Question

为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。

实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO₃稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度条件适宜，空气中O₂和CO₂在水中的溶解度及无氧呼吸忽略不计）。

实验步骤和预测实验结果：

（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO₃稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。

（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。

（3）_____________________________________________________________________.

分析预测的结果：

Answer 1

步骤:（3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间。结果：NaHCO₃稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO₃稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

分析预测的结果：

（1）光照下，NaHCO₃稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O₂多于呼吸作用消耗的O₂，叶肉细胞间隙中的O₂增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO₂和O₂，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。

（2）黑暗中，NaHCO₃稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O₂，放出的CO₂溶于NaHCO₃稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O₂，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。

解析:

本题考查绿色植物在光下进行光合作用吸CO₂放O₂；在暗处只进行呼吸作用吸O₂放CO₂，以及生物学实验的基本技能（如“明确实验目的”、“理解实验原理”、“确认实验变量”、“平衡干扰变量”、“实验结果的预期与分析”等）。这道题的实验目的是“验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗”，从题给实验条件可知，NaHCO₃稀溶液平衡了叶片生理过程中的CO₂，实际上只要考虑O₂的变化。在光下盛NaHCO₃稀溶液的试管，叶片进行光合作用放出O₂，叶片上浮，盛蒸馏水的试管，叶片不能进行光合作用仍在试管底部；暗培养箱中NaHCO₃稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O₂，放出CO₂溶于NaHCO₃稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O₂，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。