新人教生物微专题突破(2)　提高农作物产量(含解析）

新人教生物微专题突破
(二)　提高农作物产量
【情景预测】
中国这样一个接近15亿人的发展中大国，粮食一直是“天字第一号”的大问题。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。近两年国际粮价大涨，世界粮食储备降到了30年来的最低点，特别是由于战争，进一步诱发多个国家的粮食危机，甚至损害了经济增长并危及政治安全，在这种背景下，中国对粮食安全的担忧大为增加。
命题点有：控制影响作物光合作用和呼吸作用的环境因素(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。
【知识链接】
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蔬菜的需要，易受病虫害；同时同一蔬菜作物分泌物累积过多，会影响同种蔬菜根系的发展，植株不能正常生长，使产量降低。只有同一种或同一类蔬菜相隔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。
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。
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。
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。
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，小白菜可起遮荫作用，使胡萝卜苗生长良好。
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。
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。
【对位训练】
1．(2022·江苏泰州高三模拟预测)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，结果如下表。下列有关说法正确的是(　　)
组别 电子传递效率(相对值) C5再生效率/(μmol·m－2·s－1) 光合速率/(μmol·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
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体进行单倍体育种获得
D．提高温室中的CO2浓度，四种株系的电子传递效率会降低，光合速率一定都能提高
2．下列有关育种的叙述正确的是(　　)
A．杂交育种和基因工程育种的原理不同
B．诱变育种可以定向改变生物的性状，加速育种进程
C．多倍体育种和单倍体育种均需要进行花药离体培养的操作
D．植物体细胞杂交育种的原理是细胞膜的流动性和植物细胞全能性
3．(2022·广东广州高三专题练习)下列有关植物激素应用的叙述，正确的是(　　)
A．“瓜熟蒂落”的过程只有乙烯的调节
B．高浓度萘乙酸除去麦田中杂草的机理是杂草对其敏感度高
C．用生长素类调节剂处理二倍体番茄幼苗，可得到多倍体番茄
D．葵花开花期遇上长期阴雨天气，常采用喷施适宜浓度的生长素类调节剂来减少损失
4．(2022·广东广州高三模拟预测)蝗虫是一种植食性农业害虫，它的生命周期包括三个阶段，即卵、幼虫(俗称跳蝻)和成虫。蝗虫有群集性，成群的蝗虫常常一同迁飞。保护蝗虫的捕食性天敌是防治蝗虫的有效措施，也可在山坡放养鸡、鸭、鹅等家禽进行防治。下列有关说法错误的是(　　)
A．调查蝗虫卵、幼虫的数量均可采用样方法
B．蝗虫群集性的形成可能与个体之间的信息传递有关
C．决定某地蝗虫种群密度的是种群的迁入率和迁出率
D．保护蝗虫的捕食性天敌防治蝗虫属于生物防治
5．(2022·江苏扬州高三模拟预测)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，间作玉米对二氧化碳和光能的利用率较高，做出此判断的依据是__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(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。
品种 处理 净光合速率 Pn/( μmol·m－2·s－1) 气孔导度Gs/( μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度 Ci/(μmol·m－2·s －1) 蒸腾速率 T/(μmol·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
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
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(二)　提高农作物产量
【对位训练参考答案】
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，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体进行单倍体育种获得，具体过程为：C6和SB株系杂交→获得双杂合体→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，四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．D　[杂交育种和基因工程育种的原理均是基因重组，A错误；诱变育种不能定向改变生物的性状，B错误；多倍体育种不需要进行花药离体培养的操作，C错误；植物体细胞杂交育种的原理是细胞膜的流动性和植物细胞全能性，D正确。]
3．B　[植物的生命活动是多种激素共同作用的结果，瓜熟蒂落不只有乙烯的调节，A错误；用生长素类调节剂处理果实，得到的是无子果实，用秋水仙素才能使染色体加倍，C错误；生长素类调节剂促进子房壁的发育，葵花收获的是种子，开花期遇上长期阴雨天气，采用喷施适宜浓度的生长素类调节剂不能减少损失，D错误。]
4．C　[调查蝗虫卵、幼虫(活动能力弱，活动范围小)的数量均应采用样方法，A正确；决定某地蝗虫种群密度的是种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率，C错误；利用天敌捕食害虫属于生物防治，D正确。]
5．(1)不同层次土壤内的水分、养分(无机盐)、光能、空间等　(2)ATP、光合色素、酶、NADPH 等　(3)间作时光饱和点和最大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)氮是构成生物体的重要有机氮化合物－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)据图可知，间作时光饱和点和最大CO2吸收速率都大于单作时，因此推测间作玉米对二氧化碳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，因此应选择的种植组合是南豆 12 与 C 品种玉米。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和ATP的生成减少，并不是由于蒸腾速率降低所致；随着遮光程度的增加，光反应越来越弱，净光合速率下降，细胞呼吸作用增强，胞间CO2浓度增加，a、c错误，b、d正确。