与呼吸作用有关的计算

三．与呼吸作用有关的计算

【知识回顾】呼吸作用的计算会涉及有氧呼吸与无氧呼吸之间葡萄糖的消耗量、氧气的消耗量、二氧化碳的生成量、能量、产生ATP 的量等计算问题。

1．细胞呼吸的总反应式

（1）有氧呼吸的总反应式：

C6H12O6+ 602+ 6H2O--------- > 6CO2+ 12H2O + 能量

（2）无氧呼吸的总反应式：

C6H12O6 --------- > 2C2H5OH （酒精）+ 2CO2 +少量能量[酵母菌、植物细胞在无氧条

件下的呼吸]

C6H12O6 --------- > 2C3H6O3 （乳酸）+少量能量[高等动物和人体的骨骼肌细胞、马铃

薯块茎、甜菜块根、胡萝卜的叶、玉米的胚等细胞在无氧条件下的呼吸，蛔虫和人体成熟的红细胞中（无细胞核）无线粒体，也只进行无氧呼吸。]

2．细胞呼吸的能量关系

（1 ）有氧呼吸1mol葡萄糖彻底分解释放2870kJ能量，1161kJ储存在ATP中，形成38ATP （第一阶段形成2ATP、第二阶段形成2ATP、第三阶段形成34ATP），其余以热能散失。

（2）无氧呼吸——乳酸发酵与酒精发酵

在无氧呼吸的乳酸发酵与酒精发酵过程中，第一阶段产生2ATP ;第二阶段释放的能

量太少，不足于形成ATP，释放的能量全部以热能的形式散失了。如果消化了相同物质的量的葡萄糖，在产生酒精的无氧呼吸中，转移到ATP 的能量与产生乳酸的无氧呼吸是相同的，都是61.08kJ /mol，形成2ATP，但释放的能量要多一些，1mol葡萄糖分解成酒精释放225.94kJ 能量，1mol 葡萄糖分解成乳酸释放196.65kJ 能量，61.08kJ 储存在ATP 中，其余以热能散失。

3．呼吸类型

（1）O2的浓度对细胞呼吸的影响

O2浓度直接影响呼吸作用的性质。O2浓度为0时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下

时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;浓度为10％以上时，只进行有氧呼吸。

（2）细胞呼吸时气体的变化情况（以植物为例）

①如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；

②如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；

③如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。

【例题讲解】

〖例题1〗酵母菌发酵产生CO2的摩尔数为N，在安静情况下，人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的CO2量是（B）

A．1/3Nmol B．3Nmol C．6Nmol D．12Nmol

〖命题意图〗本题考查的知识点是细胞呼吸的有关计算。

〖解析〗酵母菌发酵产生CO2的摩尔数为N ,由反应式“C6H12O6 ---------------- >2C2H5OH （酒精）+ 2CO2 +少量能量”需消耗N/2的葡萄糖；由人通过有氧呼吸消耗葡萄糖的反应式

“C6H12O6+ 6O2+ 6H2O ------- >6CO2 + 12H2O +能量”，人消耗N/2的葡萄糖，可产生3N的

由化学方程式可知，有氧呼吸过程中每消耗

1摩尔O 2同时生成1摩尔CO 2,由于在

相同状况下，气体的体积比等于摩尔比，则结合题意得出：

1小时后测得该容器中 O 2减

少24mL ，有氧呼吸产生24mLCO 2,无氧呼吸产生 24mLCO 2,则在1小时内酒精发酵所 消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 3倍。

〖答案〗D

〖例题3〗下图表示某植物的非绿 色

器官在氧浓度为 a 、b 、c 、d 时，C02 释放量和02吸收量的变化。下列相关叙 述正确的是

A .氧浓度为c 时，无氧呼吸最弱

B .氧浓度为d 时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等

C .氧浓度为a 时最适于贮藏该植物器官

D .氧浓度为b 时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的

5倍

〖命题意图〗考查有关呼吸作用的知识（以呼吸作用的底物是为糖类为前

〖解析〗此题的关键是，正确理解题目中所给图形的含义，运用有氧呼吸和无氧呼

吸的反应式以及有关知识分析问题。氧浓度为 d 时，O 2的吸收量等于CO 2的释放量T 只

进行有氧呼吸，储藏该植物器官最适宜的氧浓度为 c , CO 2的释放量最少

氧浓度为a 时，只进行无氧呼吸，氧浓度为b 时，通过化学反应式，可以计算出，1/2 的葡萄糖

进行有氧呼吸，

5/2的葡萄糖进行无氧呼吸。

〖答案〗D

〖例题4〗下图表示的是某植物的非绿色器官

相J 对 \ ---- 匚⑴窿議量

呼吸时O 2的吸收量和 CO 2的释放量之间的相互关 里

X

系，其中线段XY = YZ ,则在氧浓度为a 时（）

Y

A .有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多

B .有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多

£

a

如浓度

C .有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多

D .有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等

〖解析〗图中分析：a 点既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸； XY = YZ ,说明有氧呼 吸吸

收的。2 （也反映此时的有氧呼吸释放的 CO 2的量）等于无氧呼吸放出的 CO 2的量, 据此不难得出A 、C 、D 项是错误的。

〖答案〗B

【精选练习】

1.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，

通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO 2

C02。〖答案〗B

〖例题2〗一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，

1小时后测得该容器中 02减少

24mL , CO 2增加48mL ,则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的

A . 1/3 倍

B . 1/2 倍

C . 2 倍

D . 3 倍

〖命题意图〗考查酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的原理。

1解析〗有氧呼吸的总方程式： C 6H 12O 6+ 602+ 6H 2O ---------- > 6CO 2 + 12H 2O +能量

无氧呼吸的总方程式：C 6H 12O 6

> 2CO 2 + 2C 2H 5OH （酒精）+能量