高考生物二轮热点专题2 生物学在农业生产中的应用(word版学案)

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高考生物二轮热点专题2 生物学在农业生产中的应用(word版学案)

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高考生物二轮热点专题2
生物学在农业生产中的应用
轮作、间作和套作
1.轮作
(1)种植模式
在同一块土地上,有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或在一年内连续种植超过一熟(茬)作物的种植模式,俗称换茬或倒茬。
示例:小麦收割后种植玉米。
(2)实际意义
①既能显著提高土地利用率,同时也延长了有限土地面积的年有效光照时间,从而提高了光能利用率,提高了作物的单位面积年总产量。
②均衡地利用土壤养分。
③改善调节土壤肥力。
④减轻病虫和杂草危害。
2.间作
(1)种植模式
在同一块土地上,同时(一茬)有两种或两种以上生育季节相近的作物成行或成带(多行)间隔种植的一种模式。
农耕中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。
由于间作的两种农作物有较长的共同生长期,不同作物之间常存在着对阳光、水分、养分等的激烈竞争,因此选择合适的作物搭配,尽可能降低它们之间的竞争,是间作的关键。
(2)实际意义
①增加单位土地的有效光合面积,提高光能利用率。
②合理的间作,可以在作物间产生互补效应,提高土地资源利用率。
3.套种
(1)种植模式
在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的一种种植模式,也称套作或串种。
(2)实际意义
不仅能阶段性地充分利用空间,更重要的是延长了后季作物的生长期,增加了单位土地的有效光照时间,从而增加了光能利用率,提高了年总产量。
(3)间作和套作的区别
共同生长期长短 两种作物生长季节 意义
间作 长 基本相同  侧重于在空间上集约利用光、热、水资源
套作 短 不同  侧重于在时间上集约利用光、热、水资源
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)合理施肥和灌溉能有效提高农作物的光合作用强度,光合作用强度是指 植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量 。农田施肥的同时往往需要适当浇水,从矿质元素吸收角度分析,此时浇水的原因是 肥料中的矿质元素只有溶解在水中,才能被作物根系吸收 。
(2)玉米间作小麦,可以增产(注:①间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物;②光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,与单作相比,间作时玉米光饱和点 增大 (填“增大”或“减小”),原因是 间作利于通风,二氧化碳供应充分,光合速率提高 。
图R2-1
[解析] (1)光合作用强度指的是植物在光照下,单位时间、单位面积二氧化碳的吸收量或氧气的释放量;农田在施肥的同时往往需要适当浇水,原因是矿质元素必须溶解在水中以离子形式被吸收。(2)由图可知,与单作相比,间作时玉米的光饱和点增大,因为间作有利于通风,二氧化碳供应充分,光合速率提高。
合理施肥与中耕松土
1.合理施肥能高效提高作物产量
(1)合理施用氮肥:能显著扩大种植作物的叶片面积,可延长叶片寿命,增加叶绿素含量。同时,合理施用氮肥也能够延长叶片光合时间,提高光合作用强度,增加光合产物的积累。
(2)合理施用磷肥、钾肥:能使输入果实、种子、根、茎等器官的有机物量增多,进而增加产量。
(3)合理施用有机肥料(秸秆、粪尿等):有机肥料经土壤中微生物的分解后,不仅可以释放出各种矿质养分供作物吸收、利用,还能释放出二氧化碳保障作物的碳元素持续供应,促进光合作用,提高产量。同时,合理施用有机肥料还可以改良土壤结构,改善土壤水分、温度、气体状况,利于根系的生长和吸收,促进土壤微生物的活动,加速有机物的分解,形成良性循环。
2.中耕松土
(1)定义:是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。
(2)作用:合理地中耕可疏松表土、增加土壤通气性、提高地温,促进好氧微生物活动和养分有效化、去除杂草、促使根系伸展、调节土壤水分状况。
2 中耕松土是农作物栽培过程中经常使用的一项措施,结合所学的生物学知识进行分析判断,下列说法不合理的是( D )
A.松土可促进根的细胞呼吸,促进农作物对矿质离子的吸收
B.经常松土能促进植物吸收矿质元素,但不利于水土保持
C.松土易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素
D.松土可促进土壤中微生物对腐殖质的分解,加速物质和能量的循环利用
[解析] 松土有利于土壤中的空气流通,提高氧气量,从而促进根的细胞呼吸,有利于根细胞吸收矿质离子,A正确;松土能促进微生物的分解作用,产生无机盐和二氧化碳,能促进植物吸收矿质元素,但经常松土不利于水土保持,B正确;松土可能会造成水土流失,容易产生沙尘暴,C正确;松土可以加快分解者的分解作用,加速物质的循环利用,但能量不可循环利用,D错误。
3 2020年,我国在联合国大会上明确提出力争二氧化碳排放于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月,全国两会上,“碳达峰”“碳中和”被首次写入政府工作报告。意味着我国更加坚定地贯彻新发展理念构建新发展格局推进产业转型和升级走上绿色、低碳、循环的发展路径,实现高质量发展。回答下列有关问题:
(1)绿色植物在适宜光照下,叶肉细胞中CO2 的固定和产生场所分别是 叶绿体(基质) 、 线粒体(基质) 。
(2)为促进农作物产量,在农业生产上可以通过 通风或增施农家肥 (答出一点即可)等措施适当增加CO2浓度,提高农作物的光合速率。
(3)松土是我国农业生产中的一项传统的耕作措施,松土可以增加土壤的透气性,促进土壤中微生物的 有氧呼吸 ,为农作物的生长提供了CO2和无机盐,但同时也会加剧温室效应。近些年,农业提倡免耕法,尽量不用或少用松土措施,免耕法有利于 维护碳平衡、水土保持、保持土壤肥力和结构、减少沙尘暴发生等 (答出一点即可)。
[解析] (1)绿色植物在适宜光照下,叶肉细胞通过暗反应固定CO2, 暗反应场所为叶绿体基质;通过有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质。
(2)农家肥被分解者分解后可为农作物提供二氧化碳等,在农业生产上可以通过通风或增施农家肥等措施适当增加CO2浓度,提高农作物的光合速率。
(3)松土可以增加土壤的透气性,促进土壤中微生物的有氧呼吸,为农作物的生长提供CO2和无机盐。免耕法尽量不用或少用松土措施,有利于维护碳平衡(降低土壤有机物分解速率)、水土保持(避免水分过快蒸发)、保持土壤肥力和结构、减少沙尘暴发生(避免产生浮土)等。
生物学在生产实践中的综合应用实例
4 夏季大棚种植,人们经常在傍晚这样做:①延长2小时人工照光,②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上,③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析错误的是 ( C )
A.①延长光照时间可延长光合作用时间,可以提高有机物的制造量
B.②起到降氧、降温、降湿度的作用,这都对抑制细胞呼吸、减少有机物的消耗有利
C.与①时状态相比,②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强
D.③起到积累棚内CO2浓度抑制细胞呼吸的作用,并对下一天的光合作用有利
[解析] ①延长2小时人工照光,可以延长光合作用时间,提高有机物的制造量,提高光合产量,A正确;②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上,可以起到降氧、降温、降湿度的作用,抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,B正确;与①时的状态相比,②③时呼吸作用受抑制,叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱,C错误;③关上门和通风口,棚内CO2浓度随呼吸作用进行不断升高,会抑制细胞呼吸,并对下一天的光合作用有利,D正确。
5 粮食问题始终是人类所面临的基本问题。我们在注意节约粮食的同时,更要发展现代农业,实现粮食的稳产高产。回答以下有关农业生产的问题:
(1)合理密植可使大田作物得到良好的通风,进而为作物的光合作用提供充足的 CO2 以有利于其在叶绿体基质中直接生成更多的 三碳化合物 。
(2)在同一块田地上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物称为轮作。比如今年的棉田,明年换种西瓜;今年的瓜田,明年换种大豆。这样做的理由是 可提高对土壤无机盐的利用率;可降低发生病虫害的机会 (答出两点)。
(3)休耕是指降低农田耕作频率,如原来一年双季改为一年单季,休耕是进行土壤肥力恢复的一种种植方式。休耕期间需注意耕地保护和管理,如在休耕期间种植绿豆、田菁等豆科植物作绿肥,不浇水不收获,下茬作物种植前直接翻耕入土,可以培肥地力,原因是 绿肥作物翻耕入田,其中的有机物可以被土壤中的分解者分解成无机物,从而增强土壤肥力 。选择种植豆科植物做绿肥的主要原因是 豆科植物与根瘤菌共生,根瘤菌能够固氮,提高土壤中氮肥的含量 。但休耕缩短了农作物对 光照 利用的时间,会导致当年农作物总收获量的降低。
[解析] (1)二氧化碳是暗反应的原料,合理密植可使大田作物得到良好的通风,进而为作物的光合作用提供充足的二氧化碳,有利于其在叶绿体基质中与C5结合,直接生成更多的C3。
(2)合理的轮作有很高的生态效益和经济效益,有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害;能有效地改善土壤的理化性状,提高对土壤无机盐的利用率,调节土壤肥力。
(3)绿肥作物翻耕入田,其中的有机物可以被土壤中的分解者分解成无机物,从而增强土壤肥力,故在休耕期间种植绿豆、田菁等豆科植物作绿肥,可以培肥地力;选择豆科植物做绿肥的主要原因是豆科植物与根瘤菌共生,根瘤菌能够固氮,提高土壤中氮肥的含量;“农田休耕”缩短了农作物对光照利用的时间,可能导致农田总产量降低。【拓展】 温室大棚相关问题总结
温室大棚具有透光、保温的作用。温室大棚所用的塑料薄膜应该选用无色透明薄膜,因为无色透明薄膜能吸收各色光谱,和其他各色薄膜相比无色透明薄膜的温室大棚中光合效率最高;大棚内每天要适时、适量通风,可以起到降温、排湿的作用,同时维持空气中必要的二氧化碳浓度。

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