内容正文:
祁阳二中二轮复习导学案
细胞代谢微专题
——农作物增产措施分析
班级:_____________________ 姓名:______________________
1、 学习目标
1、 能够理解并应用生物学的基本原理,提出粮食增产的措施,明确生产的科学依据,解决相应的生产生活实际问题。
2、 能通过分析相关表格或曲线图获取信息,并与对应的知识点联系。
2、 考情解读
预计在2026年湖南生物高考中,以非选择题的形式进行考查。借助农业生产实践相关的问题的为依托,将相关的生理过程、影响因素以实验分析的方式综合考查。
试题情境:一是以碳中和、立体农业、生态农业、水稻油菜等农作物增产、逆境光合等热门情境为背景,二是环境因素对两过程影响的实验数据表或坐标曲线图,考察考生对两过程基础知识的实际和对图表数据的分析推理,重生理过程与原因分析。
3、 学习过程
【背景】
2025年末中国总人口约14.05亿,中国这样一个14亿多人口的发展中大国,粮食一直是“天字第一号”的大问题。尽管粮食产量连年增长,但我国粮食市场仍处于供求紧平衡状态。
【问题】
请利用所学知识,思考如何在有限的耕地上采取什么措施实现农作物产量最大化?
根据光合和呼吸作用的原理,可以采取哪些措施使农作物增产呢?
【经典真题】
1.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)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有:_______________________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是__________________________________________________________(答出1点即可)。
小结:增加农作物产量措施
1 细胞------改善农作物的细胞代谢
2 个体------通过植物激素调节、培育高产品种、转基因(抗虫)植株、耐盐植株等
3 种群------合理密植
4 群落------科学种植方式,如:立体农业、轮作、间作、套作、
5 生态系统------能量流动、物质循环
(一)细胞水平—细胞代谢角度
【例1】土壤类型和氮肥的施用量均会影响蚕豆的产量。通过适当的措施减少氮肥的施用量,同时保证蚕豆高产是蚕豆种植业可持续发展的关键。对此科研人员进行了相关实验,实验中涉及的其他条件相同且适宜,结果如图。请回答下列问题:
(1)适当增施氮肥能促进蚕豆增产的原因是
(2)据图分析,氮肥施用量相同时, 土壤有利于提高蚕豆产量,原因是:
(3)请结合以上信息提出农业生产中提高产量可采取的措施:
【例2】土壤贫瘠肥力不足是制约玉米产量的主要因素之一,下表为不同施氮量下玉米的光合作用情况(假设呼吸作用强度不变),其中气孔导度是气孔的开放程度,RUBP羧化酶是催化CO2固定的酶。
问题:从表中数据分析,合理的施氮量是多少?其有利于提高玉米产量原因是什么?
※ 点拨: 解释已知条件与结果之间的逻辑关系(因果搭桥法)
描述事实 分析本质 得出结果
(二)个体水平—植物激素角度
【例3】为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
(1)强光下,科研人员进行了甲、乙、丙、丁四组实验。以甲、乙做为对照,自变量是 ;结论是: 。
(二)个体水平—高产品种、抗性(耐盐、抗虫角度)
【例4】(2025·湖南) 基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是( )
A. 蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B. 敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C. 在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D. 蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
(三)种群水平——合理密植
【例5】(2022·上海)小麦密植容易出现黄叶,通过合理密植后提高光合作用速率提高产量,合理密植对光合作用的影响是( )
A.光反应速率提高 B.暗反应速率提高
C.光反应和暗反应速率都提高 D.光反应和暗反应速率都不提高
(四)群落水平—复合种植角度
复合种植的关键是尽可能降低间作的两种农作物之间的竞争。
① 从株型上,要“一高一矮”、以形成良好的通风透光条件。通常是将长势较高的喜阳作物与较矮的喜荫作物进行搭配,如玉米和大豆间作。
② 从根系分布上,要“一深一浅”。即深根系作物与浅根系喜光作物搭配,这样可以充分有效利用土壤中的水分和养分。
【例6】某研究人员进行了不同行比配置对玉米(M)、大豆(S)产量影响的探究实验,实验共设置5个处理,下表为当年所测得的玉米、大豆产量。请回答下列问题:
(1)表格数据说明,与单作相比,间作对大豆产量的影响是 ,但随着大豆播种行数的增加,大豆产量 (“增加”、“降低”或“基本不变”)。
(2)表格数据说明, 处理增产效果最好,原因是
(五)生态系统水平
思考:回归教材,还有没有其他措施能够增加农作物产量?
【例7】(2025· 浙江节选)浙江某地古杨梅复合种养系统以杨梅栽培为核心,在杨梅林中适度混栽茶树,放养鸡、蜜蜂等生物,这种可持续发展的复合种养模式,是重要的农业文化遗产。回答下列问题:
(3)杨梅复合种养系统与单一杨梅林相比,可获得杨梅、茶叶、鸡和蜂蜜等更多农产品。从物质循环角度分析,复合种养系统实现了 __________。从能量流动角度分析,复合种养系统的意义有 __________(答出 2 点即可)。
【小结】农作物增产措施
【高考•经典再研】
【2025 • 湖南卷】(不定项)下列关于生态农业的叙述,正确的是( )
A. 生态农业实现了物质和能量的多级循环利用
B. 生态农业调整了能量流动的方向,提高了能量利用率
C. 生态农业增加了食物链的长度,提高了营养级之间的能量传递效率
D. 生态农业促进了废物资源化,减少了废弃物的排放
【素养应用】
1.(2025·广东潮州模拟)世界粮食危机依然存在,粮食安全是国家安全的根基。依据生物学原理,下列相关措施的叙述,错误的是( )
A.农业生产中采用轮作有利于维持土壤的健康和生产力的稳定
B.中耕松土和合理灌溉,有利于植物根系对水分和无机盐的利用,利于作物生长
C.常采取降低温度和氧气含量、保持干燥等措施来储藏粮食、蔬菜和水果
D.合理密植和施用农家肥,有利于提高粮食产量
2.(2025·河北保定一模)为保障我国粮食安全,政府大力推广玉米、大豆间行种植技术,这样既保证了玉米产量,又提高了大豆产能。下列叙述错误的是( )
A.阳生和阴生植物间作的立体农业体现了生物群落的垂直结构
B.与玉米单作相比,玉米、大豆间作可以提高光能利用率
C.在种植大豆时,常用根瘤菌拌种,二者之间是互利共生关系
D.玉米和大豆成熟时,在大田中放置稻草人阻吓鸟类利用的是行为信息
3.(2025·四川卷)在温室中种植番茄,光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200 μmol·m-2·s-1。CO2浓度约为400 μmol·mol-1。为提高温室番茄产量,有人测定了补充光照和CO2后番茄植株的相关生理指标,结果如表。回答下列问题。
注:气孔导度和气孔开放程度呈正相关。
(1)为测定番茄叶片的叶绿素含量,可用 提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量,为减少类胡萝卜素的干扰,应选择 (填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。
(2)与对照组相比,甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的 ,从而提高了净光合速率。与甲组相比,丙组的净光合速率更高,气孔导度略低,但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高,可能的原因是 。
(3)根据本研究结果,在冬季温室种植番茄的过程中,若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量,应选择 ,依据是 。
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