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、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等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量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，叶片均浮在水面。
（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）
分析预测结果：
实验步骤和预测实验结果：
（3）将这两支试管放在日光下，照光一段时间。结果：NaHCO3稀释溶液中叶片上浮，蒸馏水中叶片仍在试管底部。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀释溶液中叶片下沉，蒸馏水中叶片仍在试管底部。
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，释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气，叶肉细胞中的氧气增加，叶片上浮；而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气，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氧气，放出的二氧化碳，溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏氧气，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。
本题是以光合作用和有氧呼吸为背景的实验补充设计与实验分析。要求学生具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理，同时对语言表达也有较高的要求。
（1）实验目的（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）中关键词（气体）是指O2、CO2，还是O2和CO2？如果把气体理解成O2和CO2，设置实验步骤就需要考虑光合作用能产生O2，光合作用能消耗CO2，有氧呼吸能产生CO2，有氧呼吸能消耗O2四种情况，会把问题复杂化。气体的理解实际上考查了学生获取信息的能力。实验材料与用具中给出了NaHCO3稀溶液，其作用为光合作用提供原料，也是CO2的缓冲液，能确保CO2保持相对稳定，因此，实验目的中的气体应该指O2。如果把实验目的改为验证叶片在光合作用过程中产生O2和呼吸作用过程中消耗O2，看上去会使试题的难度下降，但又会产生新的问题，即实验步骤中需要通过一定的手段验证产生的气体是否为O2，而所给的实验设备不能满足要求。因此，题干中的实验目的虽然有歧义，还是比较科学的，能考查学生的理解能力和获取信息能力。
（2）控制实验变量，即操纵气体（O2）的产生和消耗的所需要的条件是什么？控制实验变量可以从实验材料与用具入手，将所给的实验步骤中已经用到的材料与用具在题干中用线划掉，剩下的暗培养箱、日光灯在补充的实验步骤中必须用到。确保单一变量原则，日光灯下，对应于光合作用能产生O2，暗培养箱对应于有氧呼吸能消耗O2。
（3）先日光灯处理，还是先暗培养箱处理？日光灯下，产生O2，能使叶片浮起来；暗培养箱处理，消耗O2，能使叶片沉到试管低部。但步骤2中叶片均下沉到试管底部，如果先暗培养箱处理就观察不到明显的现象，所以应该先光处理。
（4）预测结果可以写光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗吗？不可以，本题要求预测实验结果，而不是实验结论。通过已有的实验步骤可以找到本实验的观察指标是指叶片浮在水面或叶片下沉到试管底部。这种实验中观察到的现象就是实验结果，结合实验结果，再根据实验目的分析得到的才是结论，验证性实验的实验结论与实验目的一致。
（5）光下有氧呼吸影响实验结果吗？光照下，既能进行光合作用，又能进行有氧呼吸，如果两者的强度相同，则O2的变化量为0，叶片保持原来的状态。因此，必须在适宜光照条件下，光合作用强度大于有氧呼吸强度，光合作用产生的O2多于有氧呼吸消耗的O2，才能观察到叶片上浮的现象。
应用题天天练四川大学出版社系列答案科目：高中生物 来源： 题型：
为了验证环境因子光照、二氧化碳的不足分别对光
合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片，抽取叶内气体使之下沉于水中，在不同条件下根据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。请回答：
（1）实验假设 。
（2）实验1：取三角瓶，编号A，加入一定量的冷开水，再加入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑纱布（透弱光）包裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温，放入下沉小叶圆片10片；将三角瓶置于日光灯下，记录一定时间内的上浮叶片数．
参照实验1请简要写出实验2应变化的条件：
；
参照实验1请简要写出对照组应变化的条件:
。
（3）预期结果:实验组1和实验组2 。
对照组 。
（4）浸没于水中的叶圆片上浮的原因是 。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com