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，继续完成实验设计、结果预测和分析。

实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、碳酸氢钠稀溶液（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，空气中和在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。

实验步骤、预测实验结果并分析：

第1步：剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和碳酸氢钠稀溶液的甲、乙两支试管中。此时，叶片均浮在水面。

第2步：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。

第3步：将这两只试管放在__________一段时间，观察到__________。分析原因____________________。

第4步：再将这两支试管放在_______________一段时间，观察到________________。分析原因______________________________。

Answer

日光灯下 甲试管中叶片仍在试管底部，乙试管中叶片上浮 光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出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。而蒸镏水中缺乏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 暗培养箱中 乙试管中叶片下沉，甲试管中叶片仍在试管底部 黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片只进行呼吸作用，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。蒸镏水中缺乏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】

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，两组实验的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。

由以上分析可知，第3步：为验证实验目的，应首先将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，因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；

第4步：再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间，因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。