视频字幕
呼吸作用是生物體細胞內最重要的代謝過程之一。它將有機物，主要是葡萄糖，分解並釋放能量，儲存在ATP分子中。這個過程的主要目的是產生ATP，也就是細胞的能量貨幣，將食物中的化學能轉化為細胞可以直接利用的能量形式，以維持各種生命活動。
有氧呼吸的總反應式可以簡單表示為：一個葡萄糖分子加上六個氧氣分子，反應產生六個二氧化碳分子、六個水分子，以及大量的ATP能量。這個反應式概括了整個有氧呼吸過程的輸入和輸出，但實際上這是一個複雜的多步驟過程，涉及多個酶催化反應。
呼吸作用在細胞內的不同位置進行。首先，糖解作用發生在細胞質基質中，將葡萄糖分解為丙酮酸，這個階段不需要氧氣參與。接著，丙酮酸進入粒線體，在粒線體內進行丙酮酸氧化、克氏循環和氧化磷酸化等步驟，這些階段需要氧氣參與，並產生大量的ATP。粒線體因此被稱為細胞的能量工廠。
有氧呼吸包含四個主要階段。第一階段是糖解作用，在細胞質中進行，將葡萄糖分解為兩個丙酮酸分子。第二階段是丙酮酸氧化，丙酮酸進入粒線體並轉化為乙醯輔酶A。第三階段是克氏循環，在粒線體基質中進行，完全氧化有機物並產生二氧化碳。第四階段是氧化磷酸化，在粒線體內膜進行，通過電子傳遞鏈產生大量ATP。
呼吸作用的ATP產量差異很大。有氧呼吸可以從一個葡萄糖分子產生約30到32個ATP，效率很高，因為葡萄糖被完全氧化為二氧化碳和水。相比之下，無氧呼吸或發酵只能產生2個ATP，效率較低，因為葡萄糖只是部分氧化，產生乳酸或乙醇等副產物。無氧呼吸在肌肉劇烈運動、酵母發酵等情況下發生，是細胞在缺氧環境中獲取能量的重要方式。