主题：“提高农作物产量”专题复习教学

“提高农作物产量”专题，涉及高中生物学的代谢、调节、遗传、生态、生物技术三本教材的主干知识。此专题既能进一步深化知识体系，又能提高学生的综合运用能力。并且是高考考查的重点内容。作者在本主题的复习教学中，力求体现高考以基础知识为载体、以能力立意的命题指导思想。以构建知识体系、实践应用、典型例题评析和实验设计与探究为中心，全面培养学生的理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力以及综合运用能力。现介绍如下：

１、夯实基础知识　构建知识体系

以提高农作物产量具体措施为主线，以提高光能利用率为重心，构建农作物的育种和生长期的管理相关知识体系，使学生在第一輪复习的基础上，夯实、巩固、提高、升华基础知识，形成完整的知识结构体系（如图 1）。

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图 1 提高农作物产量具体措施

２、联系生产实际　培养综合运用能力

在生产实际实施过程中，影响农作物产量的因素多样化特点，如：农作物育种、光合作用、呼吸作用、水分代谢、矿质营养、激素调节、生物因素等。以提高农作物产量具体措施为主线，并结合典型例题评析，培养学生的知识综合运用能力。

2.1　作物育种　农作物产量的高低，种子的品质是重要的内在因素。农作物育种的常用方法有如下六种（如图 2）。

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图 2 六种育种方法

例题 1 为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴 60 的γ射线辐射植物种子筛选出不同性状的突变植株，请回答下列问题：

（1）钴 60 的γ辐射用于育种的方法属于____________育种。

（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验（杂交一、二）。据结果问答：

①控制高产、优质性状的基因位于________对染色体上。在减数分裂联会期_______（能、不能）配对。

杂交一：

P：           ♀非高产、优质、抗盐×♂高产、非优质、不抗盐

　　　　　　　　　　　　　　 ↓

F1　　　　　　　　　　高产、优质、抗盐

　　　　　　　　　　　　　　 ↓　

F2：　　　　　　　　　高产、优质、抗盐 9

　　　　　　　　　　非高产、优质、抗盐 3

　　　　　　　　　　高产、非优质、抗盐 3

　　　　　　　　　　非高产、非优质、抗盐 1

杂交二：♀高产、非优质、不抗盐×♂非高产、优质、抗盐

　　　　　　　　　　　　　　   ↓

F1　　　　　　　　　高产、优质、不抗盐

　　　　　　　　　　　　　　  ↓　

F2：　　　　　　　　高产、优质、不抗盐 9

　　　　　　　　　非高产、优质、不抗盐 3

　　　　　　　　　高产、非优质、不抗盐 3

　　　　　　　　　非高产、非优质、不抗盐 1

②抗盐性状属于___________遗传。

（3）从突变植株中还获得了显性高蛋白植株（纯合子），为验正该性状是否有一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：①步骤 1 ：选择___________和___________杂交。预期结果___________。②步骤 2___________。预期结果___________。③观察实验结果，进行统计分析：如果___________与___________相符，可证明该性状由一对基因控制。

［评析］此题注重生产实践应用，涉及了诱变育种、杂交育种和实验方案设计。从杂交一和杂交二可以分析：F1 的高产、优质自交后代 F2 表现出四种类型，并且表现型比例为 9：3：3：1 ，则高产、优质为细胞核遗传。抗盐与不抗盐无论是正交还是反交，后代总是表现母本性状，应为细胞质遗传。验证显性纯合高蛋白植株性状是否由一对基因控制，可用测交或自交方法，观察后代实验结果，比例是 1：1 或 3：1 ，并与预期结果一致，则为一对基因控制的性状。

2.2　植物代谢　从生长期的管理角度入手，以植物代谢为内容，以提高农作物对光能利用率为重心，全面总结归纳光合作用、呼吸作用、水分代谢和矿质营养等非生物因素对光能利用率的影响，进一步深化知识体系，提高学生的综合运用能力。

提高农作物光能利用率的措施主要有以下几个方面，总结归纳如下（如图 3）：

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图 3 　提高农作物光能利用率措施

在生产实践中，提高农作物的产量，要设法调整光合作用和呼吸作用的关系以及非生物因素（如：光照强度、二氧化碳供应、温度、水分变化）的影响，从而提高对光能利用率。

例题 2 　将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 CO2 浓度，在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 CO2 吸收速率表示），测定结果如右图。下列相关叙述，正确的是

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A、如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移

B、如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移

C、如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移

D、如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移

［评件］此题主要考查了光强度和 CO2 浓度对光合作用的影响。图中所示在光强度一定时，0~a 光合作用小于呼吸作用，a 点光合作用等于呼吸作用，a~b 随 CO2 浓度增加光合作用的强度增加，b 为 CO2 浓度饱和点。如果光照强度适当增强，光合作用强度增加，而呼吸作用强度基本不变，a 点左移，CO2 利用量增强，b 点右移，从而提高光合作用的强度。

例题 3　夏季，在晴天、阴天、多云、高温干旱四种天气条件下，猕猴桃的净光合作用强度（实际光合速率与呼吸速率之差）变化曲线不同［见后页图 (a)~ (d)］，请指出表示晴天的曲线图。
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［评析］此题主要考查了在生产实践中，气候条件对光合作用和呼吸作用的影响，从而影响猕猴桃的产量。考查了光照强度、蒸腾作用、温度、CO2 等因素之间的相互关系。在夏季晴天 10－14 时由于蒸腾作用增强而导致部分气孔关闭，CO2 缺乏，光合强度减弱，呼吸强度未变，净光合作用强度减弱。在夏季阴天和多云条件下，由于在 6－18 时光照相对弱，气孔不关闭，CO2 供应充足，光合强度 12 时最大，净光合作用强度最大，而多云比阴天照强度又大。在高温干旱气条件下，净光合作用强度变化曲线趋势与晴天基本一致，但由于高温干旱水分缺乏，在 11－18 时气孔关闭程度更大，CO2 更加缺乏，光合作用强度小于呼吸作用强度，净光合作用强度为负值。

例题 4 　将 2 株大小一样，发育相同的健壮薄荷苗 A、B，分别在加土的雨水和雨水中培养，经过一段时间，A、B 两株植物在长势和重量上的差别很大，结果如下表。请回答：

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（1）植株重量增加的重要原因之一是由于植株进行___________作用，合成了有机物；其原料除了水，还需要吸收大气中的___________。

（2）植株 A、B 吸收的水分除了一小部分用于自身的生命活动外，大部分通过___________作用散失到空气中。因此，植树造林可以增加空气湿度，调节气候。

（3）植株 A、B 的差别说明植物的生长除了需要吸收水分外，还需要从培养液中吸收___________，这是一个主动运输的过程，需要消耗___________。陆地栽培植物，在土壤淹水时，根部细胞会进行___________，产生___________等物质，造成对根细胞的伤害。

［评析］此题主要考查了在生产实践中，影响陆地栽培植物产量的非生物因子，题中涉及光合作用、呼吸作用、水分代谢、矿质营养等知识点。

例题 5 　回答下列问题

（1）大面积种植中，采取那些措施可以提高产量（　　）。

A、通风　　B、增施农家肥      C、延长生育期     D、施用碳酸氢铵　E、合理密植

（2）上述措施中，不能提高该植物光合速率的是（　　）。

（3）除大田种植外，还可以采取___________等多种栽培模式以提高产量。

［评析］此题主要考查了大面积种植中，提高产量采取的具体措施。通风、增施农家肥和用碳酸氢铵，可增加 CO2 供应。合理密植可增大光合面积。延长生育期可延长光合时间。增大光合面积和延长光合时间，能提高光能利用率，但不能提高光合速率。采取温室栽培和无土栽培等模式可以提高产量。

提高农作物产量具体方法：培育优良品种，提高复种指数，延长生育期，补充人工光照，增温、降温，合理施肥、施用碳酸氢铵、增施农家肥，合理密植，间作套种、輪种、正行、通风，除草、除虫等。

2.3 　激素调节　在作物个体生长期管理中，运用激素调节的原理，喷洒生长素类似物来促进植物的生长和果实的发育，萘乙酸促进瓜类单性结实，喷洒乙烯促进果实的成熟。可以通过整枝修剪等方法促进侧枝的生长，喷洒一定浓度 2，4－D 除双子叶杂草，使能量合理流向产量部分。这些措施都能一定程度提高农作物产量。

2.4　生物因素　在作物个体生长期管理中，运用种间关系的原理，进行间作套种、除草和除虫等。可以建立生态农业，获取环保、高产的农产品。

３、进行实验设计与探究　培养科学思维方法

3.1　科学思想与科学思维方法　让学生理解科学家经典实验设计思想，如：光合作用发现的科学思想（普里斯特利、萨克斯、恩格尔曼、鲁宾和卡门），作物育种科学思想（孟德尔）。这些经典实验是精心思考、巧妙设计、反复实践，经后人多次重复证明是正确的。在此基础上，对实验选材、实验条件控制、对照实验的设计、实验结果的分析验证等方面作深入剖析，使学生建立正确的科学思想与科学思维方法。

3.2　实验设计与探究　提出一些课题，如：探究光照强度对光合速率的影响，探究不同光质对光合产物种类的影响，探究二氧化碳浓度对光合速率的影响，探究不同温度对呼吸速率和光合速率的影响，探究不同矿质元素和水分供应对光合速率的影响，探究不同植物激素对植物生长发育、成熟、矮化、丰产等方面的影响，探究抗病、抗旱、抗寒、丰产农作物的育种方法、探究不同植物之间间作套种的最佳组合，探究不同植物最佳密度，探究人工草场种间关系等。培养学生独立完成实验的能力，设计简单实验方案并处理相关实验问题的能力，利用相关实验定量描述生命活动的特征的能力。

附：参考答案：

例题 1（1）诱变　（2）①两（或不同）　不能　②细胞质（或母系）

（3）①高蛋白（纯合）植株　低蛋白植株（或非高蛋白植株）后代（或 F1）表现型都是高蛋白植株　②测交方案：用 F1：与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 1：1 或自交方案：F1 自交（或杂合高蛋白植株自交）后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 3：1 　③实验结果　预期结果。例题 2 D。例题 3 （b）。例题 4 （1）光合　二氧化碳　（2）蒸腾　（3）矿质元素　能量（或 ATP）无氧呼吸　酒精。例题 5 （1）ABCDE　（2）CE（3）温室栽培　无土栽培。