細(xì)胞代謝在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用2026屆高考生物二輪突破復(fù)習(xí)中國這樣一個接近15億人的發(fā)展中大國，糧食一直是“天字第一號”的大問題。中國科學(xué)院院士、“共和國勛章”獲得者袁隆平是雜交水稻育種的開拓者，在為我國和世界解決糧食安全問題上做出了卓越的貢獻。近兩年國際糧價大漲，世界糧食儲備降到了30年來的最低點，假如發(fā)生戰(zhàn)爭，進一步誘發(fā)多個國家的糧食危機，甚至損害了經(jīng)濟增長并危及政治安全，在這種背景下，中國對糧食安全的擔(dān)憂大為增加。

CO2+H2O（CH2O）+O2光能葉綠體(色素、酶）①Mg、N等礦質(zhì)元素②酶的活性受溫度等影響光照強度、光質(zhì)、光照時間氣體反應(yīng)物①作為反應(yīng)物和反應(yīng)的媒介②水分→氣孔開閉→CO2供應(yīng)有機物的轉(zhuǎn)移1.從促進光合作用的因素考慮有哪些提高作物產(chǎn)量的措施？凈光合作用速率=總光合作用速率-呼吸速率2.從抑制細(xì)胞呼吸的角度考慮蔬果/糧食的保存條件？零上低溫/低氧/高CO2ABC6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量A點：細(xì)胞呼吸最弱，消耗有機物最少B點：有氧呼吸與無氧呼吸產(chǎn)生的CO2相等拓展延伸：光呼吸1、出現(xiàn)的機制：光呼吸現(xiàn)象產(chǎn)生的分子機制是O2和CO2競爭Rubisco酶。在暗反應(yīng)中，Rubisco酶能夠以CO2為底物實現(xiàn)CO2的固定；在光下，當(dāng)O2濃度高、CO2濃度低時，O2會競爭Rubisco酶，在光的驅(qū)動下將碳水化合物氧化生成CO2和水。2、產(chǎn)生的影響：①光呼吸的不利影響：消耗掉暗反應(yīng)的底物C5，導(dǎo)致光合作用減弱，農(nóng)作物產(chǎn)量降低②光呼吸的有利影響：強光時，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，因此葉肉細(xì)胞中會積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)積累會產(chǎn)生自由基，這些自由基會損傷葉綠體。而強光下，光呼吸加強，會消耗光反應(yīng)過程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對葉綠體的傷害。（例1改編）:糧食問題是人類面臨的全球性問題之一,糧食問題關(guān)系國家安全。研究表明,綠色植物在進行光合作用時會同時伴隨發(fā)生一種消耗能量、吸收02、釋放CO2的現(xiàn)象，該現(xiàn)象被稱為“光呼吸”。正常環(huán)境條件下,水稻、小麥、大豆等植物的光呼吸顯著,可消耗掉光合產(chǎn)物的25%~30%,在逆境條件下(高溫、干旱等)這種損耗會更加嚴(yán)重。如圖為光合作用和光呼吸的關(guān)系示意圖,請回答下列問題:（1）與有氧呼吸進行比較,光呼吸被冠以“呼吸”二字的理由是

,

細(xì)胞呼吸在光下、暗處都能夠進行，但光呼吸只在

進行。光呼吸過程中消耗O2并生成CO2，與有氧呼吸過程相似光下（2）研究表明，光呼吸會消耗光合作用新形成有機物的1/4，因此提高農(nóng)作物產(chǎn)量需降低光呼吸．小李同學(xué)提出了如下減弱光呼吸，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施：

①適當(dāng)降低溫度；②適當(dāng)提高CO2濃度；不能達到目的措施是

（填序號），理由是

。①溫度降低，酶活性減弱，光呼吸減弱的同時，光合作用也減弱，達不到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的（3）農(nóng)作物在過強光照時會出現(xiàn)光反應(yīng)產(chǎn)物過剩，對細(xì)胞造成傷害等現(xiàn)象，結(jié)合上圖推測光呼吸存在的生理意義是

－

強光照射下，光呼吸消耗掉過剩的ATP和NADPH，減少對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷，是一種保護機制（4）Rubisco酶既可催化C5與CO2反應(yīng)，也可催化C5與O2反應(yīng)，其“兩面性”可能因為在不同環(huán)境中酶的

發(fā)生變化導(dǎo)致其功能變化。當(dāng)環(huán)境中O2/CO2的比值升高時，農(nóng)作物的增產(chǎn)

（填有利、不利、無影響）（5）請結(jié)合農(nóng)作物產(chǎn)量與其光呼吸的關(guān)系提出科學(xué)問題

（合理即可）

空間結(jié)構(gòu)不利光呼吸會降低農(nóng)作物產(chǎn)量，為什么在長期進化過程中卻能被植物保護下來？一、單株農(nóng)作物（個體）增產(chǎn)的措施及其原理1.水2.施肥

3.松土

4.增大晝夜溫差5.去除老葉和枝條6.增加光照強度……補水利于降溫，降低呼吸作用，減少有機物消耗無機鹽要溶解于水，利于根部的吸收

防止燒苗干旱時澆水有利于氣孔開放，吸收CO2，增強光合作用有機肥（通過分解者將有機物分解為無機鹽和CO2，利于植物的生長。同時增加了土壤微生物的數(shù)量，改良了土壤）

無機肥：提供無機鹽，供植物根部的吸收

增加土壤中的O2，利于根部有氧呼吸，主動運輸吸收無機鹽

白天增強光合作用,晚上降低細(xì)胞呼吸（在不降低光合作用的基礎(chǔ)上，減小植物體的呼吸作用)(例2改編）農(nóng)業(yè)諺語是勞動人民口口相傳的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，其中蘊藏著豐富的生物學(xué)知識，下列分析錯誤的是（

）

選項農(nóng)業(yè)諺語解釋A白天熱來夜間冷，一棵豆兒打一捧適當(dāng)提高晝夜溫差，有利于有機物的積累B肥多不澆燒壞苗，糞大水勤長得好施肥的同時要合理澆水，避免植物過度失水C地盡其用用不荒，合理密植多打糧提高農(nóng)作物種植密度，可提高光合作用速率D稻子出在犁頭上，勤耕深耕長得壯中耕松土有利于植物根細(xì)胞吸收無機鹽C仿寫原理：麥種深，谷種淺，蕎麥芝麻蓋半臉______________________________

“缺鎂后期株葉黃，老葉脈間變褐亡”______________________________

土層深度不同，含氧量也不同，種子萌發(fā)與氧氣的含量有關(guān)鎂是構(gòu)成葉綠素的元素之一，缺鎂會導(dǎo)致葉片發(fā)黃二、農(nóng)作物種植方式（種群）增產(chǎn)措施及原理（調(diào)整行距、株距，防止葉面相互遮擋，影響光的吸收）

合理密植葉面積指數(shù)光合作用呼吸作用246810凈光合作用物質(zhì)的量A點以后不再增加的原因是____________________________

葉面積指數(shù)應(yīng)控制在

時,最有利于植物生長。葉片相互遮擋,影響對光的吸收5A三、農(nóng)作物種植方式（群落）增產(chǎn)措施及原理辯析間作、套種、輪作間作：在農(nóng)村通常把幾種作物同時期播種的叫間種。可以在空間上提高環(huán)境資源的利用率如增加光合作用的的面積。（突出空間上）1.充分利用光能；2.保證良好通風(fēng)狀況；3.充分利用不同地層的水和礦質(zhì)元素，

均衡土壤元素。一高一矮、一陰一陽、一深一淺搭配等玉米和甘藍間種三、農(nóng)作物種植方式（群落）增產(chǎn)措施及原理辯析間作、套種、輪作套種：在前種作物生長后期利用其行距再次種植另一種作物的種植方法，共同生長的生育期很短，不超過整個生育期的一半。1.改善土壤中的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤肥力2.最大幅度的利用當(dāng)?shù)毓鉄豳Y源.(時間層面)3.避免土地空閑期雜草生長4.減輕病蟲害危害，促進增產(chǎn)一高一矮、一大一小、一早一晚淺搭配等葡萄與花生套種三、農(nóng)作物種植方式（群落）增產(chǎn)措施及原理辯析間作、套種、輪作種植方式共同生長期長短兩種作物生長季節(jié)意

義間作長基本相同側(cè)重于在空間上充分利用光照、水、無機鹽等資源套種短不同側(cè)重于在時間上充分利用光照、水、無機鹽等資源（2020·全國Ⅰ卷，節(jié)選）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物）的方法提高農(nóng)田的光能利用率。現(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到最大時所需的光照強度）見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是_____，選擇這兩種作物的理由是___________________。作物ABCD株高/cm1706559165光飽和點/μmol·m-2·s-112001180560623A和C

作物A光飽和點高且長得高，可以利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進行光合作用。（例3改編）：燕麥生產(chǎn)中存在肥料施用過多，經(jīng)濟效益低等一系列問題。生物興趣小組將燕麥和綠豆按下圖等距間行種植，與同面積土地單獨種植進行對比，發(fā)現(xiàn)這種間作方式有明顯的增產(chǎn)效果。下列說法錯誤的是（

）A.該種植模式有利于提高光能利用率B.綠豆由于與燕麥競爭處于劣勢，產(chǎn)量較單作時下降C.寄生在綠豆的根瘤具有固氮作用，可降低系統(tǒng)氮肥投入D.光照下，燕麥葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體中NADPH的移動方向是類囊體薄膜到葉綠體基質(zhì)C三、農(nóng)作物種植方式（群落）增產(chǎn)措施及原理辯析間作、套種、輪作輪作：指在同一塊田地上，在一定年限內(nèi)按一定順序逐年輪換種植不同作物的種植制度。（突出時間上）長期以來中國旱地多采用以禾谷類為主或禾谷類作物、經(jīng)濟作物與豆類作物的輪作1.保持、恢復(fù)及提高土壤肥力；2.能均衡利用土壤養(yǎng)分和水分；3.改變原有食物鏈，減少病蟲草害；4.

能合理利用農(nóng)業(yè)資源。四、農(nóng)作物搭配方式（生態(tài)系統(tǒng)）增產(chǎn)措施及原理為了更好的增加農(nóng)產(chǎn)品的綜合收益，有人設(shè)計了生態(tài)果園如圖1.請你用不同的角度，分析上述生態(tài)果園與傳統(tǒng)果園相比，優(yōu)勢在哪里？①收獲更多更豐富的產(chǎn)品【對人類】②減少化肥和農(nóng)藥的使用，減少環(huán)境污染【對環(huán)境】③增強生態(tài)系統(tǒng)（抵抗力）穩(wěn)定性【對生態(tài)系統(tǒng)本身】④提高對能量的利用率/調(diào)節(jié)能量流動的方向，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠郑緩哪芰拷嵌取竣輰崿F(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益【從整體性角度】自生、循環(huán)、整體性原理四、農(nóng)作物搭配方式（生態(tài)系統(tǒng)）增產(chǎn)措施及原理為了更好的增加農(nóng)產(chǎn)品的綜合收益，有人設(shè)計了生態(tài)果園如圖2.從生態(tài)工程的角度，分析該生態(tài)果園主要體現(xiàn)了生態(tài)的工程的哪些原理？（例4改編）：草菇喜溫喜濕喜半陰，是可在稻草和麥秸等農(nóng)作物秸稈上栽培的一種食用真菌，某地發(fā)展了“果樹—草菇”立體農(nóng)業(yè)，在果樹下人工栽培草菇，在發(fā)展經(jīng)濟與保護生態(tài)之間，走上了一條可持續(xù)發(fā)展道路。下列相關(guān)分析正確的是（）A.果樹-草菇立體農(nóng)業(yè)運用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理,草菇屬于生產(chǎn)者B.栽培草菇剩下的基質(zhì)，可為果樹提供營養(yǎng),實現(xiàn)能量的循環(huán)利用C.對該立體農(nóng)業(yè)中土壤動物豐富度的調(diào)查，應(yīng)采用標(biāo)志重捕法D.果樹種群下微弱的光照、較高的空氣濕度和較低的風(fēng)速等特殊的環(huán)境條件有利于草菇的生長、發(fā)育D1、農(nóng)作物在個體層次增產(chǎn)，主要通過增強光合作用和減弱呼吸作用完成。

2、農(nóng)作物在種群層次增產(chǎn)，主