必刷10 细胞代谢在农业生产相关应用（共24题）-【百题大过关】2023年高考生物总复习高频考点+常考题型必刷题

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必刷10 细胞代谢在农业生产相关应用
1．(2021·湖南高三三模)我国是历史悠久的文明古国和农业大国，有关农谚的资料非常丰富，这些农谚，有的反映了我国劳动人民的农业生产经验，有的揭示了农作物生长繁殖的规律等。下列有关农谚的解释，错误的是(　　)

农谚
解释
①
“锅底无柴难烧饭，田里无粪难增产”
施用有机肥可为农作物提供CO2和无机盐，增加产量
②
“橘生淮南为橘，生于淮北则为枳”
生物的遗传和变异受环境的影响
③
“大树之下无丰草，大块之间无美苗”
生物之间的竞争和互利共生影响农作物的产量
④
“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”
适当提高昼夜温差，有利于有机物积累，增加产量
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【解析】③“大树之下无丰草，大块之间无美苗”体现了生物之间的竞争影响农作物的产量，③错误。
2．研究环境因素对植物生理活动的影响在农业生产中具有重要的应用价值。请回答：
（1）光照强度增大时，植物光合作用强度随之提高。当光照强度达到一定值时，增加光照强度，植物光合作用强度不再提高，此时，限制光合作用的环境因素主要有________等。
（2）我国北魏农学著作《齐民要术》要求栽种农作物时要“正其行，通其风”，这一做法有利于提高作物产量，其生物学原理是________。（要求答出两点）
（3）研究发现，棉花的产量在一定程度上取决于其树冠的大小。为提高产量，需要在适宜的时期对棉花植株进行________处理，以解除________。
【答案】（1）温度、二氧化碳浓度 （2）可增大田间二氧化碳浓度；使植株均匀分布，有利于充分接受光照；可降低田间温度，减少呼吸作用对有机物的消耗（3）打顶（或摘除顶芽）  顶端优势（或顶芽对侧芽的抑制）
【解析】1.光照强度对光合作用的影响：光照强度加强，光合作用逐渐加强，随光照强度不断加强，当达到一定时候光合作用强度不变，此时的光照强度称为光饱和点。2.CO2对光合作用的影响：CO2必须达到一定值，植物才能进行光合作用，随着CO2浓度的增加，光合作用不变，达到CO2饱和点。3.顶端优势：顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象，原因：顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽部位生长素浓度较高；侧芽对生长素浓度比较敏感，因而使侧芽的发育受到抑制。（1）光照强度增大时，植物光合作用强度随之提高。当光照强度达到光饱和点时，再增加光照强度，植物光合作用强度不再提高，说明光不再是限制光合作用的因素，此时的限制因素是温度、CO2浓度等。（2）“正其行，通其风”有利于提高作物产量，其生物学原理可从以下角度作答：一是增加CO2浓度，以提高光合作用强度；二是充分接受光照，提高光合作用面积；三是降低作物生存空间的温度，减少呼吸作用对有机物的消耗。（3）低浓度生长素促进生长，高浓度生长素抑制生长。作物打顶可以降低侧芽生长素浓度，解除顶端优势。
3．玉米和大豆是我国重要的粮食作物，农业中常在玉米田中同时种植大豆（即间作）以提高农业生产效益。下表为测得的大豆相关生理指标。请回答：
种植方式
叶绿素含量/（mg·g-1）
净光合速率/（μmol·m-2·s-1）
单作
1．9
14．7
间作
2．2
11．5
（1）据表可推测。大豆的株高比玉米的____________（选填“高”“矮”或“相近”），判断的依据是___________。
（2）大豆根瘤通过固氮作用能增加土壤中的N03-，玉米根细胞吸收N03-的方式是____________，氮元素在玉米细胞内可参与合成的大分子有机物有____________（写两种）。
（3）实践发现：在一定范围内，大豆的间作密度越高，玉米叶片的衰老脱落时间越迟。这可能与大豆根瘤菌能通过固氮作用为土壤增加氮肥，进而影响内源激素ABA（脱落酸）的含量有关。现提供开花期玉米植株、尿素（氮肥）及相关检测设备等材料，请设计实验验证施氮量与ABA含量的关系_____________。（简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出实验结论。说明：不考虑施氮量过量的情况）
【答案】（1）矮  间作模式下大豆净光合速率下降，但叶绿素含量上升说明间作时大豆被遮光（2）主动运输  蛋白质、DNA （3）实验设计思路：将开花期玉米植株随机分成4组；其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素；每10天测定一次玉米叶片的ABA含量，共测5次；每组重复3次，求平均值； 预测实验结果：施氮量越高，ABA含量越低，叶片衰老脱落越慢；实验结论：施氮量与ABA含量呈负相关。
【解析】1、间作是指将两种或两种以上生育季节相近的作物在同一块田地上同时或同季节成行或成带地相间种植方式。通常将高的喜阳植物与矮的喜阴植物间种。2、轮作是指同一块地上有计划地按顺序轮种不同类型的作物和不同类型的复种形式。轮作能均衡地利用土壤养分，调节土壤肥力。（1）分析图表可知，间作模式下大豆净光合速率下降，但叶绿素含量上升说明间作时大豆被遮光，故可推测，大豆的株高比玉米的矮。（2）大豆根部的根瘤菌能固定空气中的氮气，供植物利用，增加土壤中的N03-，玉米根细胞吸收N03-的方式是主动运输，氮元素在玉米细胞内可参与合成的大分子有机物有蛋白质、DNA、RNA等。（3）分析题意可知，该实验的自变量是氮肥尿素的浓度，因变量是ABA含量，依据实验设计的对照原则、单一变量原则等，设计实验思路如下：将开花期玉米植株随机分成4组；其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素；每10天测定一次玉米叶片的ABA含量，共测5次；每组重复3次，求平均值；预测实验结果：施氮量越高，ABA含量越低，叶片衰老脱落越慢；实验结论：施氮量与ABA含量呈负相关。
4．2020年，我国在联合国大会上明确提出力争二氧化碳排放于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月，全国两会上，“碳达峰”、“碳中和”被首次写入政府工作报告。意味着我国更加坚定地贯彻新发展理念构建新发展格局推进产业转型和升级走上绿 色、低碳、循环的发展路径，实现高质量发展。回答下列有关问题：
（1）绿色植物在适宜光照下，叶肉细胞中CO2 的固定和产生场所分别是 ___、___。
（2）为促进农作物产量，在农业生产上可以通过 ___（答出一点即可）等措施适当增加CO2浓度，提高农作物的光合速率。
（3）松土是我国农业生产中的一项传统的耕作措施，松土可以增加土壤的透气性，促进土壤中微生物的____，为农作物的生长提供了CO2和无机盐，但同时也会加剧温室效应。近些年，农业提倡免耕法，尽量不用或少用松土措施，免耕法有利于_____________（答出一点即可）。
【答案】（1）叶绿体（基质） 线粒体（基质） （2）通风或增施农家肥  （3）有氧呼吸  维护碳平衡、水土保持、保持土壤肥力和结构、减少沙尘暴发生等
【解析】绿色植物在适宜光照下，可同时进行光合作用和呼吸作用，较高的二氧化碳浓度有利于光合作用的进行，有利于提高农作物产量，但会引起温室效应。（1）绿色植物在适宜光照下，叶肉细胞通过暗反应固定CO2， 暗反应场所为叶绿体基质；通过有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质。（2）农家肥被分解者分解后可为农作物提供二氧化碳，在农业生产上可以通过通风或增施农家肥等措施适当增加CO2浓度，提高农作物的光合速率。（3）松土可以增加土壤的透气性，促进土壤中微生物的有氧呼吸，为农作物的生长提供CO2和无机盐。免耕法尽量不用或少用松土措施，有利于维护碳平衡（降低土壤有机物分解速率）、水土保持（避免水分过快蒸发）、保持土壤肥力和结构、减少沙尘暴发生（避免产生浮土）等。
5．为探究大气CO2浓度上升及紫外线（UV）辐射强度增加对农业生产的影响，研究人员人工模拟一定量的UV辐射和加倍的CO2 浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了番茄株高及光合作用相关生理指标，结果见下表。请分析回答：
分组及实验处理
株高（cm）
叶绿素含量（mg · g- 1）
光合速率（μmol·m- 2·s- 1）
15天
30天
45天
15天
30天
45天
A
对照（自然条件）
21．5
35．2
54．5
1．65
2．0
2．0
8．86
B
UV照射
21．1
31．6
48．3
1．5
1．8
1．8
6．52
C
CO2浓度倍增
21．9
38．3
61．2
1．75
2．4
2．45
14．28
D
UV照射和 CO2浓度倍增
21．5
35．9
55．7
1．55
1．95
2．25
9．02
(1)光合作用中，CO2在叶绿体__________中与C5结合，形成的C3，这一过程叫_____。部分C3在光反应提供的___ 的作用下最终形成葡萄糖，这样光能就转化为糖分子中的化学能。
(2)据表分析，C组光合速率明显高于对照组，其原因一方面是由于_______，加快了暗反应的速率；另一方面是由于______增加，使光反应速率也加快。D组光合速率与对照相比无显著差异，说明CO2 浓度倍增对光合作用的影响可以_______UV辐射增强对光合作用的影响。
(3)由表可知，CO2 浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中生长素的含量。若检测结果是C组生长素含量________（用“大于/小于/等于”作答）A组，则支持假设。
【答案】(1) 基质 二氧化碳的固定  ATP和[H]（NADPH）(2) 二氧化碳浓度倍增 叶绿素的含量增加  抵消 (3)大于
【解析】分析表格中数据可以看出：AB对照：自变量是是否UV照射，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合作用强度下降；AC对照：自变量是二氧化碳浓度高低，增大二氧化碳浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合作用强度增强；BD对照：自变量是二氧化碳浓度高低，在UV照射的情况下，增大二氧化碳浓度下，株高长高，叶绿素含量增加，光合作用强度增强；CD对照：自变量是是否UV照射，在二氧化碳倍增的情况下，经过UV照射后，株高变矮、叶绿素含量降低，光合作用强度下降。(1)光合作用暗反应中，CO2在叶绿体基质中与C5（RuBP）结合，这一过程叫二氧化碳的固定。形成的C3被NADPH还原成三碳糖，该过程还需光反应提供ATP，这样光能就转化为糖分子中的化学能。(2)分析表格中数据可以看出，C组光合速率较大，一方面由于二氧化碳浓度倍增，加快了暗反应速率；另一方面，叶绿素的含量增加，吸收光能增加。D组光合速率与对照组相比无明显差异，和对照组相比，增加的条件是CO2倍增和UV照射，说明二氧化碳浓度倍增可以抵消UV辐射对光合作用的影响。(3)由于假设内容为：CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长可能与CO2参与了生长素的合成的基因表达有关，因此需要测定植株中生长素的含量，如果C组的生长素含量大于A组，可以证明假设内容。
6．科研人员对“玉米一大豆间作”种植进行了研究，分别设置A（一行玉米一行大豆）和B（两行玉米两行大豆）玉米大豆行比配置，研究不同行比配置对间作玉米、大豆产量的影响，结果如下表所示。
处理
A
B
净作大豆
净作玉米
大豆产量/kg·hm-2
925
1979
2498
——
玉米产量/kg·hm-2
6289.5
5354.28
——
6407.62
(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)农业生产上许多增加农作物产量的措施是为了提高光合作用的强度。光合作用的强度是指植物__________。
(3)单种和间种都要保持合适的行间距和通风，有利于植株吸收__________，从而充分利用光反应产生的__________提高光合作用效率。从表中数据分析，__________（填字母，1分）种行比配置有利于农业生产。
(4)若给玉米提供H218O，一段时间后发现玉米的葡萄糖中也出现了18O，用箭头写出元素转移路径:__________。
(5)农业生产上，温室大棚种植的蔬菜产量一般都要比露天种植的产量高。试从影响植物光合作用环境因素的角度阐述其原因:__________（答出1点即可）。
【答案】(1)（不同层次土壤内的）水分、养分（无机盐）、光能、空间等(2)在单位时间内通过光合作用制造糖类（有机物）的数量（或固定/消耗/同化的二氧化碳的量或者产生的氧气的量）(3)CO2  [H]和ATP  B(4)H218O→C18O2→C3→C6H1218O6
(5)露天种植的情况下，二氧化碳浓度很难控制，而且温度也不易控制，但是在大棚种植的情况下，这些因素都可以根据需要来进行人工控制。
【解析】分析表格数据可知，本实验的自变量为种植方式，因变量为大豆和玉米的产量。据表可知，与净作相比，A和B模式下大豆和玉米的产量均有所降低，其中A模式下大豆产量下降更多，B模式下玉米产量下降更多。(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不同层次土壤内的水分、养分（无机盐），以及充分利用光能进行光合作用。(2)光合作用的强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类（有机物）的数量（或固定/消耗/同化的二氧化碳的量或者产生的氧气的量）。(3)暗反应的原料是CO2，单种和间种都要保持合适的行间距和通风，有利于植株吸收CO2用于暗反应，光反应产生的[H]和ATP可为暗反应C3的还原提供能量和还原剂。因此提高CO2浓度可促进暗反应，从而充分利用光反应产生的[H]和ATP，以提高光合作用效率。从表中数据可知，与净作相比，A和B模式下大豆和玉米的产量均有所降低，但综合考虑两种作物产量，可见B种行比配置两种作物的产量之和高于A种行比配置及其单独种植玉米和大豆收获的单一产量，有利于农业生产。(4)有氧呼吸第二阶段水和丙酮酸反应生成CO2，CO2参与光合作用暗反应，与C5固定形成C3，C3还原形成葡萄糖，因此若给玉米提供H218O，一段时间后发现玉米的葡萄糖中也出现了18O，其元素转移路径为H218O→C18O2→C3→C6H1218O6。(5)温度和CO2浓度均可影响光合作用强度，由于露天种植的情况下，二氧化碳浓度很难控制，而且温度也不易控制，但是在大棚种植的情况下，这些因素都可以根据需要来进行人工控制，因此温室大棚种植的蔬菜产量一般都要比露天种植的产量高。
7．习近平在党的十九届六中全会上指出，在生态文明思想指引下，保持加强生态文明建设的战略定力。中药生态农业在生产优质药材的同时注重生态系统的平衡和可持续发展，通常不用化学合成的肥料、农药及植物生长调节剂，重视农副产品的循环利用，减少废弃物输出，因而对生态环境的负面影响极小。
(1)中药生态农业生产中，通常选择秸秆还田、堆肥还田、饲料过腹还田等措施将秸秆等转化为土壤有机质，请写出两点施用有机肥的优点：_____________，_____________。
(2)中药生态农业强调间作、套作、轮作等栽培模式，比如木本植物黄柏与草本植物芍药的间套作生态种植模式，该模式也被称为立体农业，两种植物高矮搭配，充分利用了_____________；两种植物根系深浅搭配，合理利用了_____________。
(3)中药生态农业重视农业副产物的循环利用，坚持减少废弃物输出，从物质角度实现了_____________，从能量角度实现了_____________。
(4)中药生态农业对于温室效应的缓解具有一定作用，请分析其原理_____________。
【答案】(1）减少化肥的使用   减少环境污染(2）光照 （不同层次土壤内的）水和无机盐（养分）(3）物质循环利用   能量的多级利用(4)可以更多的吸收二氧化碳（减少秸秆燃烧等）

【解析】生态农业是一个农业生态经济复合系统，将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来，以取得最大的生态经济整体效益。它也是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业，又是农业生产、加工、销售综合起来，适应市场经济发展的现代农业，建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，减少环境污染。（1）中药生态农业生产中，通常选择秸秆还田、堆肥还田、饲料过腹还田等措施将秸秆等转化为土壤有机质，促进微生物的分解作用，产生植物所需的无机物，节约大量化肥的使用，同时还可以改良土壤，培肥地力，减少农药的使用，减少废物的产生，降低了环境污染。（2）中药生态农业强调间作、套作、轮作等栽培模式，比如木本植物黄柏与草本植物芍药的间套作生态种植模式，该模式也被称为立体农业，其原理是利用了群落的垂直结构，两种植物高矮搭配，充分利用了光照等资源，两种植物根系深浅搭配，合理利用了（不同层次土壤内的）水和无机盐（养分），使资源和空间的利用更充分。（3）中药生态农业重视农业副产物的循环利用，坚持减少废弃物输出，从物质角度实现了物质循环利用，减少了环境污染，从能量角度实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。（4）中药生态农业会通过秸秆还田，增加土壤有机物，减少了秸秆燃烧，降低了二氧化碳的产生，对于温室效应的缓解具有一定作用。
8．粮食安全是国家安全的一部分，中国有着上千年的农耕文明，在农业生产活动中积累了大量的实践经验和农业知识。请回答下列问题：
(1)垄作是重要耕作方式，春季易旱、夏季易涝地区采用较普遍。垄作可以提高田间透光条件，使土壤受光面积增大，白昼吸热块，夜晚散热快。垄作促进光合作用，提高产量原因有____________（写出两点）。
(2)“追肥在雨前，一夜长一拳。”农耕者一般在雨前追化肥的因为是_____________。农作物在不同生长阶段需肥不同，一般在营养发育阶段施用氮肥较多，在生殖生长期需要磷肥等较多，据此推测，磷肥可以促进植物________________________。
(3)“勤除草，谷粒饱。”农田杂草过多会与农作物竞争_________降低产量。生长素类似物2，4-D等可以作为除草剂去除单子叶作物农田中的双子叶杂草，原因是_________________________。
(4)无土栽培可以有效解决农耕土地资源不足的困境。最早的水培法是将植物根系长期直接浸入培养液中，但植物根部易腐烂死亡，原因是_____________________________________。
【答案】(1)增大了光照面积；垄台有利于作物根系生长和对土壤中矿质元素的吸收；昼夜土温温差大，有利于光合产物积累(2）肥料中的矿质元素需要溶解在水中以离子状态才能被植物的根系吸收   植物的开花率、结实率；促使植物正常生长发育，缩短果实的成熟所需时间(3）阳光、二氧化碳、土壤中的矿质元素等   生长素具有两重性，且双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感，杂草一般是双子叶植物，作物一般是单子叶植物(4)根部长期直接浸入培养液中，氧气缺乏，进行无氧呼吸产酒精，导致植物根部酒精中毒，出现腐烂死亡
【解析】1、影响光合作用的环境因素包括：光照强度、二氧化碳浓度、温度等；影响光合作用的内因包括色素的含量，酶的数量等。2、生长素及其类似物具有两重性，即低浓度促进生长，高浓度抑制生长，不同植物对生长素的敏感性不同，一般情况下，双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感。(1)根据题干“垄作可以提高田间透光条件，使土壤受光面积增大，白昼吸热快，夜晚散热快”，可知促进光合作用，提高产量原因有：增大了光照面积；垄台土层很厚，土壤之间间隙大，不容易出现土壤板结现象，有利于作物根系生长和对土壤中矿质元素的吸收；昼夜土温温差大，有利于光合产物积累。(2)因为肥料中的矿质元素需要溶解在水中以离子状态才能被植物的根系吸收，因此农耕者一般在雨前追化肥。在生殖生长期需要磷肥等较多，据此推测，磷肥可以促进植物的开花率、结实率；促使植物正常生长发育，缩短果实的成熟所需时间。(3)农田杂草和农作物都是植物，需要进行光合作用，农田杂草过多会与农作物竞争阳光和二氧化碳，以及土壤中的矿质元素等，使农作物的光合作用下降，从而降低产量。生长素的作用具有两重性，即低浓度起促进作用，高浓度起抑制作用，不同植物对生长素的敏感性不同，一般情况下，双子叶植物比单子叶植物对生长素更敏感，杂草一般是双子叶植物，作物一般是单子叶植物，因此2，4-D等可以作为除草剂去除单子叶作物农田中的双子叶杂草。(4)根部长期直接浸入培养液中，氧气缺乏，根部进行无氧呼吸产生酒精，导致植物根部酒精中毒，出现腐烂死亡。
9．CO2是重要的温室气体，大气CO2浓度升高导致气候变暖，将会使土壤水分的有效性降低，干旱胁迫成为农业生产的主要限制因素。为研究增温、增CO2对植物光合速率的影响，科研小组以玉米（生长周期为120天）为实验材料，在三组不同条件下种植，一段时间后分别测定光合速率，实验结果如下表，回答下列问题：
组别
实验条件
光合速率（umolCO2m-2．s-1）
种植34天
种植82天
A组
环境温度，大气CO2浓度
37.6
24.9
B组
环境温度+2℃，大气CO2浓度
40.0
18.7
C组
环境温度+2℃，两倍大气CO2浓度
42.6
22.9
(1)分析增温对植物光合速率的影响，应对比上表中______组的数据。
(2)表中数据表明，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是______，C组条件下对光合速率起限制作用的环境因素主要是______________________________（答出两点）。
(3)有研究表明，长期处于高浓度CO2环境下的植物，在低CO2浓度下对CO2的利用能力会下降，请利用上述材料和实验条件设计验证这一结论的方案，简要写出实验思路：______________________________。
(4)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：将长势一致的桃树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况。据图回答问题：

①在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内______（结构）受损，为暗反应提供的______减少，从而光合速率降低；另外由于______，C3的生成速率降低，从而光合速率降低。
②由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量______，判断依据是________________________。
③大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是______________________。
【答案】(1)A和B(2）CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快   光照强度、温度(3)实验思路：将种植了82天的C组玉米植株移植于B组实验条件下种植，同时将种植了82天的B组玉米植株在原条件下继续种植，种植同时间后分别测定二者的光合速率
(4）类囊体薄膜   ATP和[H]   气孔关闭，CO2吸收量减少   减少   图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加   既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行
【解析】分析表格：本实验研究增温、增CO2对植物光合速率的影响，自变量为二氧化碳、温度和种植天数，因变量为光合速率。表中数据显示：A与B相比在种植天数为34天时，增加温度光合速率会增加，种植82天时，增加温度光合速率会减少。B和C相比，种植34和82天时，增加二氧化碳浓度，光合速率都增加。
（1）分析增温对植物光合速率的影响，该实验的自变量是环境温度，CO2浓度是无关变量，A和B两组中自变量是环境温度，所以应对比上表中A和B两组。（2）CO2浓度升高导致光合速率提高的原因CO2是光合作用的原料，CO2浓度升高使暗反应速率加快。C组CO2浓度倍增，但光合速率并未倍增，此时起限制作用的环境因素是光照强度和温度。（3）本实验要验证长期处于高浓度CO2环境下的植物，在低CO2浓度下对CO2的利用能力会下降，实验材料是C组植物，然后放在低二氧化碳浓度条件下，也就是将种植了82天的C组玉米植株移植于B组实验条件下种植，同时将种植了82天的B组玉米植株在原条件下续种植，种植和同时间后分别测定二者的光合速率。实验结果：前者的光合速率低于后者。（4）①光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，具体是在光照条件下水分解为氧气和[H]，同时将光能转化为ATP中的能量。在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内类囊体薄膜受损，为暗反应提供的ATP和[H]减少，从而光合速率降低；暗反应中二氧化碳和五碳化合物合成三碳化合物，由于气孔关闭，CO2吸收量减少，C3的生成速率降低，从而光合速率降低。②由图可知，与对照组相比，干旱处理后成熟叶中14C光合产物的滞留量增加，说明干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量减少。③在干旱条件下，蒸腾作用过强会导致植物缺水萎蔫，植物气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，这样既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行，有利于植物生理活动的正常进行。
10．为探究不同施氨水平和种植密度对芝麻净光合速率及叶绿素含量的影响，在某芝麻实验田中氦素设置0kg/hm2、60kg/hm2、100kg/hm2和140kg/hm2共4个水平，依次记为N1~N4；种植密度设置11.25万株/hm2、18.75万株/hm2和26.25万株/hm2共3个水平，依次记为D1~D3．芝麻进入盛花期15d左右，测定各组中上部相同位置的完全展开叶片净光合速率和叶绿素含量，结果如下表所示。请回答下列问题：
组别
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
处理
N1D1
N1D2
N1D3
N2D1
N2D2
N2D3
N3D1
N3D2
N3D3
N4D1
N4D2
N4D3
净光合速率/（μmol·m-2·-1
25.4
24.0
20.4
25.2
24.8
21.5
26.0
25.9
22.7
26.8
25.8
21.6
叶绿素含量（相对值）
4.28
41.3
38.8
46.0
43.7
42.9
48.1
45.9
43.3
46.1
46.7
43.7
(1)氮素以尿素形式施用，施入田间的尿素主要以NH+4形式被芝麻的根系吸收，从细胞结构角度分析，这说明芝麻的根细胞膜上存在运输NH+4的___________；植物吸收的氮素可用于合成叶绿素、ATP和___________（答出2种）等光合作用必需的物质。
(2)与①组对照，能进行单一变量分析的组合有___________和___________；⑦组与⑨组比较，光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度）较高的是___________组植株叶片。
(3)根据表中数据可知，在不施氮素时，______________________；在本实验中，___________（填“种植密度”或“施氮水平”）对芝麻净光合速率影响更大。
(4)农业生产中长期过量使用氮肥会使土壤板结，土壤板结对农作物的影响主要表现在：_________________________________。
【答案】(1）载体（蛋白）   NADPH、与光合作用相关的酶(2）②③   ④⑦⑩   ⑦
(3）净光合速率和叶绿素含量均随种植密度增大而下降   种植密度(4)土壤中空气不足，会影响根系的有氧呼吸，不利于根系生长和吸收矿质营养元素
【解析】本实验是探究不同施氨水平和种植密度对芝麻净光合速率及叶绿素含量的影响，因此自变量为不同施氨水平和种植密度，因变量为净光合速率和叶绿素含量，实验中应遵循单一变量原则。(1)施入田间的尿素主要以NH4+形式被植物的根系吸收，从细胞结构角度分析，这说明根细胞膜上存在运输NH4+的载体蛋白；N可以参与合成NADPH和与光合作用有关的酶等光合作用必需的含氮物质。(2)②③组与①组只有种植密度不同，④⑦⑩组与①组只有施氮水平不同，可以与①组进行对照；⑦组与⑨组相比，⑦组种植密度低，叶绿素相对含量高，能利用的光能更多，因此光饱和点较高。(3)根据表中数据可知，在不施氮素时，净光合速率和叶绿素含量这两个因变量均随种植密度增大而下降；分析表中数据，在施氮水平相同、种植密度不同时，净光合速率最大差值分别为5.0、3.7、3.3、5.2；而种植密度相同，施氮水平不同时，净光合速率最大差值分别为1.6、1.9、2.3，比较可知，在本实验中，种植密度对净光合速率的影响更大。(4)农业生产上长期过量使用氮肥会使土壤板结，土壤板结对农作物的影响主要表现在土壤中空气不足，会影响根系的有氧呼吸，不利于根系生长和吸收矿质营养元素。
11．科学施肥和合理灌溉是农业生产中增加产量的重要措施。请回答下列问题：
(1)与施用无机肥料相比，施用有机肥的优点有__________________（至少答两点）。
(2)有些矿质元素（如N、P、Mg）进入植物体以后，形成不够稳定的化合物，这些化合物分解以后，释放出来的矿质元素可以转移到其他部位，被植物体再度利用。植物缺镁的话先表现出缺素症状而发黄的是____________（“新叶”或“老叶”）。
(3)水分和矿质元素对作物生长的影响不是孤立的，研究人员进行了水磷互作对小麦叶绿素含量影响的研究。发现干旱胁迫可导致植物叶片叶绿素含量降低，若增施低浓度磷肥则能促进叶绿素合成，而增施高浓度磷肥则会导致叶绿素含量降低。为了探究某轻度干旱地区通过增施磷肥来提高小麦产量的最佳浓度，请你写出实验的思路，并预期实验结果。
实验思路：____________________________________。
预期实验结果：________________________________。
【答案】(1)有机肥分解既产生无机盐，也可为作物提供二氧化碳；对环境的污染小；有利于长时间保持土壤肥力；改良土壤结构等(2)老叶(3）思路：将在轻度干旱环境下生长状况相同的小麦幼苗均等分为多（6）组，第1组不施加磷肥，其他（5）组施加一定浓度梯度的磷肥。其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间，取相同位置的叶片检测叶绿素含量。   随施用磷肥浓度的增加，叶绿素含量先增大再减小，叶绿素含量最多的磷肥浓度是最佳浓度。
【解析】1、水分可通过影响光合作用的光反应阶段影响光合速率。2、无机盐可通过参与构成化合物、影响光合色素等影响光合速率。(1)有机肥分解既产生无机盐，也可为作物提供二氧化碳；对环境的污染小；有利于长时间保持土壤肥力；改良土壤结构等，故施用有机肥比用无机肥更有优势。(2)分析题意可知，一些矿质元素会形成不稳定化合物，会被分解、转移，再被植物体利用，则新叶部分能重新利用该物质，故老叶会先表现缺素症状。(3)分析题意，本实验目的是探究轻度干旱地区通过增施磷肥来提高小麦产量的最佳浓度，则实验自变量是磷肥的有无及施用浓度，因变量是小麦产量，可通过叶绿素的含量进行测定，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：思路：将在轻度干旱环境下生长状况相同的小麦幼苗均等分为多（6）组，第1组不施加磷肥，其他（5）组施加一定浓度梯度的磷肥。其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间，取相同位置的叶片检测叶绿素含量。
磷肥在一定范围内可促进光合作用，但浓度过大会导致细胞失水过多而死亡，故预期实验结果：随施用磷肥浓度的增加，叶绿素含量先增大再减小，叶绿素含量最多的磷肥浓度是最佳浓度。
12．北方冬季室外温度比较低，利用温室大棚可进行蔬菜等的生产，以缓解人们对蔬菜的需求，增加农民的经济收入。回答下列问题：
(1)农民在选用薄膜时，会选用无色薄膜，不选红色或蓝紫色薄膜的原因是_____。
(2)影响冬季温室大棚中蔬菜光合速率的外界条件是温度和_____，请为温室大棚改善以上条件提供可行的措施_____。为了提高蔬菜的产量，从温度的角度分析，对夜晚温度可进行_____的调控。
(3)农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种或两种以上作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种蔬菜，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的最小光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种蔬菜是_____，选择这两种蔬菜的理由是_____。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
165
65
59
光饱和点/（μmol·m-2·s-1）
1200
623
1180
560
【答案】(1)无色薄膜可透过各种光，比只透过红光或蓝紫光的薄膜能为植物提供更多的光能，有利于光合作用的进行(2）光照强度 利用日光灯提高光照强度、生炉子提高温度   不产生冻害前提下适当降温(3）A和D 蔬菜A光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；蔬菜D光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层弱光进行光合作用
【解析】温室大棚的出现，解决了农作物的生长环境，加速了生长和缩短了生长周期。涉及到的知识点为光合作用。光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段。涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。(1)无色薄膜可透过各种光，红色薄膜和蓝紫色薄膜只允许红光或蓝紫光通过，因此无色薄膜相对于红光薄膜或蓝紫光薄膜为植物提供的光能多，利于光合作用的进行。(2)冬季气温低、光照强度弱，限制光合作用的进行，可在温室通过日光灯提高光照强度、生炉子提高温度，从而提高光合效率。为提高有机物净积累量，晚上可适当降温，但不能处于零下低温使植物出现冻害。(3)由于蔬菜A光饱和点高且长得高，可利用上层较强光照进行光合作用；蔬菜D光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层弱光进行光合作用，因此最适合进行间作的两种蔬菜是A和D。
13．农业生产中合理施肥对实现粮食稳产、高产至关重要，科研工作者以水稻为研究材料，设置4种不同的处理方式，分别为不施氮肥（CK）低氮150 kg·hm-2（LN）、 中氮240kg·hm-2（MN）、高氮330kg·hm-2（HN），研究施肥对水稻生命活动的影响，研究结果见下表，据表回答：
处理
净光合速率Pn（µmol•m-2•s-1）
气孔导度Ga（mol•m-2•s-1）
标记CO2浓度Ci（µmol•mol-1）
CK
19.8
0.36
305
LN
22.9
0.41
301
MN
24.3
0.47
312
HN
26.2
0.53
306
(1)净光合速率可以用测得的单位时间、单位叶面积的___________（写出1种即可）表示。
(2)叶肉细胞的叶绿体中，氮元素主要存在于____________等物质中（写出2种即可）。
(3)分析表格数据可知，适当增施氮肥可以___________（填“提高”或“降低”）水稻光合作用速率，原因是___________________。
(4)研究表明，大量施用化肥会导致土壤结构不良和土壤酸化；减施氮肥并用有机肥替代部分氮肥对维持土壤肥力，保障粮食生产安全具有重要意义。施用有机肥的优点有_____________________________（写出2点即可）。
【答案】(1)CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量(2)叶绿素、酶、磷脂、核酸（DNA、RNA）、NADPH、蛋白质、ATP、ADP等(3）提高   适当增施氮肥，气孔导度增加，CO2的吸收量增加，暗反应增强，光合速率提高(4)改良土壤结构、减少化肥的使用、减少环境污染、增加了植物光合作用所需的CO2量、提供更多的无机盐
【解析】影响光合作用的环境因素有光照强度、CO2的浓度、温度等。（1）净光合速率表示总光合速率和呼吸速率的差值，可以用测得的单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量表示。（2）叶绿体中的叶绿素（组成元素为C、H、O、N、Mg）、酶（组成元素中至少有C、H、O、N）、磷脂（组成元素为C、H、O、N、P）、核酸（DNA、RNA）、NADPH、蛋白质、ATP、ADP等都含有氮元素。（3）分析表格数据可知，适当增施氮肥使气孔导度增加，则CO2的吸收量增加，CO2是暗反应的原料，则暗反应增强，水稻光合速率提高。
（4）大量施用化肥会导致土壤结构不良和土壤酸化，而施用有机肥能够改良土壤结构、减少化肥的使用、减少环境污染、增加了植物光合作用所需的CO2量、提供更多的无机盐，对保障粮食生产安全具有重要意义。
14．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
(1)光照强度对玉米、甘蔗和大豆植株净光合速率的影响如下图所示，据图可知对于玉米植株来说，光照强度由A增大到B时，暗反应速率会______（填“增大”“减少”或“不变"），原因是______。
(2)间作是指在同一块田地上同时分行相间种植两种或两种以上的作物，农业生产中应将玉米植株和______（填“甘蔗”或“大豆”）植株间作，原因是______。

(3)轮作是指在同一块田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量的钙，而吸收硅的量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时，具有差异的直接原因是______。根据题意可知，将玉米和大豆轮作的好处是______（答出一点即可）。
【答案】(1）增大   光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP的含量增加，C3的还原过程增强，暗反应速率增大(2）大豆   大豆植株的光补偿点低，可以更有效地利用弱光(3）不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体的种类和数量存在差异   防止土壤养分失衡（或充分利用土壤营养）
【解析】轮作是在同一块田地上，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。合理的轮作有很高的生态效益和经济效益，有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害；能有效地改善土壤的理化性状，调节土壤肥力。（1）光照强度由A增大到B时，光照强度增强，光反应产生的[H]和ATP的含量增加，C3的还原过程增强，暗反应速率增大。（2）间作是指在同一块田地上同时分行相间种植两种或两种以上的作物，农业生产中应将喜阳和喜阴的植株间行种植，以达到增产的目的，玉米植株和甘蔗植株都是喜阳的植株，大豆的光饱和点要远低于玉米和甘蔗，因此应将玉米植株和大豆植株间作，这种高矮搭配的种植方式，可以更好地通风透光、提高光能的利用率。（3）玉米和大豆的根系吸收元素时，具有差异的直接原因是不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体的种类和数量存在差异。玉米根系细胞膜上运输氮和硅的载体蛋白较多，而运输钙的载体蛋白较少；豆科植物根系细胞膜上运输钙的载体蛋白较多，而运输硅的载体蛋白数量极少。根据题意可知，大豆和玉米吸收矿质元素的种类和数量有差别，若将玉米和大豆轮作，可以防止土壤养分失衡。
15．为研究北黄花菜在不同光照强度下的生理状况，研究人员分别对4组北黄花菜进行全光照和不同程度的遮阴处理，培养一段时间后，取4组北黄花菜进行相关指标测定，所得结果如表所示。回答下列问题：
组别
A
B
C
D
相对光照强度
100%
70%
40%
20%
叶绿素a含量/(mg∙g-1)
0.75
0.86
0.92
0.90
叶绿素b含量/(mg∙g-1)
0.62
0.66
0.78
0.88
光补偿点(μmol∙m-2∙s-1)
40.7
29.1
23.4
17.5
最大净光合速率(μmol∙m-2∙s-1)
8.1
7.4
3.7
2.5

注：光补偿点是指植物的光合速率等于呼吸速率时的光照强度。光饱和点是指达到最大光合速率所需的最小光照强度。
(1)光照强度处于B组光补偿点时，C组北黄花菜叶肉细胞叶绿体消耗的CO2的来源是_______；与B组相比，C组的光饱和点较_______(填“高”或“低”)。
(2)若CO2浓度对植物呼吸作用强度不产生影响，适当提高CO2浓度的条件下，图中b、c点移动的方向分别是_______。

(3)在光合作用的暗反应中，C3会先被还原为中间产物磷酸丙糖，进而形成蔗糖、氨基酸或淀粉等有机物，代谢途径如图所示(注：TPT是叶绿体膜上一种重要的转运蛋白，TPT将Pi运进叶绿体的同时运出磷酸丙糖)。在叶绿体中，由C3生成磷酸丙糖的场所是_______；该过程进行的速率与光照强度有关，原因是_______。研究表明，CO2充足时TPT的活性会受到抑制，在农业生产上可以通过适当升高CO2浓度来提高作物的产量，原因是_______(答出两点)。
(4)大田种植时，“正其行，通其风”的主要目的是_______。
【答案】(1）细胞呼吸(或线粒体)产生、从外界吸收   低(2)左移、右上移(3）叶绿体基质   光照强度影响光反应中ATP和NADPH的产量，进而影响到暗反应中C3还原成磷酸丙糖的过程   CO2充足时TPT的活性会受到抑制，由磷酸丙糖生成的蔗糖减少，更大的磷酸丙糖用来合成淀粉和氨基酸；CO2浓度增大可以抑制有氧呼吸，减少有机物消耗
(4)增加CO2浓度，提高光合作用强度以增加产量
【解析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。（1）C组的光补偿点为23.4，B组的光补偿点为29.1，当处于B组光补偿点时，C组净光合速率大于0，光合作用大于呼吸作用，叶肉细胞叶绿体消耗的CO2的来源是细胞呼吸(或线粒体)产生、从外界吸收；与B组相比，C组的最大净光合速率较低，能利用的最大的光照强度较低，光饱和点较低。（2）b点为光补偿点，适当提高CO2浓度的条件下，光合速率提高，呼吸速率不变，光补偿点变小，b点左移；c为最大光合速率，CO2提高，光合速率增大，利用的最大光照增大，故c点右上移。（3）
C3生成磷酸丙糖属于暗反应，发生在叶绿体基质；光照强度影响光反应中ATP和NADPH的产量，进而影响到暗反应中C3还原成磷酸丙糖的过程；CO2是光合作用的原料，CO2充足时TPT的活性会受到抑制，由磷酸丙糖生成的蔗糖减少，更大的磷酸丙糖用来合成淀粉和氨基酸；CO2浓度增大可以抑制有氧呼吸，减少有机物消耗。（4）“正其行，通其风”增加CO2浓度，提高光合作用强度以增加有机物产量。
16．蔗糖基聚合物是以蔗糖为原料制备的一种高吸收性凝胶聚合物。该物质安全无毒，可生物降解，因此可作为植物生长调节剂应用于农业生产。研究人员用2%的蔗糖基聚合物水溶液分别在苗期（5叶期）、拔节期（9叶期）、抽穗期（13叶期）和灌浆期选择天气晴朗近中午的时段，喷施玉米叶面并于24小时后检测叶片的叶绿素含量、净光合速率、呼吸速率以及蒸腾速率。实验结果如下表所示。分析表中实验数据，回答相关问题：
处理
叶绿素a（mg/g）
叶绿素b（mg/g）
净光合速率μ mol/(m2·s)
呼吸速率μ mol/(m2·s)
蒸腾速率mmol/(m2·s)
苗期
对照组
0．830
0．592
30．90
5．13
3．53
实验组
0．998
0．662
37．12
2．75
3．16
拔节期
对照组
1．656
1．061
55．60
10．28
7．20
实验组
1．893
1．395
69．22
5．78
6．46
抽穗期
对照组
0．901
0．644
14．07
5．53
0．78
实验组
1．122
0．712
19．28
3．10
0．65
灌浆期
对照组
0．960
0．653
18．91
5．67
1．27
实验组
1．172
0．746
22．73
3．24
1．14
（1）蔗糖基聚合物处理会使玉米叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量___________。植物进行光合作用时，绿叶中的光合色素可以吸收、传递、转换光能，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收__________光。
（2）用蔗糖基聚合物处理叶片后，在玉米生长的__________期有机物积累量增加最多。从叶绿素含量和呼吸速率两个角度分析，其原因是_________________________________________。
（3）由表中实验数据可知，蔗糖基聚合物可降低叶片的呼吸速率和蒸腾速率因此常用于果蔬常温保鲜。请设计实验验证蔗糖基聚合物对芒果也具有常温保鲜的效果。__________________________________。（只需写出实验思路即可，不需要预期结果和结论）
【答案】增加   红光和蓝紫   拔节   此时期用蔗糖基聚合物处理叶片，叶绿素增加量最多，从而使有机物合成量增加最多；同时呼吸速率降幅也最大，所以此时有机物积累量增加最多   取大小、成熟度一致的新鲜芒果若干，随机均分成甲、乙两组；甲组用一定浓度的蔗糖基聚合物水溶液处理，乙组用等量的清水（或蒸馏水）处理；在相同的常温条件下放置一段时间，检测两组芒果的呼吸速率和蒸腾速率
【解析】由表格可知：经过蔗糖基聚合物后，在苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期的叶绿素a、叶绿素b、净光合速率均有所提高，呼吸速率、蒸腾速率有所下降。（1）由表格可知，蔗糖基聚合物处理会使玉米叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量增加；植物进行光合作用时，绿叶中的光合色素可以吸收、传递、转换光能，其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光。
（2）净光合速率可用单位时间内、单位面积内有机物的积累量来表示，故用蔗糖基聚合物处理叶片后，在玉米生长的拔节期有机物积累量增加最多；此时期用蔗糖基聚合物处理叶片，叶绿素增加量最多，从而使有机物合成量增加最多；同时呼吸速率降幅也最大，所以此时有机物积累量增加最多。（3）蔗糖基聚合物对芒果具有常温保鲜的效果的实验思路：取大小、成熟度一致的新鲜芒果若干，随机均分成甲、乙两组；甲组用一定浓度的蔗糖基聚合物水溶液处理，乙组用等量的清水（或蒸馏水）处理；在相同的常温条件下放置一段时间，检测两组芒果的呼吸速率和蒸腾速率。
17．农作物受到干旱胁迫时其产量会减少。多效唑是一种应用广泛的植物生长调节剂，具有延缓植物生长，抑制茎秆伸长，增加植物抗旱能力，提高农作物产量等效果。某科研工作者探究不同浓度的多效唑对干旱条件下某种农作物生长的影响，实验处理方式及结果如下表。回答下列问题：
实验组别
A组
B组
C组
D组
E组
F组
不同浓度的多效唑处理 （mg· L-1）
0
50
100
150
200
250
测定指标
平均叶面积 （cm2）
1．17
0．86
0．81
0．78
0．73
0．60
叶绿素含量 （mg·g-1）
1．78
2．17
2．33
2．34
2．45
2．95
（1）该农作物受到干旱胁迫时细胞内自由水与结合水的比值会____________（填升高､不变或降低）；实验中测定其叶绿素的含量时，可采用___________试剂提取。
（2）上述实验结果___________（填能或不能）说明多效唑对干旱条件下该农作物的作用具有两重性，原因是干旱条件下，A~F组随多效唑的浓度升高该农作物______________________。
（3）多效唑作为一种植物生长调节剂，在生产应用上具有的优点是___________；根据实验结果推测，用一定浓度的多效唑处理该农作物能增加抗旱能力､提高其产量的原因是______________________。
（4）除使用多效唑等植物生长调节剂外，农业生产上还有多种多样的措施应对干旱环境提高农作物产量。请你结合农业生产实践和所学知识提出两条措施_________________________________。
【答案】降低   无水乙醇（或丙酮）   不能   平均叶面积逐渐减小､叶绿素含量逐渐增加，均不能体现多效唑作用的两重性   容易合成､原料广泛､效果稳定   使叶片面积减小，可减少蒸腾作用水分的散失；增加叶绿素含量，可提高农作物光合作用强度   覆膜栽培；人工水肥调控；培育抗旱作物新品种等
【解析】1. 分析实验结果可知，干旱条件下，A~F组随多效唑的浓度升高，该农作物平均叶面积逐渐减小､叶绿素含量逐渐增加，均不能说明多效唑对干旱条件下该农作物的作用具有两重性；由于用一定浓度的多效唑处理使该农作物的叶片面积减小，可减少蒸腾作用水分的散失；增加叶绿素含量，可提高农作物光合作用强度，提高该农作物的抗旱能力､提高其产量。2. 植物生长调节剂在生产应用上具有的优点是容易合成､原料广泛､效果稳定的优点。
（1）该农作物受到干旱胁迫时，细胞内会发生自由水向结合水的转变，细胞内自由水与结合水的比值会降低；叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，故实验中测定其叶绿素的含量时，可采用无水乙醇（或丙酮）试剂提取。（2）两重性生理作用应既有促进作用也有抑制作用，分析实验结果可知，干旱条件下，A~F组随多效唑的浓度升高，该农作物平均叶面积逐渐减小､叶绿素含量逐渐增加，故均不能说明多效唑对干旱条件下该农作物的作用具有两重性。（3）多效唑作为一种植物生长调节剂，由于植物体内无分解植物生长调节剂的酶，其在生产应用上具有的优点是容易合成､原料广泛､效果稳定；根据实验结果推测，由于用一定浓度的多效唑处理使该农作物的叶片面积减小，可减少蒸腾作用水分的散失；增加叶绿素含量，可提高农作物光合作用强度，故可使该农作物能增加抗旱能力､提高其产量。（4）除使用多效唑等植物生长调节剂外，农业生产上还可以通过覆膜栽培减少水分散失；人工水肥调控保证水分、矿质元素的供应；用新科技手段培育抗旱作物新品种等措施，应对干旱环境提高农作物产量。
18．木霉菌是一类重要的生物防治因子，还可以促进植物生长。目前，木霉菌在全世界农业生产中被广泛应用，且表现出良好的抗盐碱和促进生长的效果。回答下列问题：
不同木霉菌对盐碱土玉米幼苗叶片光合特性的影响净光合速率
处理
净光合速率/μmol·m-2·s-1
蒸腾速率/m mol·m-2·s-1
气孔导度/ mol·m-2·s-1
胞间CO2浓度/μmol·m-2·s-1
TL
9．98
0．85
0．063
198．80
TH
7．76
0．73
0．050
245．65
Con
5．73
0．64
0．044
285．65
(1)从细胞吸水和失水的角度分析，玉米在盐碱地中很难生长的原因是___________。
(2)研究人员选取玉米品种真金8号（ZJ8），人工进行种子一致性挑选，然后对挑选好的种子进行消毒处理，并放置于恒温培养箱中25℃黑暗催芽，在催芽结束后，选取长势一致的种子种植于宽和高分别为15cm和10cm的盆中。供试木霉菌分别为哈茨木霉和长枝木霉，以分别施用浓度为1×109spores·L-1哈茨木霉（TH）、长枝木霉（TL）为试验处理，以不施用木霉菌为对照处理（Con），完全随机设计，5次重复。植物在适宜培养条件下生长一段时间，检测各指标结果见下表。所选取的玉米品种真金8号是___________（填：“盐碱敏感型”或“盐碱不敏感型”）。从提高玉米抵抗盐碱环境角度考虑，最适合选用的木霉菌是___________（填：“TL”或“TH”），选择这种木霉菌的证据是___________。
【答案】(1)土壤溶液浓度大于细胞液浓度，使根细胞失水死亡，植林不能存活
(2）盐碱敏感型   TL   施用TL提高玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度的效果显著高于对照组，且高于施用TH或施用TL显著降低了胞间CO2，降低效果好于TH处理组
【解析】分析表格可知，施用TL和TH时，提高玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度的效果显著高于对照组，且施用TL效果优于施用TH；施用TL显著降低了胞间CO2，降低效果好于TH处理组。(1)玉米在盐碱地中很难生长的原因是土壤溶液浓度大于细胞液浓度，使根细胞失水死亡，植林不能存活。(2)木霉菌能使植物表现出良好的抗盐碱和促进生长效果，因此所选取的实验材料玉米真金8号是盐碱敏感型。从提高玉米抵抗盐碱环境角度考虑，最适合选用的木霉菌是TL，选择这种木霉菌的证据是施用TL提高玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度的效果显著高于对照组，且高于施用TH；施用TL显著降低了胞间CO2，降低效果好于TH处理组。
19．为研究氮素浓度对植物光合作用的影响，实验小组以水稻幼苗为材料，在完全营养液的基础上，以NH4NO3作为氮源，设置了5个氮素浓度处理组，在适宜且相同的条件下进行实验。测得的有关实验数据如下表所示。回答下列问题：
氮处理（NH4NO3）/（mmol·L-1）
0
5
10
15
20
叶绿素含量/（mg·L-1）
36．47
38．06
40．23
48．38
45．66
净光合速率/（μmol·m-2·s-1）
5．91
5．96
6．91
7．35
6．70
(1)水稻幼苗叶肉细胞吸收的氮元素可参与叶绿素和___________（答出一种）等物质的合成，进而影响光合作用过程。实验过程中，可用______来提取绿叶中的叶绿素。
(2)由实验数据可知，培养水稻幼苗时较适宜的NH4NO3浓度为_____ mmol·L-1，判断依据是__________________________。
(3)随氮素浓度升高，水稻幼苗净光合速率呈现先升高后降低的趋势，从光反应的角度分析，原因可能是____________________________________________________________。
(4)若培养液中的NH4NO3浓度过高，对水稻幼苗生长的影响是______________________________。据此，在农业生产应用上应采取的措施是_________________________。
【答案】(1）光合作用有关的酶（或ATP、NADPH等）   无水乙醇(2）15   此时水稻幼苗净光合速率最大(3)随氮素浓度升高，叶绿素含量先增多后减少，其吸收的光能变化趋势相同(4）引起水稻幼苗渗透失水、萎蔫，甚至死亡   合理施肥（或控制适宜的氮素浓度）
【解析】本实验研究的是不同浓度的氮素对水稻幼苗光合作用的影响，实验的自变量是NH4NO3的浓度，因变量是水稻幼苗的净光合速率和叶绿素的相对含量。由表格分析可知，与对照组相比，增加氮素能提高水稻幼苗的叶绿素含量和光合作用，在一定范围内，随着氮素浓度的增加，水稻幼苗的叶绿素含量和净光合速率也逐渐增加，但超过一定浓度的氮素后，水稻幼苗的叶绿素含量和净光合速率有所下降。(1)光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，需要有酶、色素等参与，参与光合作用的物质中含有氮元素的有叶绿素、ATP、与光合作用有关的酶等；叶绿素能溶解于有机溶剂中，因此可以用无水乙醇来提取绿叶中的叶绿素。
(2)由表格数据可知，氮素浓度为15mmol·L-1时，水稻幼苗的净光合速率和叶绿素的含量最大，水稻植株积累的有机物含量最多，生长速度最快，因而该浓度是培养水稻的最适氮素浓度。(3)随着氮浓度的增加，净光合速率也先升后降，从光反应的角度分析，因为影响光反应的因素包括叶绿素含量、光照强度等，在光照强度一致的情况下，随着氮浓度的增加，叶绿素含量先升后降，其吸收的光能也先升后降，产生ATP和[H]的能力也先升后降，因而净光合速率也先升后降。(4)若培养液中NH4NO3的浓度过高，形成高渗溶液，引起水稻幼苗根细胞无法吸水，甚至渗透失水，最终出现萎蔫现象，甚至死亡；为了避免农作物发生渗透失水造成萎蔫甚至死亡，在农业生产应用上应该合理施肥，使无机盐浓度处于合适范围内，保证植物根系能正常从环境中吸水无机盐和水分。
20．2021年9月24日在国际权威杂志《科学》发表了有关中国科学家人工合成淀粉的重大科技突破成果论文，引起全球关注。科研团队设计出11步反应的人工合成淀粉新途径，光合作用（A）和人工合成淀粉过程（B）的简单表述如下图。

(1)绿色植物能通过光合作用合成糖类，反应场所在________________________。上图中人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环相似，可以推测人工合成淀粉过程中应加入________________________，反应才能高效完成，加入该类物质的优化是人工合成淀粉的核心技术。
(2)植物细胞中的________________________能吸收、转化、利用太阳能，光反应阶段将太阳能转变为________________________。研究者在人工合成淀粉过程中，首先利用太阳能发电，然后利用电能制________________________，再用于合成反应。
(3)若在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉的积累量___________________（填：高于、低于或等于）植物，原因是________________________。
(4)按照目前技术参数，在能量供给充足条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按中国玉米淀粉平均亩产量计算）。人工合成途径由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。由此推测该技术对我国农业生产的重要意义：______________________（回答两点）。
【答案】(1）叶绿体   各种相应的催化酶（与暗反应有关的酶）(2）光合色素   储存在ATP中的活跃化学能   H2(3）高于   人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或：植物呼吸作用消耗糖类），因此积累量更多(4)节约耕地和淡水；避免农药、化肥等对环境的污染（解决粮食危机，提高粮食安全水平）
【解析】分析题图：模块A是光合作用的光反应、暗反应阶段，模块B是人工合成淀粉新途径。人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环反应过程相似，都利用水光解产生的氢还原二氧化碳。(1)叶绿体是绿色植物通过光合作用合成糖类的场所。光合作用的卡尔文循环需要多种酶的催化作用下才能高效完成，图中人工固定CO2合成糖类的反应过程与卡尔文循环相似，因此人工合成淀粉过程中应加入各种相应的催化酶，反应才能高效完成，加入该类物质的优化是人工合成淀粉的核心技术。(2)植物光合作用的光反应阶段利用光合色素吸收、转化、利用太阳能，将太阳能转变为储存ATP中的活跃化学能。从图中可以看出，人工合成淀粉利用了太阳能发电，然后利用电能将水分解成O2和H2，再将H2用于合成反应。
(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，光合作用、人工合成淀粉两种途径合成糖类相同，而人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类（或植物呼吸作用消耗糖类），因此人工合成淀粉的积累量高于植物。(4)在能量供给充足条件下，人工合成淀粉途径由于产量高，对环境中水的依赖程度较低，可节约耕地和淡水；有可能解决粮食危机，提高粮食安全水平；避免农药、化肥等对环境的污染等。
21．GR24是新型植物激素独脚金内酯的人工合成类似物，在农业生产上合理应用可提高农作物的抗逆性和产量。
(1)某小组研究了弱光条件下GR24对番茄幼苗生长的影响，结果（均值）见下表：

叶绿素a含量
（mg·g-1）
叶绿素b含量
（mg·g-1）
叶绿素a/b
单株干重
（g）
单株分枝数
（个）
弱光＋水
1.39
0.61
2.28
1.11
1.83
弱光＋GR24
1.98
0.98
2.02
1.30
1.54
①结果表明，GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b______（填“上升”或“下降”），净光合速率______，提高了幼苗对弱光的利用能力。GR24处理抑制了幼苗分枝，与该作用效应相似的另一类激素是______。
②若幼苗长期处于弱光下，叶绿体的发育会产生适应性变化，类囊体数目会______。若保持其他条件不变，适度增加光照强度，气孔开放程度会______（填“增大”成“减小”）。
(2)列当是根寄生性杂草。土壤中的列当种子会被番茄根部释放的独脚金内酯诱导萌发，然后寄生在番茄根部使其减产；若缺乏宿主，则很快死亡。
①应用GR24降低列当对番茄危害的措施为________________________________。
②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力______的植株。
【答案】(1）下降   增加   生长素   增多   增大(2）在种植前用 GR24 处理土壤，促进提前萌芽，待其死亡后种植番茄   弱
【解析】表格数据分析：GR24处理可以使叶绿素a、叶绿素b的含量增加，叶绿素a/b比值降低，单株干重增加，单株分枝数减少。（1）①根据表中数据分析，与弱光+水处理相比，弱光+GR24处理使幼苗叶绿素含量上升、叶绿素a/b下降，从单株干重可看出，净光合速率增加。GR24处理抑制了幼苗分枝，属于抑制侧芽生长的作用，与该作用效应相似的另一类激素是生长素，其生理作用具有两重性。②若幼苗长期处于弱光下，为适应弱光环境，植物叶绿体中类囊体数目会增多，保证光合作用的正常进行。若保持其他条件不变，适度增加光照强度，光合速率增强，植物对二氧化碳的需求增大，气孔开放程度会增大。（2）①根据题意，独脚金内酯可以诱导列当种子萌发，列当种子萌发后若缺乏宿主，会很快死亡，故可以在种植前用GR24处理土壤，促进土壤中的列当种子萌芽，待其死亡后再种植番茄。
②为获得被列当寄生可能性小的番茄品种，应筛选出释放独脚金内酯能力弱的植株，以减少列当种子萌发的概率。
22．某研究小组的实验：在某些因素的作用和影响下可以获得不同产量的春黑麦。实验结果如下图所示，请据图回答下列问题：

(1)据图可知影响春黑麦产量的因素有_________________________________________。
(2)比较图中D、E、F三点，实验自变量是____________。就图中所反映的因素来说，D点条件下限制春黑麦增产的主要因素是____________________________，C点条件下限制春黑麦增产的主要因素是______________________________。
(3)当环境条件由F点变为C点时，黑麦细胞叶绿体中C5含量会____________(填“增加”或“减少”)，原因是________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)图中的数据可以说明若想通过施肥提高产量，土壤应达到一定湿度，请分析说明原因：__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(5)除图所示的因素外，若要进一步提高春黑麦的产量，还可以采取哪些措施？(答出两点)_______________________________________________________________________。
【答案】(1)光照强度、土壤湿度和施肥情况　(2)光照强度　光照强度　土壤湿度　(3)增加　强光缺水时，气孔关闭，二氧化碳进入量减少，二氧化碳固定受阻，C3能继续还原生成C5，C5含量增加　(4)因为生物体的生命活动离不开水，故土壤应达到一定的湿度，才能保证生命活动的正常进行以及无机盐的充分溶解、吸收和利用　(5)合理密植；适当提高CO2浓度；温度要适宜等
23．为探究CO2浓度对植物光合作用速率的影响，研究人员以大豆、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度为倍增环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度，其他条件适宜。选择晴天上午测定各组的光合作用速率，结果如图所示。回答下列问题：

(1)研究结果表明，在相同CO2浓度条件下，不同作物的光合作用速率可能不同，根本原因是____________________________________________________________________________。
若水稻和棉花在CO2浓度为750 μmol·mol－1时光合作用速率相同，但它们的净光合作用速率可能不同，原因是__________________________________________________________。
(2)丙组光合作用速率比甲组低，原因可能是作物长期处于高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶(固定CO2的酶)的活性。请在研究人员的实验基础上，再设计实验加以验证。
实验材料、用具：水稻、一定浓度的C5溶液、饱和CO2溶液、试管等。
实验思路：________________________________________________________________
__________________________________________________________________________；
预测实验结果：若__________________________________________________________，
则上述原因分析正确。
【答案】(1)不同作物的遗传信息不同　在相同条件下，它们的呼吸速率可能不同
(2)提取等量的甲组和丙组水稻细胞中的RuBP羧化酶，分别加入A、B两支试管中，两试管中再分别加入等量的一定浓度的C5溶液和饱和CO2溶液，一段时间后，检测并比较A、B两组溶液中C3的含量　A溶液中C3的含量高于B溶液中
24．一般来说，植物干物质有90%~95%是来自光合作用。作为种植业基础的光合作用与农业生产有着非常密切的关系，如何充分利用照射到地球表面的太阳辐射能制造更多的光合产物，提高作物产量，一直是光合作用研究的重要课题。下图为某地水稻的光能利用率与水稻亩产量的估值，请回答∶
光能利用率与水稻亩产量的估值
项目
数据
项目
数据
1．照射到地面的太阳辐射能
8．37×1011J/亩
6．光能利用率（2×3×4×5）%
3．45
2．光合作用能够利用的光波能量占总太阳辐射能的比率%
50
7．生产日期
--
3．叶子吸收光能的比率%
50
8．每亩形成的总干重
1835kg
4．吸收光能转化为化学能的比率%
23
9．分配到经济器官的系数
0．5
5．净同化/总同化的比率%
60
10．稻谷产量
917．5kg/亩
(1)在水稻的营养生长期，随着水稻的生长，光合作用能够利用的光波能量占总太阳辐射能的比率会_______（“增大” “减小”），其原因是_______。
(2)同一稻田中不同品种的水稻，叶子吸收光能的比率不同，其原因可能是____。
(3)据表分析，若要提高水稻的光能利用率，可在哪些方面采取哪些措施?____。
【答案】(1）增大   随着水稻的营养生长，叶面积增大，漏射到田面空地的光波能减少，利用的光波能量增加(2)不同品种水稻的叶绿体中色素总量及每种色素的含量可能不同(3)通过合理密植、改善株形等提高水稻利用的光波能量占总太阳辐射能的比率;通过加强用间管理，增加水稻细胞的色素含量进而提高水稻叶片吸收光能的比率∶通过遗传育种、栽培优良品种、加强田间管理等提升光合酶活性，提高光合速率 通过育种改良水稻光合特性，减弱光呼吸，提高净同化/总同化比率
【解析】生态系统能量流动：1、起点：从开始生产者太阳能。2、总能量：生产者固定的全部太阳能。3、能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能；②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。4、能量去路：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解。5、能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(1)在水稻的营养生长期，随着水稻的营养生长，叶面积增大，漏射到田面空地的光波能减少，利用的光波能量增加。(2)同一稻田中不同品种的水稻，由于不同品种水稻的叶绿体中色素总量及每种色素的含量不同，导致不同品种的水稻叶子吸收光能的比率不同。
(3)若要提高水稻的光能利用率，可以通过合理密植、改善株形等方式减少漏射到田面空地的光波能，提高水稻利用的光波能量占总太阳辐射能的比率；也可以通过加强用间管理，增加水稻细胞的色素含量进而提高水稻叶片吸收光能的比率∶也可以通过遗传育种、栽培优良品种、加强田间管理等提升光合酶活性，提高光合速率；也可以通过育种改良水稻光合特性，减弱光呼吸，提高净同化总同化比率。