等” “不一定相等”或“一定不相等”），理由是______。
（3）光照强度由b增加到c，P1的净光合速率不再增加，此时限制P1净光合速率的主要环境因素是______；与P2相比，P1更适合在______（填“强光”或“弱光”）环境中种植，依据是______。
14.（2024·辽宁沈阳测试）某实验小组将叶绿体和相关化学物质在抽去空气的溶液中进行了如下实验：
组别 叶绿体类型 加入的物质 条件 溶液中的物质及颜色
甲 完整叶绿体 NADP 溶液 适宜温度 和光照等 条件 微量O2，生成NADPH
乙 叶绿体膜破裂的匀浆 NADP 溶液 微量O2和NADPH
丙 完整叶绿体 DCPIP溶液 微量O2，溶液为蓝紫色
丁 叶绿体膜破裂的匀浆 DCPIP溶液 微量O2，溶液变为无色
（注：DCPIP是一种可以接受还原剂的化合物，氧化态为蓝紫色，被还原后为无色）
请回答下列问题：
（1）该实验说明光合作用产生的O2中的氧元素______（填“全部”或“部分”）来源于H2O，判断依据是______。
（2）向实验后的甲组通入CO2并黑暗处理， （填“可”或“不可”）证明光反应和暗反应不是同一个化学反应，理由是 。
（3）对比丙组和丁组实验，说明DCPIP______（填“能”或“不能”）穿过叶绿体的双层膜，依据是______。
（4）向实验后的乙组通入CO 并黑暗处理，检测NADPH的含量可证明其参与暗反应，原因是______。
15.（2024·河南许昌期末）为了适应高温干旱的环境，有些植物的气孔在夜间开放，白天关闭，以一种特殊的方式固定CO2，使光合作用效率最大化。如图为菠萝叶肉细胞内的部分代谢示意图。请回答下列问题：
（1）干旱条件下，菠萝叶肉细胞白天能产生CO2的具体部位是______。
（2）如图所示，PEP、OAA、RuBP、PGA、C为菠萝叶肉细胞内的部分代谢物质，能固定CO2的有______，推测图中“C物质”为______。
（3）查资料得知气孔两侧的保卫细胞具有叶绿体，光合作用合成的葡萄糖可以立即进入细胞质；保卫细胞吸水膨胀引起气孔开放，失水气孔关闭。甲同学在实验中发现，在光照充足的情况下，水分充足时气孔开放，水分不足时气孔关闭；在光照微弱时，不管水分充足与否，气孔均关闭。根据此现象，写出合理的假设进行解释：
① 光照时：______；
② 无光时：______。
一、单选题
1.D
2.C
3.C
4.C
5.D
6.D
7.D
8.A
9.A
10.B
二、多选题
11.ABC
12.AD
三、非选择题
13.（1）光照强度、幼苗品种；温度、CO2浓度、叶片生长状态（或“叶片年龄”，任写2项，合理即可）
（2）不一定相等；真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，P1和P2的呼吸速率未知，无法确定二者真正光合速率是否相等
（3）CO2浓度（或“温度”，合理即可）；强光；相同强光条件下（如光照强度大于b），P1的净光合速率高于P2，说明P1在强光下光合能力更强
14.（1）全部；实验各组均未加入CO2，但均产生了O2，说明O2的氧元素只能来源于H2O
（2）可；甲组在光照下产生了光反应产物（ATP、NADPH），黑暗条件下通入CO2，若能检测到暗反应产物（如C3、C6H12O6），可证明光反应产生的物质能支持暗反应进行，即光反应和暗反应不是同一个化学反应
（3）不能；丙组（完整叶绿体）中DCPIP仍为蓝紫色（未被还原），丁组（叶绿体膜破裂）中DCPIP变为无色（被还原），说明DCPIP无法穿过完整的叶绿体双层膜接触到还原剂
（4）黑暗条件下无ATP和NADPH的生成，通入CO2后暗反应启动，会消耗NADPH，若检测到NADPH含量下降，则可证明其参与暗反应
15.（1）线粒体基质（或“有氧呼吸第二阶段的场所”）
（2）PEP、RuBP；五碳化合物（或“C ”）
（3）①保卫细胞光合作用合成葡萄糖，使细胞液渗透压升高，吸水膨胀，气孔开放；水分不足时，保卫细胞失水，气孔关闭；②保卫细胞无法进行光合作用合成葡萄糖，细胞液渗透压较低，无论水分是否充足，均失水（或“不吸水”），气孔关闭