グルコースを分解してATPを得る過程を細胞呼吸という。まず細胞質基質で 【1】 が進み、 グルコースはピルビン酸へ分解され、少量のATPと還元型補酵素が得られる。 次にミトコンドリア基質で 【2】 が進み、二酸化炭素が放出されながら NADHなどの還元力が蓄えられる。最後にミトコンドリア内膜上の 【3】 により 電子が受け渡され、膜を隔てた 【4】 が形成される。 この勾配を利用して 【5】 がATPを合成するしくみを 【6】 という。
酸素が不足すると、電子伝達系が十分に働かず、NADHを 【1】 に戻しにくくなる。 そこで解糖系を続けるために、ピルビン酸などを別の物質へ変換してNAD+を再生する過程が 【2】 である。 代表例として、酵母で起こる 【3】 と、筋細胞などで起こる乳酸発酵がある。
光合成は主に葉緑体で行われる。チラコイド膜で起こる 【1】 では、光エネルギーにより 水が分解されて酸素が発生し、ATPとNADPHがつくられる。 その後、ストロマで起こる 【2】 では、二酸化炭素が固定されて有機物合成へ進む。 この回路のCO2受容体は 【3】 であり、CO2固定を触媒する酵素は 【4】 である。 また、CO2固定で生じる最初の安定な化合物は 【5】 である。