高考生物二轮复习拓展专题学案：2 提高农作物产量（含解析）

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高考生物二轮复习拓展专题学案
2　提高农作物产量,保障粮食安全
【综合应用】
1.2023年4月20日,2023中国农业展望大会在京召开。大会发布《中国农业展望报告(2023—2032)》。预测未来10年,我国多元化食物供给体系将持续构建,农业强国建设将取得显著进展,农业农村现代化水平明显提升,农产品供给保障能力大幅提升,农业竞争力显著增强。为促进我国农业发展,错误的做法是 (　)
A.将传统诱变育种、杂交育种与现代生物技术结合,培育优质粮食种子
B.提倡间作套种、大力推广立体农业,提高固定太阳能总量
C.大幅度增加粮食播种面积,大规模利用除草剂杀死杂草,以促进作物生长
D.中耕松土,促进作物根系有氧呼吸,增强对N、P等无机物的吸收
2.[2023·重庆南开中学模拟] 近日,农业农村部办公厅印发的《“两增两减”虫口夺粮促丰收行动方案》指出,2023年重大病虫害呈重发态势,可能会直接威胁粮食生产安全。为了在保护有益传粉昆虫的前提下防止害虫爆发,下列措施最合理的是 (　)
A.大面积种植单一农作物,便于统一管理,节约物力和财力
B.大量使用黑光灯诱杀成虫,减少农药的使用量,保护环境
C.使用性信息素诱杀雄虫,降低出生率,从而减少害虫的数量
D.引入害虫的竞争物种,与害虫争夺生存资源,制约其种群的发展
3.[2023·湖南岳阳模拟] 淀粉是粮食的最主要成分,同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用,利用太阳能将CO2和水转化而成。2021年,科研人员设计并实现了不依赖植物光合作用的合成淀粉途径(如图所示),即以CO2、电解水产生的H2为原料合成淀粉。
(1)自然界的光合作用过程涉及60多步化学反应,可大致分为光反应和暗反应两个阶段,其中光反应是将　　　　转换成活跃的化学能,并储存在　　　　　　　　中提供给暗反应。
(2)科研人员设计的淀粉合成途径,仅保留了11步化学反应,其中C3模块→C6模块的变化相当于叶绿体内的　　　　　　过程,该过程的化学反应整体上属于　　　　　　(填“吸能反应”或“放能反应”)。
(3)该项技术使淀粉生产从传统农业种植模式转向工业生产模式成为可能。科研人员通过研究玉米的光合作用,并与这一技术进行了比对:
据图分析,与玉米合成淀粉相比,人工合成淀粉的优势体现在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。成本高是人工合成淀粉目前难以大规模生产的主要因素,若未来人工合成淀粉的成本能够降低,与农业种植相比具有经济可行性,其对环境变化将具有重大影响,主要体现在　　　　　　　　　　　　　　。
4.[2023·福建福州模拟] 间作是我国传统的精耕细作的农业生产方式之一。研究间作对植物生理状态影响的具体机制,可以更好地指导农业生产。
(1)我国一些地区常将花生和木薯进行间作。表1为花生和木薯的性状对比,据此写出二者间作的优点:　　　　　　　　　　　　　。(写出一点即可)
表1
农作物 株高 耐高温
花生 ++ +
木薯 +++ ++
注:“+” 越多,表明该性状越显著。
(2)科研人员在样地中设置了花生纯作、木薯纯作、单宽行间作(木薯4行,行间种植花生)和双行间作(木薯两行一组,共4组,组间种植花生)四种种植模式,进行正常的田间管理(如定时浇水、除草、除虫等),一段时间后,测定农作物产量,结果如表2所示。
表2
农作物产量/ (kg·hm-2) 花生 纯作 木薯 纯作 单宽 行间作 双行 间作
花生 3220 — 3096 2046
木薯 — 39 160 23 368 20 368
据此分析,两种间作方式中,农作物产量具有优势的是　　　　　　。
(3)水分利用效率(WUE)也是农业生产中需要关注的一个重要指标,WUE大小可用净光合速率/蒸腾速率来表示。蒸腾速率是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
①写出一种测定净光合速率的方法:　　　　　　　　　　　　　　　。在净光合速率相同的情况下,即产量相似时,WUE数值越低意味着在实际农业生产中　　　　　　　　　　　　。
②科研人员检测了不同种植模式下花生和木薯的 WUE 日变化,结果如下图所示。
由图可知,花生和木薯的WUE在凌晨6:00左右最高,到中午时分降至最低,午后又开始缓慢回升。结合光照强度和气温变化对净光合速率以及蒸腾速率的影响,分析在6:00~10:00期间 WUE下降的原因是　　　　　。
(4)综合上述信息分析,在水量充沛的地区种植花生和木薯,宜采用　　　　间作方式,在干旱少雨的地区,宜采用　　　　间作方式,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
高考生物二轮复习拓展专题学案
2　提高农作物产量,保障粮食安全（参考答案）
【综合应用】
1.C　[解析] 传统诱变育种有利变异少,需大量处理实验材料;杂交育种耗时较长,将传统诱变育种、杂交育种与现代生物技术结合,能够缩短育种时间,培育优质粮食种子,A正确。立体农业的建设利用了群落的垂直结构原理,提倡间作套种、大力推广立体农业,使资源和空间的利用更充分,提高固定太阳能总量,B正确。大幅度增加粮食播种面积,大规模利用除草剂杀死杂草,可能会对生态环境造成破坏,不利于促进我国农业发展,C错误。植物对N、P等无机物的吸收为主动运输,需要消耗能量,中耕松土,促进作物根系有氧呼吸,增强对N、P等无机物的吸收,D正确。
2.C　[解析] 大面积种植单一农作物,生态系统的抵抗力稳定性低,且可能会为害虫提供充足的食物和空间等资源,更易爆发虫灾,A不符合题意;用黑光灯诱杀害虫的同时也诱杀了益虫,不利于保护生物多样性,B不符合题意;使用性信息素诱杀雄虫,可特异性诱杀害虫,降低出生率,从而减少害虫的数量,C符合题意;引入害虫的竞争物种,将导致资源的更大消耗,甚至可能引入入侵物种,D不符合题意。
3.(1)太阳能　NADPH和ATP
(2)C3的还原　吸能反应
(3)能量转化效率高、生产周期短、占地面积小　节约大量的耕地和淡水资源;减少农药、化肥等对环境的负面影响
[解析] (1)光反应将太阳能(光合色素吸收太阳能)转换成活跃的化学能,并储存在NADPH和ATP中提供给暗反应,用于C3的还原等。(2)C3模块→C6模块的变化即C3还原成有机物,相当于叶绿体内的C3的还原过程,该过程需要水解ATP,故整体上属于吸能反应。(3)据图可知,与玉米合成淀粉相比,人工合成淀粉能量转化效率高 、生产周期短且占地面积小。因为人工合成淀粉不需要土壤去种植,故其对环境变化的重大影响主要体现在节约大量的耕地和淡水资源;减少农药、化肥等对环境的负面影响。
4.(1)在高株的木薯间种植矮株的花生能利用空余的空间;高矮株错落能够充分利用阳光;花生株矮,在木薯下较阴凉,满足其不耐高温的特点
(2)单宽行间作
(3)①检测单位时间单位叶面积CO2的吸收量　蒸腾作用消耗的水越多　②日照逐渐增强,气温逐渐升高,导致作物的净光合速率和蒸腾速率均增大,但净光合速率增加的幅度小于蒸腾速率增加的幅度
(4)单宽行　双行　水量充沛的地区,采用单宽行间作种植的花生和木薯产量更高;干旱少雨的地区采用双行间作时,花生和木薯的水分利用效率更高,可减少干旱胁迫对作物产量的影响
[解析] (1)间作是指同一生长期内在同一田块上间隔种植不同作物的种植方式,由于木薯耐高温,且高度较高,在高株的木薯间种植矮株的花生能利用空余的空间;高矮株错落能够充分利用阳光;花生株矮,在木薯下较阴凉,满足其不耐高温的特点。(2)分析表格数据可知,单宽行间作时两种农作物的产量均高于双行间作时,故两种间作方式中,农作物产量具有优势的是单宽行间作。(3)①净光合速率可用单位时间内二氧化碳的吸收量表示,故检测单位时间单位叶面积CO2的吸收量可测定净光合速率;蒸腾速率是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量,在净光合速率相同的情况下,即产量相似时,WUE数值越低意味着在实际农业生产中蒸腾作用消耗的水越多。②分析题意可知,WUE=净光合速率/蒸腾速率,WUE减小的原因可能是分子减小、分母增加,故6:00~10:00日照逐渐增强,气温逐渐升高,导致作物的净光合速率和蒸腾速率均增大,但净光合速率增加的幅度小于蒸腾速率增加的幅度,导致在6:00~10:00期间 WUE下降。(4)在水量充沛的地区,优先选择产量高的间作方式,采用单宽行间作种植的花生和木薯产量更高;而干旱少雨的地区采用双行间作时,花生和木薯的水分利用效率更高,可减少干旱胁迫对作物产量的影响。
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