Question

9．海爾蒙特、普利斯特利、薩克斯等多位科學家用了幾百年的時間，經過無數次的實驗才對光合作用有了比較清楚地認識，有許多關于“驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗”的經典實驗流傳至今，現將其中一個實驗的思路及過程簡述如下：
（注：NaHCO₃稀溶液能維持溶液中CO₂濃度恒定．其原理是當CO₂濃度降低時，NaHCO₃稀溶液能釋放CO₂，當CO₂濃度升高時，NaHCO₃稀溶液能吸收CO₂．）
①剪取一煙草葉片，立即將其放入盛有NaHCO₃稀溶液的容器中，發現葉片浮于液面；
②用真空泵抽去該葉片中的氣體后，發現葉片下沉至容器底部；
③將該容器放在陽光下一段時間，發現葉片逐漸上浮
④再將該容器放在黑暗環境中一段時間，發現葉片又慢慢下沉至容器底部．
請你用所學的知識對以上③、④中葉片的上浮與下沉現象進行解釋．

Answer 1

分析 葉片在溶液中受到向上的浮力和重力的作用，當浮力大于重力時葉片上浮，當浮力小于重力時，葉片下沉．

解答 解：光照下，葉片光合作用強度大于葉片呼吸作用的強度，吸收二氧化碳，釋放氧氣，此時葉片受到的浮力逐漸增大，當浮力大于重力時葉片開始上浮；
黑暗中，葉片不進行光合作用，但是仍然進行呼吸作用，消耗氧氣，釋放二氧化碳，釋放的二氧化碳被碳酸氫鈉溶液吸收，此時葉片受到的浮力逐漸減小，
當浮力小于重力時葉片開始下沉．
故答案為：光照下，葉片光合作用強度大于葉片呼吸作用的強度，吸收二氧化碳，釋放氧氣，此時葉片受到的浮力逐漸增大，當浮力大于重力時葉片開始上浮；
黑暗中，葉片不進行光合作用，但是仍然進行呼吸作用，消耗氧氣，釋放二氧化碳，釋放的二氧化碳被碳酸氫鈉溶液吸收，此時葉片受到的浮力逐漸減小，
當浮力小于重力時葉片開始下沉．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．