整合生物学知识,提高农作物的产量

热考培优(三)|整合生物学知识，提高农作物的产量
[热考解读]
1．改善农作物的细胞代谢
(1)利用顶端优势原理进行果树整形修剪、茶树摘心、棉花打顶等，以增加分枝、提高产量。

(2)促进果实发育，防止落花落果。

植物受粉时，子房同时接受了花粉带来的生长素，这些生长素使花不至于脱落而继续发育，且刺激子房细胞分裂并长大。

3．改变农作物的遗传特性
(1)发展生态农业，实现能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。

(2)调整农田生态系统能量流动关系，使能量持续高效地流向农作物。

[命题设计]
1．(2018·江西南昌高三联考)研究者发现，将玉米的PEPC基因导入水稻后，水稻在高光强下的光合速率显著增加。

为研究转基因水稻光合速率增加的机理，将水稻叶片放入叶室中进行系列实验。

(1)实验一：研究者调节25 W灯泡与叶室之间的距离，测定不同光强下的气孔导度和光合速率，结果如图所示。

(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)
光强低于800 μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是____________。

在大于1 000 μmol·m－2·s－1光强下，两种水稻气孔导度开始下降，转基因水稻的光合速率明显增加，推测光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使____________________________________增加。

(2)实验二：向叶室充入N2以提供无CO2的实验条件，在高光强条件下，测得原种水稻和转基因水稻叶肉细胞间隙的CO2浓度分别稳定到62 μmol·m－2·s－1和50 μmol·m－2·s－1。

此时，两种水稻的净光合速率分别为________ μmol·m－2·s－1和________μmol·m－2·s－1，说明在高光强下转基因水稻叶肉细胞内的____________(部位)释放的CO2较多地被________。

(3)实验三：研磨水稻叶片，获得酶粗提取液，分离得到水稻叶片中的各种酶蛋白，结果显示转基因水稻中PEPC以及CA(与CO2浓缩有关的酶)含量显著增加。

结合实验二的结果进行推测，转基因水稻光合速率提高的原因可能是_________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)光强低于800 μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度，在大于1 000 μmol·m－2·s－1光强下，两种水稻气孔导度开始下降，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是光照强度增加与二氧化碳供给不足对光合速率的正负值影响相互抵消。

而转基因水稻的光合速率明显增加，推测光合速率增加的原因不是通过气孔导度增加使进入叶片细胞内的CO2量增加。

(2)由于测得原种水稻和转基因水稻叶肉细胞间隙的CO2浓度分别稳定到62 μmol·m－2·s－1和50 μmol·m－2·s－1，说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，两种水稻的净光合速率都为0。

从而说明在高光强下转基因水稻叶肉细胞
内有氧呼吸过程中，线粒体释放的CO2较多地被固定。

(3)研磨水稻叶片，获得酶粗提取液，利用电泳技术分离水稻叶片中的各种酶蛋白，结果显示转基因水稻中PEPC以及CA(与CO2浓缩有关的酶)含量显著增加。

结合实验二的结果进行推测，转基因水稻光合速率提高的原因可能是转入PEPC基因引起CA酶基因的表达，进而使细胞利用低浓度CO2的能力提高。

答案：(1)光照强度进入叶片细胞内的CO2量(2)00线粒体固定(3)转入PEPC基因引起(促进)CA酶基因的表达，进而使细胞利用低浓度CO2
2．(2018·北京东城区高三模拟)油桐是我国特有经济林木，研究人员在夏季对油桐叶片喷施不同浓度的赤霉素(GA)后，研究了赤霉素与油桐光合作用的关系。

结果如图。

(1)赤霉素是由植物体的特定部位________，再被运输到作用部位，对生长发育起________作用的微量有机物。

它属于植物细胞之间传递________的分子。

(2)由上图可以看出，在不同浓度GA的处理下油桐净光合速率在________________时出现两次峰值，并在14：00出现明显的光合“午休”现象。

出现“午休”的原因可能是在夏季的中午，油桐叶片的部分气孔关闭，在减少水分散失的同时让进入叶片的________减少，使光合速率降低。

而喷施一定浓度的赤霉素后对油桐的光合“午休”现象有一定的________作用。

(3)由上图分析，该实验还能得出的结论是_____________________________________
________________________________________________________________________。

解析：(1)赤霉素属于植物激素，是由植物体的特定部位产生，再被运输到作用部位，对生长发育起调节作用的微量有机物。

它属于植物细胞之间传递信息的分子。

(2)由上图可以看出，在不同浓度GA的处理下油桐净光合速率在9：00和16：00时出现两次峰值，并在14：00出现明显的光合“午休”现象，原因可能是在夏季的中午，油桐叶片的部分气孔关闭，进入叶片的CO2减少，使光合速率降低。

而喷施一定浓度的赤霉素后净光合作用速率相对较高，说明赤霉素对油桐的光合“午休”现象有一定的弱化作用。

(3)由上图分析，该实验得出的结论是喷施赤霉素能够有效地增强油桐的光合作用，且浓度为200 mg/L的赤霉素作用更显著。

答案：(1)产生调节信息(2)9：00和16：00CO2弱化(3)喷施赤霉素能够有效地增
强油桐的光合作用，且浓度为200 mg/L的赤霉素作用更显著。