葡萄糖经过有氧呼吸后其中的氧元素最后是在二氧化碳中.氧气中的氧元素到水中.
（1）葡萄糖磷酸化
葡萄糖氧化是放能反应,但葡萄糖是较稳定的化合物,要使之放能就必须给与活化能来推动此反应,即必须先使葡萄糖从稳定状态变为活跃状态,活化一个葡萄糖需要消耗1个ATP,一个ATP放出一个高能磷酸键,大约放出30.5kj自由能,大部分变为热量而散失,小部分使磷酸与葡萄糖结合生成葡萄糖-6-磷酸.催化酶为己糖激酶.
（2）葡萄糖-6-磷酸重排生成果糖-6-磷酸.催化酶为葡萄糖磷酸异构酶.
（3）生成果糖-1、6-二磷酸.催化酶为6-磷酸果糖激酶-1.
1个葡萄糖分子消耗了2个ATP分子而活化,经酶的催化生成果糖-1,6-二磷酸分子.
（4）果糖-1、6-二磷酸断裂成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,催化酶为醛缩酶.
（5）磷酸二羟丙酮很快转变为3-磷酸甘油醛.催化酶为丙糖磷酸异构酶.
以上为第一阶段,1个6C的葡萄糖转化为2个3C化合物PGAL,消耗2个ATP用于葡萄糖的活化,如果以葡萄糖-1-磷酸形式进入糖酵解,仅消耗一个ATP.这一阶段没有发生氧化还原反应.
（6）3-磷酸甘油醛氧化生成1、3-二磷酸甘油酸,释放出两个电子和一个H+, 传递给电子受体NAD+,生成NADH+ H+,并且将能量转移到高能磷酸键中.催化酶为3-磷酸甘油脱氢酶.
（7）不稳定的1、3-二磷酸甘油酸失去高能磷酸键,生成3-磷酸甘油酸,能量转移到ATP中,一个1、3-二磷酸甘油酸生成一个ATP.催化酶为磷酸甘油酸激酶.此步骤中发生第一次底物水平磷酸化
（8）3-磷酸甘油酸重排生成2-磷酸甘油酸.催化酶为磷酸甘油酸变位酶.
（9）2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP.催化酶为烯醇化酶.
（10）PEP将磷酸基团转移给ADP生成ATP,同时形成丙酮酸.催化酶为丙酮酸激酶.此步骤中发生第二次底物水平磷酸化.
在缺氧条件下丙酮酸被还原为乳酸、乙醇这是无氧呼吸的过程这里就不再复述,有氧条件下丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA进入三羧酸循环：
(1)乙酰-CoA进入三羧酸循环
乙酰CoA具有硫酯键,乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合.首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰CoA作用,使乙酰CoA的甲基上失去一个h+,生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击,生成柠檬酰CoA中间体,然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸,使反应不可逆地向右进行.该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthase)催化,是很强的放能反应.
由草酰乙酸和乙酰CoA合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点,柠檬酸合成酶是一个变构酶,ATP是柠檬酸合成酶的变构抑制剂,此外,α-酮戊二酸、NADH能变构抑制其活性,长链脂酰CoA也可抑制它的活性,AMP可对抗ATP的抑制而起激活作用.
(2)异柠檬酸形成
柠檬酸的叔醇基不易氧化,转变成异柠檬酸而使叔醇变成仲醇,就易于氧化,此反应由顺乌头酸酶催化,为一可逆反应.
(3)第一次氧化脱羧
在异柠檬酸脱氢酶作用下,异柠檬酸的仲醇氧化成羰基,生成草酰琥珀酸(oxalosuccinic acid)的中间产物,后者在同一酶表面,快速脱羧生成α-酮戊二酸(α ketoglutarate)、NADH和co2,此反应为β-氧化脱羧,此酶需要Mg2+作为激活剂.
此反应是不可逆的,是三羧酸循环中的限速步骤,ADP是异柠檬酸脱氢酶的激活剂,而ATP,NADH是此酶的抑制剂.
(4)第二次氧化脱羧
在α-酮戊二酸脱氢酶系作用下,α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA、NADH•H+和CO2,反应过程完全类似于丙酮酸脱氢酶系催化的氧化脱羧,属于α 氧化脱羧,氧化产生的能量中一部分储存于琥珀酰CoA的高能硫酯键中.
α-酮戊二酸脱氢酶系也由三个酶(α-酮戊二酸脱羧酶、硫辛酸琥珀酰基转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和五个辅酶(tpp、硫辛酸、hscoa、NAD+、FAD)组成.
此反应也是不可逆的.α-酮戊二酸脱氢酶复合体受ATP、GTP、NADH和琥珀酰CoA抑制,但其不受磷酸化/去磷酸化的调控.
(5)底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶(succinate thiokinase)的作用下,琥珀酰CoA的硫酯键水解,释放的自由能用于合成GTP,在细菌和高等生物可直接生成ATP,在哺乳动物中,先生成GTP,再生成ATP,此时,琥珀酰CoA生成琥珀酸和辅酶A.
(6)琥珀酸脱氢
琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)催化琥珀酸氧化成为延胡索酸.该酶结合在线粒体内膜上,而其他三羧酸循环的酶则都是存在线粒体基质中的,这酶含有铁硫中心和共价结合的FAD,来自琥珀酸的电子通过FAD和铁硫中心,然后进入电子传递链到O2,丙二酸是琥珀酸的类似物,是琥珀酸脱氢酶强有力的竞争性抑制物,所以可以阻断三羧酸循环.
(7)延胡索酸的水化
延胡索酸酶仅对延胡索酸的反式双键起作用,而对顺丁烯二酸(马来酸)则无催化作用,因而是高度立体特异性的.
(8)草酰乙酸再生
在苹果酸脱氢酶(malic dehydrogenase)作用下,苹果酸仲醇基脱氢氧化成羰基,生成草酰乙酸(oxalocetate),NAD+是脱氢酶的辅酶,接受氢成为NADH•H+(图4-5).
在以上过程中产生的NADH或FADH2进入呼吸链向氧传递电子.以下是呼吸链：
（1）.复合体Ⅰ 即NADH：辅酶Q氧化还原酶复合体,由NADH脱氢酶（一种以FMN为辅基的黄素蛋白）和一系列铁硫蛋白（铁—硫中心）组成.它从NADH得到两个电子,经铁硫蛋白传递给辅酶Q.铁硫蛋白含有非血红素铁和酸不稳定硫,其铁与肽类半胱氨酸的硫原子配位结合.铁的价态变化使电子从FMNH2转移到辅酶Q.
（2）.复合体Ⅱ 由琥珀酸脱氢酶（一种以FAD为辅基的黄素蛋白）和一种铁硫蛋白组成,将从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q.
（3）.辅酶Q 是呼吸链中唯一的非蛋白氧化还原载体,可在膜中迅速移动.它在电子传递链中处于中心地位,可接受各种黄素酶类脱下的氢.
（4）复合体Ⅲ 辅酶Q：细胞色素C氧化还原酶复合体,是细胞色素和铁硫蛋白的复合体,把来自辅酶Q的电子,依次传递给结合在线粒体内膜外表面的细胞色素C.
细胞色素类 都以血红素为辅基,红色或褐色.将电子从辅酶Q传递到氧.根据吸收光谱,可分为三类：a,b,c.呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3(按电子传递顺序).细胞色素aa3以复合物形式存在,又称细胞色素氧化酶,是最后一个载体,将电子直接传递给氧.从a传递到a3的是两个铜原子,有价态变化.
（5）复合体IV：细胞色素C氧化酶复合体.将电子传递给氧.