1   数学求解

1.1　相关假设 设：左右两装置质量分别都为A。进一步假设如下：

    左侧。树枝质量为m₁，蒸腾吸收水质量为b₁，烧杯内所剩水质量为A-m₁-b₁，树枝呼吸消耗量为c₁，树叶光合作用合成物的净量为k*b₁，一段时间后左装置质量为y₁。

    右侧。树枝质量为m₂，蒸腾吸收水质量为b₂，烧杯内所剩水质量为A-m₂-b₂，树枝呼吸消耗量为c₂，树叶光合作用合成物的净量为k*b₂，一段时间后右装置质量为y₂。

1.2  m、b、c左右侧质量大小　由呼吸作用反应式C₆H₁₂O₆+6H₂O+O₂ → 6CO₂+12H₂O+ 能，可知每反应掉180单位质量的葡萄糖，将生成108单位质量的H₂O，相差72单位质量，即净减少72单位质量，用于使树枝质量减轻，在此归入呼吸消耗量c，树枝越大，c值越大，显然，m₁＞m₂， b₁＞b₂， c₁＞c₂。

1.3  求K值　植物吸收的水约1-5%用于光合作用和呼吸作用等生命活动，95-99%的水由蒸腾作用散失。假设蒸腾吸水中取5%的量参与光合作用。由光合作用反应式CO₂+H₂O→（CH₂O）+O₂ 可知，每消耗18单位质量的H₂O，可生成30单位质量的糖，即净增加量为12单位质量，那么任一侧树枝而言光合作用中消耗5% *b单位质量的水，将净增量为2/3* 5%*b单位质量，即为0.033b单位质量，可看成任一侧树枝光合作用合成糖的质量，所以k值为0.033。

1.4  比较左右侧质量大小  一段时间后，对任一侧而言，装置质量应等于树枝原质量m，加所剩水质量（A-m-b），再加光合作用合成糖的净质量b*k，减去呼吸消耗的量c。

左侧重：y₁= m₁+(A-m₁-b₁) + b₁k-c₁           y₁= A- b₁+b₁k-c₁

右侧重：y₂= m₂+(A-m₂-b₂) + b₂k-c₂           y₂= A- b₂+b₂k-c₂

△y = y₁-y₂ =（A₁- b₁+b₁k-c₁）- (A- b₂+b₂k-c₂)

△y=(k-1) (b₁-b₂)- (c₁-c₂)

由k-1 ＜0   b₁-b₂＞0   得 (k-1)(b₁-b₂) <0

由c₁-c₂＞0             得 -(c₁-c₂) ＜0

所以：△y ＜0         即 y₁＜y₂

    因此，左侧质量将小于右侧，天平右侧将下降。

2   实验求解

笔者按图示装置要求，在日光适宜条件下，先后进行了二次实验。第一次，用菊花枝，左侧6片叶，右侧3片叶，约3-5分钟，表现出现象；第二次，用女贞枝条，左侧14片叶，右侧6片叶，约15~20分钟表现出现象。两次都为左侧上升，右侧下降。实验证明数学求解是正确的。

实验过程中，笔者首先将天平调零，然后装配装置，为了保证不必要的干扰，笔者用透明胶带将树枝固定，使之垂直于烧杯底，用滴管滴水的方式将天平调整平衡。从实验本身看，不存在干扰实验求解过程。

3   再次求解

3.1  问题转变 为了方便起见，我们可以在左侧树枝中扣去与右侧树枝等质量的部分。这样我们就把问题转变成这样：即，只要关注一段时间后，左侧质量的变化量，若左侧质量变化量增加则左侧下降，若左侧质量变化量减少则右侧下降，若左侧质量变化量为零侧左侧与右侧都不升降。

3.2　影响左侧质量的因素分析  设左侧质量为M，且M受影响于：①②③

①光合作用，净合成物的质量0.033b （使左装置质量增加）

②蒸腾作用，散失水的质量为0.95b   (使左装置质量减少)

③呼吸作用，消耗物的质量c≤0.033b（使左装置质量减少）

    树枝蒸腾吸收水量为b时，由上面计算可知，树枝光合作用净合成量为0.033b，蒸腾作用散失水的量为0.95b。使左装置质量减少的0.95b运大于使左装置质量增加的0.033b，即使左侧Ｍ减少，故右侧下降而不是左侧下降，故选Ｂ不对。而右侧下降的结果必然排除了光合作用作为右侧下降的原因的可能性，因为光合作用合成物质仅仅表现为使左侧Ｍ质量增加，从而使左侧装置表现下降的倾向，因此右侧下降决不可能是光合作用所致，故选Ａ也不对。若再考虑呼吸作用时则左侧Ｍ质量应更加减少，从而使右侧应更加下降，而此时阳光照射下，依据常识呼吸作用消耗量c应不大于光合作用净合成量，即c≤0.033b，即使取最大值0.033b，与0.95b相比也小得很多，故使左侧M减少的原因主要来自蒸腾作用，而不是呼吸作用，故不能选D，因此只能选C。

3.3  实验验证 为了验证使左侧M减少的原因主要来自蒸腾作用，而非呼吸作用，笔者又做了这样的实验，10mL小量筒装满10mL水，滴上2滴食用油，使油浮在水面，插进一带叶枝条（该枝条提前2天已插入水中做适应处理），并将该装置称重（包括量筒、水、食用油、枝条）。将该装置放在暗处，使枝条不能完成光合作用，只能进行蒸腾作用和呼吸作用，３－４天左右后，取出装置再称重，拿走枝条看量筒水量变化。下表是先后3次实验的记录。该实验避开了光合作用之干扰，只从蒸腾作用和呼吸作用两个方面来讨论枝条的质量变化，从实验中看出，呼吸消耗与蒸腾失水都使装置质量减少，呼吸消耗所占份额不足9%，而蒸腾失水量所占份额超过91％。这一实验结果虽然来自不照光的情况，笔者预计，光下这一比例可能会有变动，但蒸腾失水量所占份额远大于呼吸消耗量所占份额，这一结论应该是成立的。因此，选C也是由实验依据的。