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。用所提供的材料和用具，在给出的实验步骤和预测实验结果基础上，继续完成实验设计和预测实验的结果，并对实验结果进行分析：
实验材料和用具：烟草幼苗、试管2支、蒸馏水、NaHCO₃稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、日光灯（实验过程中温度和光照等条件适宜，O₂、CO₂在水中的溶解量和无氧呼吸不计）。
实验步骤和预测实验结果：

（1）剪取两块相同的烟草叶片分别放在盛有等量蒸馏水和NaHCO₃稀溶液的两支试管中，叶片均浮在水面上。

（2）用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均沉在试管底部。

（3）……
分析预测的结果：

Answer 1

（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，因此叶片位于试管底部。

（2）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，蒸馏水的叶片仍在试管底部。

（3）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，蒸馏水的叶片仍在试管底部。
分析预测的结果：
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，因此叶片位于试管底部。
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。

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，是两个方面，由碳酸氢钠稀溶液可以分析出，它可以产生二氧化碳也可以吸收二氧化碳。根据给出的实验步骤“一组加入碳酸氢钠稀溶液，另一组加入等量的蒸馏水”可知，本质是有无二氧化碳，所以应先验证光合作用是否产生氧气，条件应进行光照。利用碳酸氢钠稀溶液提供的二氧化碳产生的气体可使叶片上升。没有二氧化碳供应的不能进行光合作用。然后给以暗处理，呼吸作用又会消耗氧气，叶片又会下沉。