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主题一 细胞生物学 高考热点(一) 提高农作物产量 学案 （含答案）2024年高考生物二轮复习
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这是一份主题一 细胞生物学 高考热点(一) 提高农作物产量 学案 （含答案）2024年高考生物二轮复习，共6页。试卷主要包含了先进的育种技术等内容，欢迎下载使用。
中国这样一个拥有十几亿人口的发展中大国粮食一直是一个大问题。中国科学院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平是杂交水稻育种的开拓者，在为我国和世界解决粮食安全问题上做出了卓越的贡献。
命题点有：控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫提高作物产量。
1．连作：是指一年内或连年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式。连作的缺点是会使土壤养分不能满足同种作物的需要，易受病虫害；同时同一作物分泌物累积过多，会影响同种作物根系的发展，植株不能正常生长，使产量降低。只有同一种或同一类作物相隔2～3年或更长一些时间以后再种在同一块田地上才能避免这种情况的发生。
2．轮作：在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。轮作可避免连作的缺点，使作物根系发达，生长健壮，病害较少。
3．间作：指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。采用间作要考虑浅根作物和深根作物、早熟品种和晚熟品种以及不同作物种类对土壤养分的需求不同等因素。
4．套作：又称套种，是指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式。
5．混种：指在同一块地同时混播几种作物，如胡萝卜与小白菜混播，小白菜出土快而胡萝卜出土较慢，小白菜可起遮阴作用，使胡萝卜苗生长良好。
6．补光增温，是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供给温室植物生长发育所需光源，并通过一定的技术手段来适当增加温室内的温度，来提高作物的产量。
7．农业病虫害可以使用农业防治的方法，种植作物时轮作，提前对土壤消毒杀菌，使用腐熟有机肥，栽培时科学管理。也可以使用物理防治，比如日光曝晒、黑光灯诱杀、建造障壁、高压等。还可以使用生物防治，主要有捕食性生物、寄生性生物、病原微生物。或可以使用化学防治，选择农药来喷雾或浇灌，效果较好。
1．蓝细菌色素C6能提高光反应电子传递效率，SBP酶可促进暗反应C5的再生。研究人员尝试将C6和SBP两个基因导入烟草，获得了C6株系、SB株系和C6SB株系(纯合双转基因株)。在一定浓度CO2的温室条件下，检测相关指标，结果如表。下列有关说法正确的是( )
A.蓝细菌及转基因烟草SB、C6SB株系细胞中SBP酶发挥作用的场所均为叶绿体基质
B．C6株系的电子传递效率并未高于SB株系，是因为相关基因在受体细胞中未正常表达
C．C6SB株系可通过C6和SB株系杂交后筛选子代中双杂合子进行单倍体育种获得
D．提高温室中的CO2浓度，4种株系的电子传递效率会降低，光合速率一定都能提高
2．(2023·常州高三模拟)植物的光合作用细胞依赖光照，但光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。光呼吸能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余能量，对光合器官起保护作用。如图为某植物叶片在白天和夜晚的气体交换过程，其中PR、R、GP代表不同的生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A．图中的PR、R过程分别代表细胞呼吸、光呼吸，叶片中有机物的积累量取决于GP(真正光合作用)、R、PR的差值
B．光呼吸虽然消耗部分有机物，但是从一定程度上能避免光抑制的发生，具有一定的意义
C．植物通过调节叶片角度回避强光或进行细胞内叶绿体的避光运动均可减弱光抑制现象
D．在农业生产中，适当抑制白天光呼吸和夜间细胞呼吸的进行，有利于提高农作物产量
3．恰当使用植物激素或植物生长调节剂可以提高农作物的产量。下列有关叙述正确的是( )
A．细胞分裂素和油菜素内酯可分别用于叶菜类蔬菜的保鲜和提高产量
B．草莓、番茄、油菜等作物开花期若遇阴雨天气，可通过喷洒适宜浓度的生长素来提高产量
C．施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质
D．给水稻幼苗喷洒大量赤霉素溶液，可导致茎秆快速增长，结实率大大提高
4．(2022·无锡高三期中)下列有关农作物增产措施的叙述，错误的是( )
A．中耕松土有利于根系生长，但可能成为水土流失的一种诱发因素
B．利用信息素诱捕害虫进行化学防治，可有效降低害虫的种群密度
C．运用群落的空间结构原理，发展立体农业可充分利用空间和资源
D．用赤眼蜂防治棉铃虫，比喷洒农药更有利于提高农田生态系统的稳定性
5．为提高粮食产量，加大对大豆高产品种和玉米、大豆间作(间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物)新农艺推广的支持度。根据所学知识，思考回答下列问题：
(1)玉米和大豆的根系深浅不同，植株高矮不同，玉米间作套种大豆可充分利用_____________
________________________________________________________________________________
(至少答出 2 点)等资源提高农作物产量。
(2)与大豆共生的根瘤菌可以固氮，供作物利用。作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物有________________________________________________________________________
(写出两个即可)，提高光合速率，增加产量。
(3)如图是玉米与某豆科作物间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株玉米吸收 CO2速率(假设间作与单作时各农作物间的株距相同)。据图判断，间作玉米对CO2和光能的利用率较高，作出此判断的依据是_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)不同的玉米品种会为大豆带来不同的遮光效果，为研究最佳的相间种植组合，用黑色遮阳网模拟不同玉米的遮光效果，设CK(正常光照)、A1(一层黑色遮阳网遮阴，模拟C品种玉米)、A2(两层黑色遮阳网遮阴，模拟 D 品种玉米)3 个处理组，每组中均种植南豆12和桂豆3号两种大豆若干株，部分实验结果如表所示。
①根据上表，为尽可能提高相间种植时大豆的产量，应选择的种植组合是______________。
②根据上表，请判断以下哪些结论成立____________________________________________。
a．弱光环境下，大豆植株气孔开放程度下降致蒸腾速率降低，引起光合作用减弱
b．弱光环境下，光照强度不足，限制了光反应，导致净光合速率降低
c．随着遮光程度的增加，胞间 CO2浓度不断增加，促进净光合速率
d．随着遮光程度的增加，净光合速率下降，导致胞间 CO2浓度增加
高考热点(一) 提高农作物产量
对位训练
1．C [蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；光反应和暗反应相互制约，由于C6株系的C5再生效率低于SB株系，暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋低于SB株系，限制了光反应ATP和NADPH的合成，因此C6株系的电子传递效率并未高于SB株系，B错误；C6SB株系可通过C6和SB株系杂交后筛选子代中双杂合子进行单倍体育种获得，具体过程为：C6和SB株系杂交→获得双杂合子→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选出C6SB株系(纯合双转基因株)，C正确；提高温室中的CO2浓度，4种株系的电子传递效率和光合速率的改变无法确定，D错误。]
2．A [分析题图可知，R是叶片吸收O2和放出CO2的过程，在夜晚和白天都进行，因此R代表细胞呼吸；PR是叶片吸收O2和放出CO2的过程，只在白天进行，因此是光呼吸过程，A错误。]
3．A [细胞分裂素可用于叶菜类蔬菜的保鲜，油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂，可用于提高叶菜类蔬菜的产量，A正确；油菜收获的是种子，若油菜开花期遇阴雨天，错过了传粉期，便无法受精形成种子，故不能通过喷洒适宜浓度的生长素提高产量，B错误；施用某种植物生长调节剂后由于受多种因素的影响，不一定能提高相应农作物的品质和产量，C错误；给水稻幼苗喷施大量赤霉素溶液，可使其患恶苗病，结实率降低，D错误。]
4．B [利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治，B错误。]
5．(1)不同层次土壤内的水分、养分(无机盐)、光能、空间 (2)ATP、光合色素、酶、NADPH 等 (3)间作时玉米的光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时 (4)①南豆12与C品种玉米 ②bd
解析 (1)玉米和大豆的根系深浅不一，深根系作物与浅根系喜光作物搭配，在土壤中各取所需，可以充分利用土壤中的养分和水分，促进作物生长发育，达到降耗增产的目的；植株应高矮搭配，这样才有利于通风透光，使太阳光能得以充分利用。(2)氮是构成蛋白质、ATP、光合色素等的元素，作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物有ATP、光合色素、酶、NADPH 等，提高光合速率，增加产量。(3)据题图可知，间作时玉米的光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时，因此推测间作玉米对CO2和光能的利用率较高。(4)①要选择大豆产量最高的组，应比较各组之间的净光合速率，由表可得，南豆12与C品种玉米相间种植时，大豆的净光合速率较高。②弱光环境下，光合作用减弱最主要的原因是光反应减弱，导致水的光解反应减弱，ATP的生成减少，并不是由蒸腾速率降低所致；随着遮光程度的增加，光反应越来越弱，净光合速率下降，细胞呼吸增强，胞间CO2浓度增加，a、c不符合题意，b、d符合题意。
组别
电子传递效率(相对值)
C5再生效率/(μml·m－2·s－1)
光合速率/(μml·m－2·s－1)
野生型
0.118
121.5
24.6
C6株系
0.123
124.8
25.6
SB株系
0.130
128.7
27.0
C6SB株系
0.140
132.0
27.4
品种
处理
净光合速率
Pn/( μml·
m－2·s－1)
气孔导度
Gs/( μml·
m－2·s－1)
胞间CO2浓
度Ci/(μml·
m－2·s －1)
蒸腾速率T/
(μml·m－2·s－1)
南豆12
CK
18.074
0.438
260.999
5.006
A1
17.505
0.336
274.026
4.679
A2
12.503
0.304
327.818
4.561
桂豆3号
CK
20.102
0.430
275.182
5.682
A1
17.503
0.348
286.178
5.040
A2
11.052
0.231
308.160
3.204
中国这样一个拥有十几亿人口的发展中大国粮食一直是一个大问题。中国科学院院士、“共和国勋章”获得者袁隆平是杂交水稻育种的开拓者，在为我国和世界解决粮食安全问题上做出了卓越的贡献。
命题点有：控制影响作物光合作用和细胞呼吸的环境因素(光照、二氧化碳、水、肥、矿质元素、轮作、间作、补光调温)、先进的育种技术、植物生长调节剂、科学防治害虫提高作物产量。
1．连作：是指一年内或连年在同一块田地上连续种植同一种作物的种植方式。连作的缺点是会使土壤养分不能满足同种作物的需要，易受病虫害；同时同一作物分泌物累积过多，会影响同种作物根系的发展，植株不能正常生长，使产量降低。只有同一种或同一类作物相隔2～3年或更长一些时间以后再种在同一块田地上才能避免这种情况的发生。
2．轮作：在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。轮作可避免连作的缺点，使作物根系发达，生长健壮，病害较少。
3．间作：指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。采用间作要考虑浅根作物和深根作物、早熟品种和晚熟品种以及不同作物种类对土壤养分的需求不同等因素。
4．套作：又称套种，是指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式。
5．混种：指在同一块地同时混播几种作物，如胡萝卜与小白菜混播，小白菜出土快而胡萝卜出土较慢，小白菜可起遮阴作用，使胡萝卜苗生长良好。
6．补光增温，是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供给温室植物生长发育所需光源，并通过一定的技术手段来适当增加温室内的温度，来提高作物的产量。
7．农业病虫害可以使用农业防治的方法，种植作物时轮作，提前对土壤消毒杀菌，使用腐熟有机肥，栽培时科学管理。也可以使用物理防治，比如日光曝晒、黑光灯诱杀、建造障壁、高压等。还可以使用生物防治，主要有捕食性生物、寄生性生物、病原微生物。或可以使用化学防治，选择农药来喷雾或浇灌，效果较好。
1．蓝细菌色素C6能提高光反应电子传递效率，SBP酶可促进暗反应C5的再生。研究人员尝试将C6和SBP两个基因导入烟草，获得了C6株系、SB株系和C6SB株系(纯合双转基因株)。在一定浓度CO2的温室条件下，检测相关指标，结果如表。下列有关说法正确的是( )
A.蓝细菌及转基因烟草SB、C6SB株系细胞中SBP酶发挥作用的场所均为叶绿体基质
B．C6株系的电子传递效率并未高于SB株系，是因为相关基因在受体细胞中未正常表达
C．C6SB株系可通过C6和SB株系杂交后筛选子代中双杂合子进行单倍体育种获得
D．提高温室中的CO2浓度，4种株系的电子传递效率会降低，光合速率一定都能提高
2．(2023·常州高三模拟)植物的光合作用细胞依赖光照，但光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。光呼吸能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余能量，对光合器官起保护作用。如图为某植物叶片在白天和夜晚的气体交换过程，其中PR、R、GP代表不同的生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A．图中的PR、R过程分别代表细胞呼吸、光呼吸，叶片中有机物的积累量取决于GP(真正光合作用)、R、PR的差值
B．光呼吸虽然消耗部分有机物，但是从一定程度上能避免光抑制的发生，具有一定的意义
C．植物通过调节叶片角度回避强光或进行细胞内叶绿体的避光运动均可减弱光抑制现象
D．在农业生产中，适当抑制白天光呼吸和夜间细胞呼吸的进行，有利于提高农作物产量
3．恰当使用植物激素或植物生长调节剂可以提高农作物的产量。下列有关叙述正确的是( )
A．细胞分裂素和油菜素内酯可分别用于叶菜类蔬菜的保鲜和提高产量
B．草莓、番茄、油菜等作物开花期若遇阴雨天气，可通过喷洒适宜浓度的生长素来提高产量
C．施用植物生长调节剂就一定能提高葡萄的产量和品质
D．给水稻幼苗喷洒大量赤霉素溶液，可导致茎秆快速增长，结实率大大提高
4．(2022·无锡高三期中)下列有关农作物增产措施的叙述，错误的是( )
A．中耕松土有利于根系生长，但可能成为水土流失的一种诱发因素
B．利用信息素诱捕害虫进行化学防治，可有效降低害虫的种群密度
C．运用群落的空间结构原理，发展立体农业可充分利用空间和资源
D．用赤眼蜂防治棉铃虫，比喷洒农药更有利于提高农田生态系统的稳定性
5．为提高粮食产量，加大对大豆高产品种和玉米、大豆间作(间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物)新农艺推广的支持度。根据所学知识，思考回答下列问题：
(1)玉米和大豆的根系深浅不同，植株高矮不同，玉米间作套种大豆可充分利用_____________
________________________________________________________________________________
(至少答出 2 点)等资源提高农作物产量。
(2)与大豆共生的根瘤菌可以固氮，供作物利用。作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物有________________________________________________________________________
(写出两个即可)，提高光合速率，增加产量。
(3)如图是玉米与某豆科作物间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株玉米吸收 CO2速率(假设间作与单作时各农作物间的株距相同)。据图判断，间作玉米对CO2和光能的利用率较高，作出此判断的依据是_________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)不同的玉米品种会为大豆带来不同的遮光效果，为研究最佳的相间种植组合，用黑色遮阳网模拟不同玉米的遮光效果，设CK(正常光照)、A1(一层黑色遮阳网遮阴，模拟C品种玉米)、A2(两层黑色遮阳网遮阴，模拟 D 品种玉米)3 个处理组，每组中均种植南豆12和桂豆3号两种大豆若干株，部分实验结果如表所示。
①根据上表，为尽可能提高相间种植时大豆的产量，应选择的种植组合是______________。
②根据上表，请判断以下哪些结论成立____________________________________________。
a．弱光环境下，大豆植株气孔开放程度下降致蒸腾速率降低，引起光合作用减弱
b．弱光环境下，光照强度不足，限制了光反应，导致净光合速率降低
c．随着遮光程度的增加，胞间 CO2浓度不断增加，促进净光合速率
d．随着遮光程度的增加，净光合速率下降，导致胞间 CO2浓度增加
高考热点(一) 提高农作物产量
对位训练
1．C [蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，A错误；光反应和暗反应相互制约，由于C6株系的C5再生效率低于SB株系，暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋低于SB株系，限制了光反应ATP和NADPH的合成，因此C6株系的电子传递效率并未高于SB株系，B错误；C6SB株系可通过C6和SB株系杂交后筛选子代中双杂合子进行单倍体育种获得，具体过程为：C6和SB株系杂交→获得双杂合子→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选出C6SB株系(纯合双转基因株)，C正确；提高温室中的CO2浓度，4种株系的电子传递效率和光合速率的改变无法确定，D错误。]
2．A [分析题图可知，R是叶片吸收O2和放出CO2的过程，在夜晚和白天都进行，因此R代表细胞呼吸；PR是叶片吸收O2和放出CO2的过程，只在白天进行，因此是光呼吸过程，A错误。]
3．A [细胞分裂素可用于叶菜类蔬菜的保鲜，油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂，可用于提高叶菜类蔬菜的产量，A正确；油菜收获的是种子，若油菜开花期遇阴雨天，错过了传粉期，便无法受精形成种子，故不能通过喷洒适宜浓度的生长素提高产量，B错误；施用某种植物生长调节剂后由于受多种因素的影响，不一定能提高相应农作物的品质和产量，C错误；给水稻幼苗喷施大量赤霉素溶液，可使其患恶苗病，结实率降低，D错误。]
4．B [利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治，B错误。]
5．(1)不同层次土壤内的水分、养分(无机盐)、光能、空间 (2)ATP、光合色素、酶、NADPH 等 (3)间作时玉米的光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时 (4)①南豆12与C品种玉米 ②bd
解析 (1)玉米和大豆的根系深浅不一，深根系作物与浅根系喜光作物搭配，在土壤中各取所需，可以充分利用土壤中的养分和水分，促进作物生长发育，达到降耗增产的目的；植株应高矮搭配，这样才有利于通风透光，使太阳光能得以充分利用。(2)氮是构成蛋白质、ATP、光合色素等的元素，作物可利用氮元素合成与光合作用有关的化合物有ATP、光合色素、酶、NADPH 等，提高光合速率，增加产量。(3)据题图可知，间作时玉米的光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时，因此推测间作玉米对CO2和光能的利用率较高。(4)①要选择大豆产量最高的组，应比较各组之间的净光合速率，由表可得，南豆12与C品种玉米相间种植时，大豆的净光合速率较高。②弱光环境下，光合作用减弱最主要的原因是光反应减弱，导致水的光解反应减弱，ATP的生成减少，并不是由蒸腾速率降低所致；随着遮光程度的增加，光反应越来越弱，净光合速率下降，细胞呼吸增强，胞间CO2浓度增加，a、c不符合题意，b、d符合题意。
组别
电子传递效率(相对值)
C5再生效率/(μml·m－2·s－1)
光合速率/(μml·m－2·s－1)
野生型
0.118
121.5
24.6
C6株系
0.123
124.8
25.6
SB株系
0.130
128.7
27.0
C6SB株系
0.140
132.0
27.4
品种
处理
净光合速率
Pn/( μml·
m－2·s－1)
气孔导度
Gs/( μml·
m－2·s－1)
胞间CO2浓
度Ci/(μml·
m－2·s －1)
蒸腾速率T/
(μml·m－2·s－1)
南豆12
CK
18.074
0.438
260.999
5.006
A1
17.505
0.336
274.026
4.679
A2
12.503
0.304
327.818
4.561
桂豆3号
CK
20.102
0.430
275.182
5.682
A1
17.503
0.348
286.178
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