通用版版高考生物二轮复习专题二细胞代谢小专题2提高农作物产量的措施学案.docx
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通用版版高考生物二轮复习专题二细胞代谢小专题2提高农作物产量的措施学案
提高农作物产量的措施
例1
（2018·全国Ⅰ，30）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
（4）某植物夏日晴天中午12：
00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________（填“O2”或“CO2”）不足。
答案
（1）甲
（2）甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大（3）乙 （4）CO2
解析
（1）由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。
（2）当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。
由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。
（3）由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。
（4）夏日晴天中午12：
00时，温度较高，部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。
例2
（2013·四川，8）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示（注：
气孔导度越大，气孔开放程度越高）。
（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是________，捕获光能的色素中含量最多的是____________。
（2）CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供________________________________________________________________。
（3）光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是________________；光照强度为（10～14）×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）分析图中信息，PEPC酶所起的作用是_____________________________________
________________________________________________________________________；
转基因水稻更适宜栽种在________环境中。
答案
（1）叶绿体 叶绿素a
（2）C5 [H]和ATP（3）光照强度 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消（或CO2供应已充足且光照强度已达饱和点） （4）增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率 强光
解析
（1）植物叶肉细胞进行光合作用的场所是叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a含量最多。
（2）CO2进入叶肉细胞内首先与C5结合形成C3，此过程称为CO2的固定，C3需接受光反应为之提供的[H]和ATP后被还原。
（3）如题图所示，光照强度为8×102μmol·m－2·s－1时，光照强度尚未达到转基因水稻光饱和点，在此之前，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度；在光照强度为（10～14）×102μmol·m－2·s－1时，气孔导度虽然下降，但该气孔导度下CO2供应可能已充足，且该光照强度已经达到了原种水稻的光饱和点，故光合速率可能不受影响。
（4）两图信息显示，与原种水稻相比，转基因水稻气孔导度更大，且光饱和点明显增大，由此可推知，PEPC酶可增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率，使水稻更适宜于强光环境。
1．改善农作物的细胞代谢
（1）通过补充光照延长光照时间。
（2）通过间作、合理密植增大光合作用面积。
（3）通过控制适宜光强、提高CO2浓度（如通风）、合理施肥（供应适量必需矿质元素）提高光合效率。
（4）通过维持适当昼夜温差（白天适当升温，晚上适当降温）提高净光合速率。
2．通过激素进行调节
（1）利用顶端优势原理进行果树整形修剪、茶树摘心、棉花打顶等，以增加分枝、提高产量。
（生长素的应用）
（2）促进果实发育，防止落花落果。
植物受粉时，子房同时接受了花粉带来的生长素，这些生长素使花不至于脱落而继续发育，且刺激子房细胞分裂并长大。
（生长素、赤霉素、细胞分裂素等的应用）
3．改变农作物的遗传特性
（1）基因重组
①将不同个体的优良性状集中到新的农作物品种上。
（杂交育种）
②将目的基因导入受体农作物培育新品种。
（基因工程育种）
（2）基因突变
提高农作物基因突变率，加速育种进程，大幅度改良某些性状。
（诱变育种）
（3）染色体变异
植物茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养物质含量丰富。
（多倍体育种）
4．改良农作物的生态
建立生态农业、实现物质循环再生、提高能量多级利用。
（1）发展生态农业，实现能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
（2）调整农田生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向农作物。
1．（2017·北京，2）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。
据此，对该植物生理特性理解错误的是（ ）
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25℃
C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃
答案 D
解析 由图可知，呼吸作用的最适温度为50℃左右，光合作用的最适温度为30℃左右，A正确；由题干最上图可知，植物净光合速率最高点对应的约是25℃，此温度为净光合作用的最适温度，B正确；在0～25℃范围内，总光合曲线的上升幅度比呼吸曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，C正确；由图可以看出，当温度超过45℃时，净光合速率小于0，植物不能正常生长，D错误。
2．（2014·四川，6）将桑树和大豆分别单独种植（单作）或两种隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如下图所示（注：
光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B．与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C．间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D．大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
答案 D
解析 当光照强度为0时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小，A错误；由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小，B错误；由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱，C错误；由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的，D正确。
3．科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率（Pn）日变化情况，并将检测结果绘制成下图。
下列相关说法错误的是（ ）
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高农田作物产量的重要措施
答案 B
解析 早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B错误；15时后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，主要是光照强度逐渐减弱所致，C正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度是提高农田作物产量的重要措施，D正确。
4.（2018·江西百校联盟）某实验小组用小麦幼苗作为实验材料，探究光照强度对光合作用速率的影响，将一定数量的小麦幼苗放在装有培养液的密闭容器中，以白炽灯为光源，匀速缓慢移动光源，增大光源和容器之间的距离，测定容器中氧气浓度随时间的变化，实验结果如图甲。
请回答下列问题：
（1）小麦幼苗叶肉细胞中氧气产生和被利用的场所分别是_________________________
_______________________________________________。
（2）根据图示分析，小麦幼苗在________点时积累的有机物达到最大值。
在C点时，小麦幼苗进行细胞呼吸消耗的氧气的来源是____________________________________________。
（3）根据该实验结果可知，随着反应时间的进行，容器中氧气浓度的增加，光合作用速率逐渐减小。
同学甲由此得出了光照强度降低会使植物光合作用速率减弱的结论；同学乙认为该实验无法得出这一结论。
同学乙作出这一判断的理由是_____________________________
________________________________________________________________________。
若要使该实验能得出同学甲的结论，需要在容器内设置____________________的条件。
（4）图乙表示一个有小麦幼苗的密闭容器内测得的O2含量的变化，据图分析：
①小麦幼苗光合作用释放的O2量和细胞呼吸消耗的O2量相等的点是____________。
②该小麦幼苗经过一昼夜后，是否积累了有机物？
______。
理由是___________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）叶绿体类囊体薄膜和线粒体内膜
（2）B 叶绿体制造和从容器中吸收 （3）随着距离的增大，光照减弱的同时，容器中二氧化碳浓度的降低也限制了光合作用速率 一定浓度的CO2缓冲液 （4）①B点和C点 ②否 D点O2的相对含量比A点的低，说明呼吸消耗的有机物总量大于光合作用制造的有机物总量，故有机物无积累（答案合理即可）
5．（2018·焦作二模）光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。
光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。
下图为光呼吸和光合作用的关系图，请回答下列问题：
（1）光合作用过程中，羧化反应发生的场所是________________（填具体部位）。
分析图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为____________________。
光呼吸发生的条件是________________和低CO2含量等。
（2）结合光合作用过程分析，图中五碳化合物主要来自________（填过程）。
研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自__________________（填具体部位）。
（3）科研人员利用玉米和大豆探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠对两者的增产效果。
①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的________结构，有利于提高____________。
②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的________来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。
已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠进入叶肉细胞________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1mmol/L的亚硫酸氢钠溶液后，大豆释放氧气的量________（填“增多”“减少”或“不变”），原因是__________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）叶绿体基质 叶绿体、线粒体 光照、高O2含量
（2）三碳化合物的还原 叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜
（3）①垂直 光能的利用率 ②空间结构 不需要
③增多 光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多
解析
（1）光合作用过程中，羧化反应是暗反应阶段，发生的场所是叶绿体基质。
分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为线粒体和叶绿体，而光呼吸发生的条件是光照、高O2含量和低CO2含量等。
（2）在光合作用中，五碳化合物通过三碳化合物的还原产生。
研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自光合作用的光反应阶段，场所在叶绿体的类囊体薄膜。
（3）①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的垂直结构，有利于提高光能利用率。
②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。
已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠顺浓度梯度进入叶肉细胞属于被动运输，不需要消耗ATP。
③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1mmol/L的亚硫酸氢钠溶液后，光反应增强，水的光解速率加快，大豆释放氧气的量增多。
真题1
（2014·新课标Ⅱ，29）某植物①净光合速率的变化趋势如下图所示。
据图回答下列问题：
（1）当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为________。
CO2浓度在a～b之间时，曲线________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
（2）CO2浓度大于c时，②曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是________。
（3）当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物呼吸作用产生的CO2量________（③填“大于”“等于”或“小于”）光合作用吸收的CO2量。
（4）据图可推测，④在温室中，若要采取⑤提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，⑥还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。
[题干信息]
信息
推断或结论
①
净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率
②
限制因素已不是横坐标表示的变量（CO2浓度）
③
只能在这3个选项中选，不能填写其他答案
④
提示排除“温度”因素的影响
⑤
排除“CO2浓度”的影响
⑥
结合④⑤，锁定影响光合作用三大主要因素中的光强
解析 依据横、纵坐标和不同曲线上的文字，得出自变量为CO2浓度和光强，因变量为净光合速率。
曲线先升后稳，3条曲线依次升高：
说明一定范围内，净光合速率随CO2浓度和光强的增高而增高。
分析横轴上不同字母与曲线对应关系的含义。
（1）a点前，3条曲线都在0点以下：
说明3种光强下净光合速率均小于0。
（2）a点时，A曲线与0线相交：
说明高光强下净光合速率为0。
（3）a～b时，3条曲线都上升：
说明3种光强下净光合速率均增加。
（4）c点后，A曲线上升，B、C曲线稳定：
说明高光强下净光合速率增加，中光强、低光强下净光合速率不再增加。
答案
（1）0 A、B、C
（2）光强 （3）大于 （4）光强
[学科素养解读] 该题考查考生从相应曲线图中获取信息，并运用信息结合所学知识，解决影响光合作用的生物学问题。
思维模型是：
第一：
明变量。
依据横、纵坐标和相关标注，明确自变量和因变量。
第二：
看走势。
依据曲线走势，得出自变量对因变量的影响。
第三：
抓特殊点。
起点、交点、转折点、最高点、最低点、终点、对应点。
第四：
联设问。
联系设问信息正确答题。
[经典再现]
1．（2017·全国Ⅰ，30）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。
已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是______________________________________
________________________________________________________________________
______________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。
（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低 大于0
（2）甲种植物在光下进行光合作用释放的O2，使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加
解析
（1）在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内CO2浓度下降，进而导致光合作用速率降低。
题干信息表明甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时（即CO2补偿点时）的CO2浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此乙种植物的净光合速率大于0。
（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放O2，因此植物的有氧呼吸增加。
真题2
（2016·全国Ⅲ，29）①为了探究某地②夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将③生长状态一致的A品种小麦植株分为④5组，1组在田间生长作为对照组，⑤另4组在人工气候室中生长作为实验组，并⑥保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。
于中午12：
30⑦测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
比较项目
对照组
实验组一
实验组二
实验组三
实验组四
实验处理
⑧温度/°C
36
36
36
31
25
⑨相对湿度/%
17
27
52
52
52
实验结果
⑩光合速率/
mgCO2·dm－2·h－1
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题：
（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是____________，其依据是______________________________________________________________________
____________________________________________；并可推测，________（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程________（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，__________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
[题干信息]
信息
推断或结论
①
实验目的告知自变量有2个，分别为气温和相对湿度；因变量为光合作用
②
对植物而言，此条件下考虑光合“午休”现象，若改为春季不需要考虑
③⑥
提醒本实验的无关变量：
生长状态一致、光照CO2浓度相同且最适
④
牢记分组若为n，则一般实验组数＝n－1（对照组）
⑤
人工气候室条件即温度和湿度两个自变量可控
⑦
“测定”得到的数值为实际光合速率－呼吸速率＝净光合速率，此题不涉及净量和呼吸，只考虑实际光合速率
⑧
实验组一、二与对照组温度相同，实验组四的温度＜实验组三的温度且不同于对照组温度
⑨
相对湿度：
实验组都不同于对照组，实验组二、三、四的相对湿度相同且都大于实验组一和对照组的
⑩
光合速率：
实验组三＞二＞四＞一＞对照组
解析
（1）分析对照组、实验组一和实验组二可知，高温条件下（温度均为36℃），适当增加相对湿度时，叶片光合速率的增加量相对较大，而分析实验组二、三、四可知，在相对湿度较高的条件下（相对湿度均为52%），适当降低温度时，叶片光合速率的增加量较小，甚至降低。
所以，中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度，并由增加相对湿度，叶片的光合速率增大可推知，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
（2）对比实验组三和实验组四可知，因温度降低，叶片的光合速率下降，所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
（3）CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散，既不需要载体蛋白，也不需要消耗ATP。
答案
（1）湿度（或相对湿度） 在相同温度条件下，相对湿度改变时，光合速率变化大 增加
（2）四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 （3）不需要 不需要
[学科素养解读]
（1）考查实验与探究能力，要求考生具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和实验结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。
（2）考查生物学科核心素养中“重视科学探究”——能够针对特定的生物学现象——如光合作用、细胞呼吸酶的催化等，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。
思维模型是：
[经典再现]
2．（2015·全国Ⅰ，29）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。
各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的
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