Question

9．海尔蒙特、普利斯特利、萨克斯等多位科学家用了几百年的时间，经过无数次的实验才对光合作用有了比较清楚地认识，有许多关于“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”的经典实验流传至今，现将其中一个实验的思路及过程简述如下：
（注：NaHCO₃稀溶液能维持溶液中CO₂浓度恒定．其原理是当CO₂浓度降低时，NaHCO₃稀溶液能释放CO₂，当CO₂浓度升高时，NaHCO₃稀溶液能吸收CO₂．）
①剪取一烟草叶片，立即将其放入盛有NaHCO₃稀溶液的容器中，发现叶片浮于液面；
②用真空泵抽去该叶片中的气体后，发现叶片下沉至容器底部；
③将该容器放在阳光下一段时间，发现叶片逐渐上浮
④再将该容器放在黑暗环境中一段时间，发现叶片又慢慢下沉至容器底部．
请你用所学的知识对以上③、④中叶片的上浮与下沉现象进行解释．

Answer 1

分析 叶片在溶液中受到向上的浮力和重力的作用，当浮力大于重力时叶片上浮，当浮力小于重力时，叶片下沉．

解答 解：光照下，叶片光合作用强度大于叶片呼吸作用的强度，吸收二氧化碳，释放氧气，此时叶片受到的浮力逐渐增大，当浮力大于重力时叶片开始上浮；
黑暗中，叶片不进行光合作用，但是仍然进行呼吸作用，消耗氧气，释放二氧化碳，释放的二氧化碳被碳酸氢钠溶液吸收，此时叶片受到的浮力逐渐减小，
当浮力小于重力时叶片开始下沉．
故答案为：光照下，叶片光合作用强度大于叶片呼吸作用的强度，吸收二氧化碳，释放氧气，此时叶片受到的浮力逐渐增大，当浮力大于重力时叶片开始上浮；
黑暗中，叶片不进行光合作用，但是仍然进行呼吸作用，消耗氧气，释放二氧化碳，释放的二氧化碳被碳酸氢钠溶液吸收，此时叶片受到的浮力逐渐减小，
当浮力小于重力时叶片开始下沉．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．