細胞呼吸の主要ステップとATP生成の全容

細胞呼吸は、体内の細胞が食物を分解してエネルギーを得るプロセスです。グルコースのエネルギーを利用して、細胞の燃料となるアデノシン三リン酸（ATP）を生成します。すべての植物と動物が生命維持のために細胞呼吸を行います。細胞呼吸は大きく３段階に分かれ、各段階にさらに細かいステップがあります。

解糖系（Glycolysis）

解糖系は細胞呼吸の最初の段階で、食物中の炭水化物から得られるグルコースがピルビン酸に分解されます。この過程は細胞質基質で起こり、酸素を必要としません（好気性・嫌気性両方で実行可能）。酵素の働きにより、ピルビン酸、2分子のATP、2分子のNADHが生成されます。NADHはエネルギーが豊富なニコチンアミドアデニンジヌクレオチドです。

クレブス回路（Krebs Cycle）

クレブス回路は好気的プロセスで、ピルビン酸が細胞質からミトコンドリアへ移動し、アセチルCoAに変換されます。アセチルCoAはミトコンドリア内で一連の化学反応を経て完全に酸化され、8分子のNADH、2分子のFADH2、4分子の二酸化炭素、さらに2分子のATPが産生されます。FADH2はフラビンアデニンジヌクレオチドの略です。

電子伝達系（Electron Transport Chain）

ミトコンドリア内膜に存在するタンパク質群が電子伝達系を構成し、ここで大部分のATPが生成されます。電子がタンパク質を順に渡る過程で水が生成され、プロトンの流れがミトコンドリア膜を通過する際にATP合成酵素が回転し、ATPが合成されます。この段階で約34分子のATPが直接生成され、全体として1分子のグルコースから合計約36分子のATPが得られます。