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提高农作物的产量

天津津华中学安晓云

课时安排：

2课时

知识网络：

课时

内容

第一课时

（1）从内因方面总结并展开讨论提高农作物产量的措施

第二课时

（2）从外因方面总结并展开讨论提高农作物产量的措施

祥细内容介绍如下

第一课时：

（1）在老师的帮助和引导下由学生自己去建立上面的知识网（老师一定不能代替）

（2）由学生自己总结下面表格

方式

原理

处理方法

优点

杂交育种

基因重组

不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选出所需要的纯合体类型

使位于不同个体的优良性状集中在同一个体上

单倍体育种

染色体变异

先花药离体培养出单倍体，后人工诱导多倍体

自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限

多倍体育种

染色体变异

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

多倍体植物器官大，产量高，营养丰富

诱变育种

基因突变

物理方法：

激光或辐射等

化学方法：

化学药剂处理

可提高变异频率，大幅度改良某些性状

基因工程育种

基因重组

基因操作

按人们意愿定向改造生物

植物体细胞杂交育种

植物细胞的全能性

去细胞壁诱导融合组织培养

克服远缘杂交不亲和性，培育出作物新品种

经典例题

粮食是人类生存的基本条件，随着人口增加，耕地面积减少，提高单位面积的粮食产量和质量成为人们解决粮食问题的主攻方向。

为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合要求的新品种，请根据下面所提供的材料，设计一套育种方案。

培育小麦或水稻新品种。

生物材料：

A。

小麦的高秆（显性）抗锈病纯种，B。

小麦的矮秆不抗锈病纯种，C。

水稻的迟熟种子。

非生物材料：

根据需要自选

（1）育种名称：

育种。

（2）所选择的生物材料：

育种。

（3）期望达到的结果：

。

（4）预期产生这种结果（所需性状类类型）的概率是。

（5）写出育种的简要方法（过程）。

（可用图解）

（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。

[答案]

（1）杂交

（2）A、B（3）培育矮秆抗锈病新品（4）3/16（5）高秆抗锈病X矮杆不

高秆抗锈病，矮秆抗锈病

抗锈病F1高秆抗锈病F2

高秆不抗锈病，矮秆不抗锈病。

（6）将F2矮秆抗锈病品种连续自交，选择自交后代不发生性状分离的作为新品种。

变式练习：

（2003年高考题）小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品。

马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传达室图解表示并加以简要说明。

（写出包括亲本在内的前三代即可）

答案：

小麦亲本杂交

FAABBxaabb

F1AaBb种植F1代，自交

F2A-B-、A-bb、aaB-、aabb种植F2代，选矮秆、抗病（aaB-），继续自交，期望下代获得纯合体

（注：

①A-B-、A-bb、aaB-、aabb表示F2出现的九种基因型和四种表现型。

②学生写出F2的九种基因型或四种表现型。

均给满分）

马铃薯

FyyRrXYyrr亲本杂交

F1YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）用块茎繁殖

F2YyRr

第二课时：

影响农作物产量的生态因素及其在生产上的应用

生物因素

生产上的应用

好处

农作物间关系

轮作、间作

轮作———延长光合作用时间

提高矿质元素的利用率

间作（套作——提高光能的利用率

提高矿质元素的利用率

农作物与害虫

生物防治、生物工程方治

动物激素防治、动物应激性防治

调整能量的流动方向、减少环境污染

（一）生物因素的影响

非生物因素

对光合作用的影响

在生产上的应用

光

1延长光照时间

2增加光照面积

3控制光照强度

4光质

轮作

合理密植

间作

温室大棚使用无色透明玻璃

温度

光合作用需要多种酶参与。

适时播种

温室大棚中，白天适当提高温度

晚上适当降低温度。

二氧化碳浓度

光

合

速

率0

二氧化碳浓度

施用有机肥、合理密植、大棚中及时通风和用二氧化碳发生器来生产等措施。

必需矿质元素

矿质元素会直接或间接影响光合作用

合理施肥（增施有机肥和化肥）、中耕松土。

无土栽培时，要注意通气及时更新培养液和适当加水稀释。

水

水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质

合理灌溉，大棚中还要注意空气湿度。

经典例题

图5-9表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。

请仔细分析图中曲线，回答下列问题：

图5-9

（1）从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是_______________________。

（2）根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用强度与温度之间的关系是________。

（3）你认为在温度为40℃，光照强度为c时，限制光合作用进行的内在因素是_______，外界因素可能是___________。

（4）在光照强度为b的条件下，温度为30℃时，限制光合作用的内在因素是__________，如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长？

_____________。

原因是___________________________。

（5）在光照强度为b、温度为20℃时，限制光合作用的内在因素是_____________，如果大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长？

_______________。

原因是________。

解析影响光合作用的因素很多，如水分、光照强度、温度、CO2浓度等均对光合作用产生影响。

根据题于部分的要求，已不考虑水对光合作用的影响。

从图中曲线可以看出，光照强度与温度的关系是：

在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增加而增加。

光合作用强度与温度的关系是：

在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。

温度对光合作用过程中的光反应影响不大，但对暗反应的影响很大，主要是影响暗反应过程中的酶的活性，所以在光照充足，温度较低的条件下，光合作用的强度主要是受暗反应的限制，此时适当提高温度有利于植物的生长。

光照强度主要影响光合作用的光反应过程，对暗反应过程没有直接影响。

在温度适宜，光照强度较低的条件下，限制光合作用强度的主要内在因素是光反应，此时适当降低温度有利于植物的生长。

如果光照条件和温度都适宜时，限制光合作用强度的主要因素是CO2的浓度、酶的数量和酶的最大活性的限制。

答案

（1）光照强度和温度

（2）在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强（3）暗反应过程中的酶的数量和酶的最大活性CO2（4）光反应适当降低温度降低呼吸消耗（5）暗反应中酶的活性适当提高温度提高暗反应过程中酶的活性

变式练习[2001年全国高考理科综合试题（天津、山西卷）]植物的新陈代谢受外部环境因子（如阳光、温度）和内部因子（如激素）的影响，研究内外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。

图9-4表示野外松树（阳生植物）光合作用强度与光照强度的关系。

其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收CO2和释放CO2量的状况。

请分析回答：

图9-4

（1）当光照强度为b时，光合作用强度______________。

（2）光照强度为a时，光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用放出CO2的量。

如果白天光照强度较长时期为a植物能不能正常生长？

为什么？

（3）如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度的曲线，b点的位置应如何移动，为什么？

解析根据第

（1）小题提供的光合作用强度与光照强度之间关系的曲线，可以看出：

光合作用强度随着光照强度的增强而增强，但达到一定的光照强度后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，这一现象称为光合作用的光饱和现象，曲线中的b点称为光饱和点。

一个完整的植物体，在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用，在光照较弱的情况下，如曲线中的a点，光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2相等，这时的光照强度称为光补偿点，即植物既不吸收CO2也不释放CO2。

换句话说，光合作用制造的有机物正好补偿植物的呼吸消耗。

植物光补偿点的高低与呼吸作用的强度有关，植物呼吸作用强度高，光补偿点也高，反之亦然。

凡是影响到呼吸作用的因素，也能影响到光补偿点。

第

（1）小题：

当光照强度为b，光合作用强度最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增强。

这时限制光合作用的因素是暗反应，主要是暗反应过程中的酶的活性和CO2的供应状况。

如果此时适当提高温度或增加CO2的供应量，光饱和点也会相应有所提高。

第

（2）小题：

当光照强度为a时，光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2的量相等，说明光合作用制造的有机物正好用于呼吸作用，没有有机物的积累。

如果白天光照强度长时间为a时，植物就不能够进行正常的生长，原因是白天没有有机物积累，晚上又不能进行光合作用，所以晚上植物的生命活动就无法正常进行，如果从全天看，植物的消耗大于积累，就无法进行正常的生命活动。

所以要保证植物的正常生长发育，光照强度必须要高出光补偿点好几倍。

第（3）小题：

人参是阴生植物，生活在阴湿的环境中，对光照强度的要求比阳生植物（如松树）要低，能够充分利用林下的散射光，这是长期自然选择的结果。

所以阴生植物的光饱和点比阳生植物要低。

即曲线中的b点左移。

实际上，阴生植物不仅光饱点比阳生植物低，光补偿点也比阳生植物低。

答案

（1）最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增强。

（仅答最高给满分）

（2）不能。

光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用，因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长（3）左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低

专题训练题

一．选择题（共30个题，每题2分）

1．小麦在适宜的条件下，改变下列哪一项，小麦的有机物含量将增加（）

A、空气中的O2B、空气中的N2

C、空气中的水D、空气中的CO2

2．绿色植物在暗室中不能

A、合成叶绿素B、呼吸C、生长D、吸收水分

3．用下述容积下同的玻璃分别罩大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同的时间后，罩内O2最少的是（）

A绿色罩B、红色罩C、蓝色罩D、紫色罩

4．将重量相同的小麦幼苗置于装满含有全部矿质元素的培养液甲、乙两支试管中，都用较强的光照射，只是把甲试管置于15℃，乙试管置于20℃的条件下，培养若干天。

结果乙试管中小麦幼苗重量比甲试管的增加较多，原因是（）

A、甲的幼苗光反应少了，限制CO2的固定，形成有机物少

B、乙的幼苗光反应产物多，有利于CO2的固定，形成有机物多

C、提高乙的温度，能提高酶的催化效率，促进光合作用，也促进矿质元素吸收，形成有机物多

D、降低甲的温度，限制了光反应，合成有机物多

5．下列有关光合作用的叙述中，错误的是（）

A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用

B．温度降到0℃时依然有植物进行光合作用

C．叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATP

D．光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用

6．图5-8所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。

本实验证明（）

图5-8

①光合作用需要二氧化碳②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧气⑤光合作用制造淀粉

A.①②B.③⑤C.②⑤D.①③

7．为提高大棚蔬菜的产量，应采取的正确措施是（）

A.在白天适当降温B．在夜间适当提高温度

C．在白天和夜间都适当提高温度D．在白天适当提高温度，在夜间适当降低温度

8．在光合作用过程中，以分子态释放氧及ATP的产生都离不开（）

A．叶绿素和CO2B．水和CO2

C．水、叶绿素和光能D．水、光能和CO2

9．下列有关光合作用的叙述，正确的一组是（）

①光反应需光不需要酶②光合作用有水生成③最后阶段有氧气的释放④葡萄糖中的氢来自水⑤将不含能量的CO2转变成富含能量的有机物

A.①③B．①②⑤C．③④D．②④⑤

10．下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（）

A．暗反应是一种酶促反应B．暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应

C．暗反应是一种循环进行的反应D．暗反应只在暗处进行

11．将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处，则细胞内三碳化合物与葡萄糖的生成量的变化是（）

A.C3增加，葡萄糖减少B．C3与葡萄糖都减少

C.C3与葡萄糖都增加D．C3突然减少，葡萄糖突然增加

12．如图5-13为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝于光下后。

根据其吸收CO2量制成的曲线。

下列叙述正确的是（）

A．曲线AB段表示绿色植物没有进行光合作用

B．曲线BD段表示绿色植物仅进行光合作用

C．在B点显示绿色植物光合作用和呼吸作用的速率相等

D．整段曲线表明，随光照强度的递增，光合作用增强，呼吸作用减弱

13．在下列4种实验条件下，测定了不同光照强度对光合作用速率的影响，实验条件记录于下表中。

根据实验结果绘制成的曲线如下图所示：

图5-14

表5-1

实验

CO2浓度（%）

温度（℃）

0.10

0.03

从以上实验可知对光合作用速率限制的因素正确的是（）

表5-2

实验2

光强度

0.01%CO2

温度

实验4

0.03%CO2

光强度

0.03%CO2

P点

温度

CO2浓度

光强度

14．将一棵大小适宜的绿色植物，置于一封闭的玻璃罩内，5小时后，发现氧气比原来增加300mp，则由此推断，该植物在5小时光合作用制造的葡萄糖的总量应是（）

A．281．25mgB．大于281．25mg

C．小于281．25mgD．无法确定

15．生长在较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要限制因子是（）

A．呼吸作用和暗反应B．光反应

C．暗反应D．呼吸作用

16．将一棵重约0.2kg的柳树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其于重达11kg，增加的这10余千克，主要来源于（）

A．土壤中的矿质元素B．土壤中的水

C．大气中的O2D．大气中的CO2

17．光照强度和CO2浓度是影响光合作用的两个主要外界因素，图5-16中各图表示的是北方夏季一天中棉花叶片光合作用强度的变化曲线，曲线的纵坐标表示光合作用强度。

请指出正确的图解是（）

18．下列有关小麦根系吸收矿质元素的叙述，正确的是

A．根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于光合作用

B．根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于呼吸作用

C．根尖表皮细胞对各种矿质元素的吸收量相等

D．各种矿质元素进入根尖表皮细胞需要同一膜载体的协助

19．在相同光照和温度条件下，空气中CO2含量与植物光

合产量（有机物积累量）的关系如图所示。

理论上某

种C3植物能更有效的利用CO2，使光合产量高于m点的

选项是：

A.若a点在a2，b点在b2时B.若a在a1，b在b1时

C.若a点在a2，b在b1时D.若a在a1，b点在b2时

20．某个春季低温潮湿、夏季高温干旱的地区生长着一种春、夏季叶型不同的植物，其叶型数据如下表。

试推断

项目

甲型叶

乙型叶

表面积（mm2）

292

144

体积（mm3）

表皮厚度（um）

A.甲型叶生长在春季，利于光合作用

B.乙型叶生长在春季，利于光合作用

C.甲型叶生长在夏季，降低蒸腾作用

D.乙型叶生长在夏季，增强蒸腾作用

21．植物根对矿质元素的吸收和根的呼吸作用有关，下列哪种条件更有利于根对矿质元素的吸收A．疏松的土壤B．板结的土壤C．水淹的土壤D．缺氧的土壤

22．光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是

A．叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应

B．叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应

C．叶绿体基质中可进行光反应和暗反应

D．叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应

23．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。

他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。

除施肥不同外、其他田间处理措施相同。

实验结果如下表：

地块

甲

乙

丙

丁

戊

施肥情况

尿素

磷酸二氢钾

磷酸二氢铵

硫酸铵

不施肥

小麦收获量

55.56

65.26

56.88

55.44

55.11

从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是

A．KB．NC．PD．S

24．光照下正常生长的某绿色植物，若光照突然停止，其它条件不变，则短时间内叶绿体中

C3合成量的变化为（横坐标为时间，纵坐标为合成量）（）

25．北方冬季常绿植物体内的矿质养料的运输减弱或近于停止，主要原因是（）

A．吸收作用减弱B．蒸腾作用减弱

C．光合作用减弱D．呼吸作用减弱

26．植物从土壤中吸收的氮元素，可以用来合成下列哪种物质（）

A．葡萄糖B．淀粉C．脂肪D．蛋白质

27．下列关于光合作用暗反应的叙述中，不正确的是（）

A．暗反应是一种酶促反应B．暗反应是使CO2变成葡萄糖的反应

C．暗反应是一种循环进行的反应D．暗反应只在暗处进行

28．在光合作用过程中不属于暗反应的是

A．CO2与五碳化合物结合B．三碳化合物接受ATP释放的能量

C．H2O的氢传递NADP+D．NADPH的氢传递给三碳化合物

29．在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于105℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一植株着生位置与叶片形状都与甲基本相同的叶片乙。

同样处理，称其重量，其结果是（）

A．甲叶片比乙叶片重B．乙叶片比甲叶片重

C．两叶片重量相等D．不一定

30．在生产实践中，贮藏蔬菜和水果的最佳贮藏条件的组合是（）

A．低温、高氧、高CO2B．低温、低氧、高CO2

C．高温、高氧、高CO2D．高温氧低CO2

二．非选择题：

31．科学家利辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。

这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。

（1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因是________

______________________________________________________________________________

___________________________________________。

（2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳遗传的花生新品种。

假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程：

________

______________________________________________________________________________

_______________________________________________________。

32．（7分）右图表示土壤中甲、乙两种矿质元素浓度变化与植物生

长速率的关系，据图分析回答：

（1）植物生长所需要甲元素的量比乙元素的量________________。

（2）在土壤中乙元素的浓度分别为A、B、C时，其中在__________

______浓度下施含有乙种元素的肥料最有利于植物生长。

（3）已知乙元素是DNA和各种蛋白质的组成成分，其化学符号是___.

（4）通常在水淹条件下植物对矿质元素的吸收量减少。

为什么?

__________。

33．

（6分）过去人们以为作物播种密度越大，产量越高。

在保证营养需要的情况下，有人对小麦的产量与播种量的关系进行了研究，结果如下图所示。

（1）根据上图分析，当播种密度过大时小麦产量将_________________________________。

（2）从影响光合作用效率的因素分析，产生上述现象的原因是____________________________

_________________________；__________________________________________________。

34．图5-20表示光强度和温度对同一植物光合作用的影响，请分析说明：

图5-20

（1）图中的A、B比较，_________的光强度较高，判断依据是__________。

（2）图中X段的光合速率受__________影响；Y段光合速率差异是受____________影响。

（3）当温度是限制因素时_______________的变化影响光合作用速率。

35．．图5-30所示在光照条件下，植物叶肉细胞中发生的生理过程，请分析回答：

图5-30

（1）写出图中有关字母所代表的物质：

a_________，b_________，c_________。

（2）图中所示的生理过程，在细胞中的具体进行部位是_________。

（3）若有12mol光反应所产生的[H]，经暗反应生成的b完全氧化分解，则有_________kJ的能量被储存在ATP中。

（4）用含14O2作原料进行光合作用，一段时间后，检验该植物呼吸作用的产物中含有14C的是___________________________

专题训练答案

一选择题

31．

（1）获得的突变植株是杂合子其自交所产生的后代发生性状分离

（2）分别种植这批紫色种皮种子，连续自交两代。

若其中一些植株所结的种子均具有紫色种皮，这些种子就是所需要的新品种（纯合子）

32．

（1）少

（2）A（3）N（4）有氧呼吸受到抑制（进行无氧呼吸）ATP合成量减少，导致植物根系主动吸收矿质元素的量减少。

（3分）

33．1）基本

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