[命題最前沿五]提高農(nóng)作物產(chǎn)量1．(2023·湖北等級考)高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%～8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯誤的是(D)A.呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B.光合作用強度減弱，有機物合成減少C.蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫D.葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少解析：呼吸作用的最適溫度高于光合作用的，氣溫升高，植物呼吸作用增強，消耗的有機物增多，造成作物減產(chǎn)，A正確；溫度升高，可能導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性降低，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正確；溫度升高，蒸騰作用增強，植物易失水萎蔫，從而影響正常的生命活動，造成減產(chǎn)，C正確；據(jù)題干信息可知，高溫使葉片變黃、變褐，推測高溫導(dǎo)致葉綠素降解，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，NADH在呼吸作用過程中產(chǎn)生，D錯誤。2．關(guān)于生物學(xué)原理在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，下列敘述錯誤的是(C)A.“一次施肥不能太多”是為了避免土壤溶液濃度過高，引起燒苗現(xiàn)象B.農(nóng)家肥在土壤中微生物的分解下產(chǎn)生CO2和無機鹽，提高光合作用速率C.“露田、曬田”能為根系提供更多O2，促進細胞呼吸，有利于根吸收無機鹽和有機物D.“肥田之法，種綠豆最佳”，利用根瘤菌和綠豆的互利共生肥田解析：“露田、曬田”能為根系提供更多O2，促進根細胞有氧呼吸，有利于根吸收更多的無機鹽，但不能促進根吸收有機物。3．間作是指同一生長期內(nèi)在同一田塊上間隔種植不同作物的種植方式。已知氨基酸總量高的鮮葉更適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶。某科研小組對單作、間作兩種種植方式影響茶葉品質(zhì)的光合作用機制進行了如下研究。Ⅰ.實驗分組：甲組(單作)：只種植茶樹(高1米左右)；乙組(間作)：桂花樹(高5～6米)與茶樹間行種植。Ⅱ.實驗過程：在同一茶廠，試驗地坡勢平緩度、土壤肥力基本一致，分別于春茶、夏茶的生長季節(jié)測定。選擇天氣晴好的日期，8：00—18：00每隔2h測一次茶樹的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖A中，導(dǎo)致8：00—12：00期間甲、乙兩組凈光合速率均增加的環(huán)境變化是_________________________________________。圖B中，與甲組相比，乙組在10：00—12：00期間凈光合速率繼續(xù)增加的原因是________________________________。茶樹對不同元素的吸收量具有差異的直接原因是___________________________________________________________。(2)實驗測得兩種種植條件下不同季節(jié)對茶葉氨基酸總量(%)的影響如下表所示。由此可知，更適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶的采摘季節(jié)和種植方式分別是___________________________。處理春茶夏茶甲組2.381.49乙組2.962.00(3)科研人員為研究果實對鄰近葉片光合速率的影響。選擇若干生理狀況相同的植株，隨機均分為2組，分別測定第15片葉片光合速率；實驗組摘除果實，對照組不摘除果實，再次測定2組第15片葉光合速率。結(jié)果表明：實驗組光合速率顯著下降?；谏鲜鰧嶒炘O(shè)計的最合理假設(shè)是________________________________________________________________________________________________。解析：(1)題圖A中，8：00—12：00期間光照強度增加(和溫度升高)導(dǎo)致甲、乙兩組凈光合速率均增加。題圖B中，與甲組相比，乙組在10：00—12：00期間凈光合速率繼續(xù)增加，原因是桂花樹的遮陰作用使環(huán)境溫度適宜(或間作使光照強度、溫度適宜)，不影響氣孔開度，CO2的吸收不受影響。細胞膜對無機鹽的吸收取決于細胞膜上載體蛋白的種類及數(shù)量，由于(茶樹根系)細胞膜上吸收不同離子的載體蛋白的種類和數(shù)量存在差異，故其對不同元素的吸收量具有差異性。(2)氨基酸含量高的鮮葉比較適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶，據(jù)題表數(shù)據(jù)可知，乙組春茶的氨基酸總量最高，因此更適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶的采摘季節(jié)和種植方式是春季、間作。(3)由于摘除果實后光合速率顯著下降，故根據(jù)實驗設(shè)計的最合理假設(shè)是葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行。答案：(1)光照強度增加(和溫度上升)桂花樹的遮陰作用使環(huán)境溫度適宜，茶樹葉片氣孔未關(guān)閉，不影響CO2的吸收(茶樹根系)細胞膜上吸收不同離子的載體蛋白的種類和數(shù)量存在差異(2)春季、間作(3)葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用的進行4.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量的目的。請回答下列問題：(1)輪作是指在同一田塊上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物的種植方式。農(nóng)民通常將玉米和大豆進行輪作。玉米對土壤中氮和硅的吸收量較多，而對鈣的吸收量較少；豆科植物吸收大量的鈣，而對硅的吸收量極少。根據(jù)題意可知，將玉米和大豆輪作的好處是__________________________________________(答出一點即可)。(2)農(nóng)民有時也會進行玉米和大豆的間行種植，其生物學(xué)原理是________________________________________。(3)很多植物不能混合種植，混合種植會導(dǎo)致產(chǎn)量下降。某生物興趣小組欲通過一次實驗進行如下兩方面的研究：一是驗證甲、乙兩種植物混合種植，導(dǎo)致兩種植物的單株平均干重均下降；二是探究兩種植物根部競爭、莖葉競爭對單株平均干重的影響強度。完成如下實驗步驟以及實驗結(jié)果分析。①實驗步驟：a.選擇生長狀況相似的健康甲、乙植株若干，分成適量且等量的幾組備用。實驗共分四組，編號為A、B、C、D。b.A、B組的甲、乙植株______________________________，以此為對照；C組的甲、乙植株種植在同一土壤中但莖葉部分分開，以形成根部競爭；D組的甲、乙植株__________________________，以形成莖葉競爭。c.在相同且適宜的條件下培養(yǎng)相同時間，測定各組植株的單株平均干重。②實驗結(jié)果分析：若__________________________________________，說明根部競爭的影響大；若______________________________________，說明莖葉競爭的影響大；若C、D組的單株平均干重比A、B組低，且兩組下降量相當(dāng)，說明根部競爭與莖葉競爭的影響強度相當(dāng)。解析：(1)玉米主要吸收氮和硅，而大豆主要吸收鈣，所以二者輪作的好處是防止土壤養(yǎng)分失衡(或充分利用土壤營養(yǎng))。(2)玉米和大豆間行種植，可利用大豆根瘤菌的固氮作用增加土壤中氮的含量，同時玉米和大豆間行種植可充分利用光能(或提高光能利用率)，提高單位土地面積的糧食產(chǎn)量。(3)①實驗設(shè)計時要注意單一變量原則和對照原則，A、B組的甲、乙植株單獨種植，以此為對照；C組的甲、乙植株種植在同一土壤中但莖葉部分分開，以形成根部競爭；D組的甲、乙植株種植在隔離的土壤中但莖葉部分交織，以形成莖葉競爭。②若C、D組的單株平均干重比A、B組低，且C組下降量大于D組，說明根部競爭的影響大；若C、D組的單株平均干重比A、B組低，且C組下降量小于D組，說明莖葉競爭的影響大；若C、D組的單株平均干重比A、B組低，且兩組下降量相當(dāng)，說明根部競爭與莖葉競爭的影響強度相當(dāng)。答案：(1)防止土壤養(yǎng)分失衡(