天津市第四十二中学何芸

高中生物教学中注重生物概念、术语的理解与应用，但复习中也涉及相关计算问题。

一、光合作用和呼吸作用中的计算

有关光合作用和呼吸作用的计算，主要是利用光合作用和呼吸作用的反应方程式，根据原料与产物之间的关系进行简单的化学计算，这类题目的难度不大。

如果将光合作用和呼吸作用结合起来设计计算题，题目的难度就大大增加了。正确理解净光合作用、总光合作用和呼吸消耗之间的关系是解题的关键。

在关于呼吸作用的计算中，在氧气充足的条件下，完全进行有氧呼吸，在绝对无氧的条件下，只能进行无氧呼吸。设计在这两种极端条件下进行的有关呼吸作用的计算，是比较简单的。但如果在低氧条件下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，设计的计算题就复杂多了，解题时必须在呼吸作用释放出的CO2中，根据题意确定有多少是无氧呼吸释放的，有多少是有氧呼吸释放的。呼吸作用的底物一般是葡萄糖，以葡萄糖作为底物进行有氧呼吸时，吸收的O2和释放的CO2的量是相等的，但如以其他有机物作为呼吸底物时，吸收的O2和释放的CO2就不一定相等了，在计算时一定要写出正确反应方程式，并且要正确配平后才进行相关的计算。

例题：下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图回答：

(1)外界氧浓度在10%以下时，该器官的呼吸作用方式是___________________。

(2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是_________，进行此种呼吸方式所用的底物是_________。

(3)当外氧浓度为4%～5%时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的________倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的______倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的_______倍。

解析：如图所示曲线，在氧浓度大于10%时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色组织此时进行的是有氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖。在氧浓度小于10%时，CO2的释放量大于氧气的吸收量，说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的，所以在氧浓度小于10%时就是无氧呼吸和有氧呼吸并存。第(3)小题的计算方法是：在外界氧浓度为4%～5%时，O2的吸收量相对值为0.4，则通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0.4，有氧呼吸分解1mol葡萄糖释放6molCO2，所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0.4/6。无氧呼吸释放的CO2的相对值为0.6-0.4＝0.2，按题意该非绿色组织无氧呼吸产物是酒精和CO2，分解1mol葡萄糖释放2molCO2，所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2/2。由此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数是：(0.2/2)/(0.4/6)＝1.5。释放的能量无氧呼吸约相当于有氧呼吸的倍数是：[(0.2/2)×196.65]÷[(0.4/6)×2870]＝0.1027。无氧呼吸转移到ATP中的能量约相当于有氧呼吸的倍数是：[(0.2/2)×61.08]÷[(0.4/6)×1255]=0.073。

答案：

(1)有氧呼吸和无氧呼吸

(2)有氧呼吸葡萄糖

(3)1.5 0.1 0.07