2026届高三生物二轮复习高阶思维应用练(一)　细胞代谢与粮食增产(抗盐碱、干旱等逆境胁迫与植物激素)

**基本信息** 以“细胞代谢与粮食增产”为核心，整合逆境胁迫、植物激素及农业实践，通过实验分析与实例应用，体现生命观念、科学思维与探究实践的融合。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |细胞代谢基础|3题（如CO₂固定、人工合成淀粉）|结合过程分析与技术应用|从光合作用暗反应原理到人工代谢路线设计，体现物质与能量观| |逆境胁迫响应|4题（如干旱、铝胁迫、镁胁迫）|实验数据图表解读|通过叶绿素含量、光合速率等指标，构建“环境因子-生理指标-产量”的逻辑链| |农业生产应用|3题（如复合种植、耕作模式）|实例分析与方案评价|从群落结构、资源利用到生产策略，体现生态观与社会责任|

高阶思维应用练(一)　细胞代谢与粮食增产 (抗盐碱、干旱等逆境胁迫与植物激素) (30分钟　40分) 一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.《氾胜之书》记载:“凡耕之本,在于趣时、和土、务粪泽、早锄早获。”下列与之对应的生物学原理,叙述错误的是(　　) A.“趣时”指适时播种,有利于作物适应气候变化以保持产量稳定 B.“和土”指深耕松土,能促进作物根系的有氧呼吸利于矿质元素吸收 C.“务粪泽”指增施有机肥,能提供更多的CO2直接参与C3的还原过程 D.“早锄”指及时除草,以减少杂草与作物竞争矿质营养和生存空间 【解析】选C。适时播种能让作物在适宜的气候条件下生长发育,有利于作物适应气候变化,从而保持产量稳定,A正确;深耕松土可以增加土壤中的氧气含量,促进作物根系的有氧呼吸,利于矿质元素吸收,B正确;增施有机肥,有机肥经微生物分解后能提供更多的CO2,光合作用中CO2参与暗反应中的CO2固定过程,而不是直接参与C3的还原过程,C错误;及时除草可以减少杂草与作物之间对矿质营养和生存空间等资源的竞争,有利于作物生长,D正确。 2.(2025·东莞模拟)大豆和玉米是我国主要的粮油兼用作物,但我国大豆的种植面积和产量水平长期处于偏低状态。为扩大油料生产,国家推行大豆—玉米带状复合种植。下列叙述错误的是(　　) A.复合种植利用群落的水平结构提高光能利用效率及水、无机盐吸收效率 B.与单独种植相比,复合种植的大豆产量会有所下降可能是因为玉米对大豆荫蔽的影响 C.复合种植能将作物在时间、空间上进行合理配置,提高土地产出率 D.复合种植的农田生态系统物种丰富度可能高于单独种植农田生态系统 【解析】选A。复合种植即间作,提高植物的光能利用效率利用了群落的垂直结构,A错误;复合种植中,由于玉米通常长得较高,可能会遮挡部分阳光,导致大豆处于相对荫蔽的环境,这种荫蔽环境可能会导致大豆的光合作用降低,进而影响其生长和产量,B正确;复合种植通过在同一地块上同时种植多种作物,实现了作物在时间(如生长周期、收获时间等)和空间(如地上部、地下部的分布)上的合理配置,这种配置方式可以更有效地利用土地资源,提高土地产出率,C正确;物种丰富度是指一个群落中物种数目的多少。在复合种植的农田生态系统中,由于同时种植了多种作物(如大豆和玉米),其物种数目通常会比单独种植一种作物的农田生态系统多,D正确。 【拓展提升】常见耕作模式比较 模式 定义 优点/不足 轮作 在同一块田地上,不同作物在一定年限内,按一定顺序轮换种植的方式 可以均衡地利用土壤养分,改变原有的食物链,防止病虫害,调节土壤肥力 间作 同一块土地上,同一生长期内分行相间种植两种或两种以上的作物 可以提高土地的利用率,增加对阳光的截取与吸收,减少光能的浪费 套种 在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的方式 充分利用空间,延长后季作物的生长期,提高光能利用率 连作 在一年内或连续几年内,在同一地块上种植同一种作物的种植方式 可能会加重对作物有专一性危害的病原微生物、害虫等的滋生繁殖,影响土壤的理化性状,使肥效降低,加速消耗某些营养元素,造成养分偏失 3.科研人员在探究水分胁迫时间对“两优培九”“豫粳六号”“738”三个品种的水稻叶片光合作用的影响时,测得水分胁迫150 min内的相关生理指标如图1、图2所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.该实验的自变量是土壤含水量和水稻品种,温度为无关变量 B.与“738”水稻相比,“豫粳六号”水稻叶片的光合速率较大 C.150 min时,气孔关闭是限制水稻叶片光合作用的主要因素 D.在干旱地区种植“两优培九”水稻并适时灌溉,利于提高产量 【解析】选D。分析题图可知,该实验的自变量是土壤含水量和水稻品种、水分胁迫时间,温度为无关变量,A错误;与“738”水稻相比,“豫粳六号”水稻叶片的净光合速率较大,光合速率=净光合速率+呼吸速率,呼吸速率未知,不能比较光合速率大小,B错误;150 min时胞间CO2浓度开始上升,而净光合速率持续下降,说明气孔关闭不是限制水稻叶片光合作用的主要因素,C错误;分析题图可知,在水分胁迫下,“两优培九”的胞间CO2浓度和净光合速率比其他两种水稻都高,在干旱地区种植“两优培九”水稻并适时灌溉,利于提高产量,D正确。 4.某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响,结果如图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上,标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是(　　) 注:CK、Al、EBR+Al和TS303+Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。 A.Al胁迫7天时,Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响 B.Al胁迫14天时,EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复正常 C.Al胁迫14天时,EBR和TS303处理均使净光合速率恢复正常 D.EBR和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且EBR效果优于TS303 【解析】选B。分析实验数据可知,Al胁迫7天时,Al对大豆的叶面积无显著影响,A错误;Al胁迫14天时,EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复正常,B正确;Al胁迫14天时,EBR处理不能使净光合速率恢复正常,但TS303处理可使净光合速率基本恢复正常,C错误;EBR和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫,且TS303效果优于EBR,D错误。 5.近年来,全球气候变化日益加剧,多重联合胁迫对作物生长发育及产量的不利影响日益严重。研究者设计了如图所示实验,研究环境胁迫对苗期玉米净光合速率的影响。下列叙述正确的是(　　) A.25天最适条件培养目的是控制自变量 B.双重胁迫比单一胁迫对胁迫期净光合速率的影响小 C.双重胁迫有助于冷害对玉米造成伤害的恢复 D.胁迫期双重胁迫光合作用合成的有机物最少 【解析】选C。分析图甲可知,25天最适条件培养目的是使各组玉米在被胁迫前的长势相同,排除无关变量的影响,A错误;分析图乙可知,在胁迫期,双重胁迫与单一胁迫相比较,净光合速率下降幅度更大,故双重胁迫比单一胁迫对胁迫期净光合速率的影响大,B错误;分析图乙的恢复期,双重胁迫比单一冷害的净光合速率高,故可推测双重胁迫有助于提高冷害本身对玉米造成伤害的恢复程度,C正确;在胁迫期,双重胁迫的净光合速率最低,但是由于各个胁迫条件下的呼吸速率未知,故无法判断哪个条件下光合作用合成的有机物(总光合速率)最多,D错误。 6.我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的人工合成,其代谢路线(ASAP)如下图。下列说法错误的是(　　) A.图中的①②③过程模拟了植物体内光合作用的暗反应过程 B.人工合成和光合作用合成的淀粉都是以碳链为骨架的大分子 C.该过程能高效合成淀粉,说明图中催化剂提供活化能的能力比酶更强 D.人工合成淀粉的重大突破,对于粮食安全、应对气候变化等有着巨大意义 【解析】选C。在光合作用的暗反应过程中,CO2在特定酶的作用下与C5结合(CO2的固定)形成C3。在有关酶的催化作用下,一些接受能量并被还原的C3化合物经过一系列的反应转化为糖类。①过程固定了CO2,形成了甲醇,甲醇在②过程发生单碳缩合形成了C3化合物,C3化合物在③过程发生三碳缩合形成了C6化合物,①②③过程模拟了植物体内光合作用的暗反应过程,A正确;淀粉是以碳链为骨架的大分子,B正确;该过程能高效合成淀粉,说明图中催化剂降低活化能的能力比酶更强,C错误;人工合成淀粉可解决人类的粮食问题,又让更多CO2被吸收和利用,减缓温室效应,对于粮食安全、气候变化等有着巨大意义,D正确。 7.为了提高光合速率和作物产量,研究团队采用如下方法改善了某高等植物对光能的捕获能力:①将与蓝细菌的叶绿素d(最大光吸收峰大约在710 nm)、叶绿素f(吸收光谱扩展到750 nm)合成有关的基因导入该植物,获得能合成叶绿素d和叶绿素f的转基因植物;②编辑控制叶角基因以优化叶片着生角度,使植株上层叶片直挺(与茎的夹角远远小于90°),而下层叶片接近水平(与茎的夹角接近90°);③定点诱变该植物向光蛋白(介导植物体的叶绿体运动)以改变其活性,调节叶绿体的避光运动和趋光运动等。下列有关叙述错误的是(　　) A.蓝细菌和高等植物均可通过叶绿体的光合作用制造有机物 B.转基因植物细胞中合成的叶绿素d、f有利于其对光能的吸收与利用 C.优化叶片着生角度可提高植株下层叶片对光能的吸收与利用 D.叶绿体的避光运动和趋光运动是植物对环境的一种适应 【解析】选A。蓝细菌是原核生物,细胞内不含叶绿体,A错误;高等植物体内的叶绿素(叶绿素a、b)和类胡萝卜素的吸收光谱小于700 nm,蓝细菌的叶绿素d(最大光吸收峰大约在710 nm)、叶绿素f(吸收光谱扩展到750 nm)可扩大转基因植物对太阳光谱的利用范围,B正确;优化叶片着生角度,增大辐射到下层叶片的光照强度,可提高植株下层叶片对光能的吸收与利用,C正确;在弱光下,叶绿体的趋光运动使扁平面朝向光,并且移动到靠近叶肉细胞上侧的细胞壁,从而使光吸收最大化;相反,在强光下,叶绿体的避光运动使它的扁平面与光线平行,并且靠近叶肉细胞的侧壁,相互遮阴,从而减少光吸收,避免或减轻强光对其结构的破坏,故叶绿体的避光运动和趋光运动是植物对环境的一种适应,D正确。 8.氧化石墨烯(GO)是一种纳米材料,被广泛应用于农业生产中。研究人员为探究GO是否会影响植物的生长发育,利用黑麦草进行相关实验,得到如下数据: 组 别 GO 浓度/ (mg·g-1) 总叶 绿素/ (mg·g-1) 净光合 速率/ (μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度/ (μmolH2O·m-2·s-1) 胞间二氧 化碳浓度/ (μmolCO2·s-1) 1 0 3.31 15.23 0.314 185.25 2 10 3.47 15.70 0.324 182.25 3 20 3.19 14.53 0.309 191.50 4 30 3.02 13.85 0.288 194.75 5 40 2.83 13.25 0.282 201.75 6 50 2.45 13.00 0.280 200.20 下列叙述正确的是(　　) A.净光合速率可用黑麦草单位时间内CO2的固定量表示 B.第3~6组净光合速率降低是由GO引起黑麦草叶片气孔部分关闭 C.推测20~50 mg·g-1GO可能会破坏叶绿体结构,降低总叶绿素含量 D.上述实验能说明少量GO释放到土壤中就会抑制植物的生长 【解析】选C。净光合速率=真正光合速率-细胞呼吸速率,可用黑麦草单位时间内CO2的吸收量表示,A错误;分析题表可知,第3~6组气孔导度虽然下降,但胞间二氧化碳浓度反而上升,第3~6组叶绿素含量均下降,这说明第3~6组净光合速率降低的原因不是由GO引起黑麦草叶片气孔部分关闭,而是由叶绿素含量下降导致的,B错误;第3~6组叶绿素含量均下降,可推测20~50 mg·g-1GO可能会破坏叶绿体结构,降低总叶绿素含量,进而导致净光合速率下降,C正确;由于第2组实验结果表现为净光合速率上升,上述实验不能说明少量GO释放到土壤中就会抑制植物的生长,D错误。 二、非选择题:共2小题,共24分。 9.(10分)褪黑素是一种新兴的植物激素,为探究褪黑素对植物的影响,某研究小组以高油酸花生品种——豫花37作为实验材料,叶面喷施不同浓度的褪黑素(对应MT1~4组)进行处理。在处理后4、8 d时,分别测定花生幼苗的净光合速率、叶绿素含量等,结果如下图、表所示。回答下列问题: 组别 处理时间4 d 处理时间8 d CK MT1 MT2 MT3 MT4 CK MT1 MT2 MT3 MT4 叶绿素含量/ (mg·g-1) 2.93 3.39 3.44 3.26 3.14 3.20 3.53 3.59 3.44 3.14 (1)(1分)该实验的自变量是______________________________。  【解析】(1)自变量是人为改变的量,该实验的自变量是有无褪黑素、褪黑素浓度和处理时间。 答案:(1)褪黑素浓度(有无褪黑素)和处理时间 (2)(4分)叶绿素分布在进行光合作用的细胞的________________________(填具体部位),可用________________(填试剂名称)提取。据表分析可知,随着褪黑素浓度的增加,叶绿素的含量呈现______________________的变化趋势,在__________________处理下达到最大。  【解析】 (2)叶绿素分布在进行光合作用的细胞的类囊体薄膜上,可用无水乙醇提取。据表可知,随着褪黑素浓度的增加,叶绿素的含量呈现先增加后减少的变化趋势,并在0.5 μmol·L-1褪黑素处理下达到最大。 答案:(2)叶绿体类囊体薄膜上　无水乙醇　先增加后减少　0.5 μmol·L-1褪黑素(或MT2) (3)(3分)处理后8 d时,MT4组褪黑素__________(填“促进”或“抑制”)花生幼苗的净光合速率,根据图表推测原因是________________________________。  【解析】(3)据图分析可知,处理后8 d时,MT4组比CK组净光合速率低,褪黑素抑制花生幼苗的净光合速率。原因可能是叶绿素含量下降,使光反应强度下降,进而抑制了幼苗的净光合速率。 答案:(3)抑制　在处理后8d时,MT4组叶绿素含量下降,使光反应强度下降,进而抑制了幼苗的净光合速率 (4)(2分)综合考虑施用目的、效果、残留及成本,在生产上施用褪黑素的最佳浓度为______μmol·L-1。  【解析】(4)综合考虑施用目的、效果、残留及成本,在生产上施用褪黑素的最佳浓度为0.1 μmol/L。因为MT1组和MT2组净光合速率相差不大,MT1组激素浓度更低,残留少、成本低。 答案:(4)0.1 10.(14分)小型黄瓜(也叫“水果黄瓜”)是经济效益颇高的温室栽培蔬菜品种,为科学施肥提质增产,某大棚生产基地研究了黄瓜开花结果期镁胁迫对生长和光合特性的影响机制:利用不同浓度的硫酸镁,分别设置适镁A1(2.5 mol/L)、多镁 A2(5 mol/L)、缺镁A3(0 mol/L)三组实验,营养液中其他元素按照黄瓜生长需求配制。幼苗期每2 d浇营养液0.25 L/株,开花结果期每2 d浇营养液0.5 L/株,每隔10 d浇1次清水洗盐,其他条件相同。在开花结果期进行相关数据检测,结果如下表所示(羧化效率指植物叶片在单位时间单位面积固定的最大CO2摩尔数;光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点指光合速率达到最大时的最低光照强度)。 处理 叶绿 素a/ (mg·g-1) 叶绿 素b/ (mg·g-1) 类胡萝 卜素/ (mg·g-1) 羧化 效率/ (μmol· m-2·s-1) 光饱 和点/ (μmol· m-2·s-1) 光补 偿点/ (μmol· m-2·s-1) A1 2.159 0.539 0.421 0.0734 910.0 53.08 A2 2.259 0.548 0.363 0.0748 952.5 50.51 A3 1.746 0.406 0.353 0.0678 827.5 58.55 (1)(4分)叶绿素a、b分布在叶绿体的__________上。为比较黄瓜幼苗叶片色素含量的差异,需用无水乙醇提取黄瓜幼苗叶片色素,提取的原理是__________________________________,研磨时加碳酸钙的目的是________________________,最后再测定其含量。  【解析】(1)叶绿体中,光合色素分布在类囊体薄膜上。由于绿叶中的色素易溶于有机溶剂无水乙醇等,故可用无水乙醇提取黄瓜幼苗叶片色素。研磨时加碳酸钙的目的是防止研磨时叶绿素被破坏。 答案:(1)类囊体薄膜　绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中　防止研磨中叶绿素被破坏 (2)(4分)A3处理下的光饱和点低于A1的原因是________________________________________________,结合实验结果归纳Mg2+的功能是__________________________________________(答出2点)。  【解析】(2)A3组是缺镁处理,通过表格数据分析可知,与适镁和多镁组相比,其叶绿素含量、羧化效率、光饱和点均降低,结合光合作用的原理分析,其原因是缺镁导致叶绿素含量降低,吸收和利用的光能减少;另外缺镁导致羧化效率降低,导致暗反应需要的能量减少。缺镁导致叶绿素含量降低,可知Mg2+是合成叶绿素的原料,缺镁导致羧化效率降低,可推测镁离子可影响酶活性,具有调节酶的活性的功能。 答案:(2)缺镁导致叶绿素含量降低,吸收和利用的光能减少;另外缺镁导致羧化效率降低,导致暗反应需要的能量减少　合成叶绿素的原料;调节酶的活性 (3)(3分)CO2是光合作用的重要原料,从光能利用和适应的角度分析,CO2浓度升高时植物光补偿点和光饱和点发生的变化及所具有的生物学意义是________________________________________________________。  【解析】(3)由题意知,光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光照强度;光饱和点指光合速率达到最大时的最低光照强度。CO2浓度升高,可加快暗反应速率,使光补偿点降低,同时使单位时间内,植物消耗的CO2增加,因此需要更强的光照强度,从而使光饱和点升高,这使植物叶片对光能的利用范围增大,提高了对光照强度变化的适应能力。 答案:(3)CO2浓度升高,植物光补偿点降低,光饱和点提高,使植物叶片对光能的利用范围增大,提高了对光照强度变化的适应能力 (4)(3分)利用以下实验材料:足量生理状态基本相同的正常黄瓜幼苗、含适宜浓度Mg2+的培养液、细胞呼吸抑制剂、蒸馏水等,进一步探究黄瓜吸收Mg2+是主动运输还是被动运输。简要写出实验思路: ____________________________________ __________________________________________________。  【解析】(4)主动运输需要能量,被动运输不需要能量。要探究黄瓜吸收Mg2+是主动运输还是被动运输,可将生理状态基本相同的正常黄瓜幼苗随机均分为两组,分别置于等量含适宜浓度Mg2+的培养液中培养,其中一组给予正常的细胞呼吸条件,另一组添加适量细胞呼吸抑制剂,一段时间后测定两组植株对Mg2+的吸收速率(或两组培养液中Mg2+的浓度等)。 答案:(4)将生理状态基本相同的正常黄瓜幼苗随机均分为两组,分别置于等量含适宜浓度Mg2+的培养液中培养,其中一组给予正常的细胞呼吸条件,另一组添加适量细胞呼吸抑制剂,一段时间后测定两组植株对Mg2+的吸收速率(或两组培养液中Mg2+的浓度等) - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $