生物の細胞が有機分子の結合からエネルギーを抽出する手段は、研究対象の生物の種類によって異なります。
原核生物 （バクテリアと古細菌のドメイン）は、酸素を利用できないため、嫌気性呼吸に限定されています。 真核生物 （動物、植物、protisisおよび菌類を含むドメイン真核生物）はそれらに酸素を組み込んでいます 代謝過程とその結果、燃料分子が入るごとにはるかに多くのアデノシン三リン酸（ATP）を得ることができます システム。
ただし、すべてのセルは、総称して次のように知られている10ステップの一連の反応を利用します。 解糖. 原核生物では、これは通常、すべての細胞のいわゆる「エネルギー通貨」であるATPを取得する唯一の手段です。
真核生物では、これは細胞呼吸の最初のステップであり、2つの有酸素経路も含まれます。 クレブス回路 そしてその 電子伝達系.
解糖反応
解糖の複合最終生成物は、プロセスに入るグルコース1分子あたり2分子のピルビン酸に加えて、2分子のATPと2分子のNADH、いわゆる高エネルギー電子キャリアです。
解糖の完全な正味の反応は次のとおりです。
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2P→2CH3（C = O）COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
ここでは「ネット」というラベルが重要です。実際には、 2つのATPが必要です 解糖の最初の部分では、2番目の部分に必要な条件を作成します。この条件では、4つのATPが生成され、全体のバランスシートがATP列でプラス2になります。
解糖ステップ
解糖の各ステップは、すべての細胞代謝反応に通例であるように、特定の酵素によって触媒されます。 すべての反応は酵素の影響を受けるだけでなく、関与する各酵素は問題の反応に固有です。 したがって、1対1の反応物と酵素の関係があります。
解糖は通常、関連するエネルギーの流れを示す2つのフェーズに分けられます。
投資フェーズ： 解糖の最初の4つの反応には、細胞質に入った後のグルコースのリン酸化が含まれます。 この分子の別の6炭素糖（フルクトース）への転位。 異なる炭素でのこの分子のリン酸化により、2つのリン酸基を持つ化合物が生成されます。 この分子を、それぞれ独自のリン酸基が結合した1対の3炭素中間体に分割します。
ペイオフフェーズ： フルクトース-1,6-ビスリン酸の分解で生成される2つのリン酸含有3炭素化合物の1つであるジヒドロキシアセトンリン酸（DHAP）は次のとおりです。 もう一方のグリセルアルデヒド-3-リン酸（G3P）に変換されます。これは、この段階で、グルコース分子が入るたびにG3Pの2つの分子が存在することを意味します。 解糖。
次に、これらの分子はリン酸化され、次のいくつかのステップで、リン酸塩が剥がされ、3つの炭素分子がピルビン酸に再配列されるときにATPを生成するために使用されます。 途中で、2つのNADHがNADから生成されます+、3炭素分子ごとに1つ。
したがって、上記の正味の反応は満たされ、「解糖の終わりに、どの分子が得られるか」という質問に自信を持って答えることができます。
解糖後
真核細胞に酸素が存在する場合、ピルビン酸は細胞小器官にシャトルされます。 ミトコンドリア、すべてについて 好気呼吸. ピルビン酸は炭素から回収され、廃棄物の二酸化炭素（CO）の形でプロセスを終了します。2）、そしてアクテチル補酵素Aとして残されました。
クレブス回路： ミトコンドリアマトリックスでは、アセチルCoAが4炭素化合物のオキサロ酢酸と結合して、6炭素分子のクエン酸塩を生成します。 この分子は、2つのCOが失われ、オキサロ酢酸に還元されます。2 そして1つのATP、3つのNADHおよび1つのFADHの獲得2 （別の電子キャリア）サイクルのターンごと。
これは、2つのアセチルCoAが入るという事実を説明するために、これらの数値を2倍にする必要があることを意味します。 クレブス回路 解糖系に入るブドウ糖の分子あたり。
電子伝達系： ミトコンドリア膜で起こるこれらの反応では、前述の電子キャリアからの水素原子（電子） 大量のATPの合成を促進するために使用されるキャリア分子が取り除かれ、「上流」のグルコースあたり約32〜34 分子。