线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位
全身麻醉药对发育神经元的神经毒性作用与线粒体动力学的关系
1212国际麻醉学与复苏杂志2020 年 12 月第 41 卷第 12 期 Int J Anesth R esuS，December2020，V〇1.41，No.l2•综述•全身麻醉药对发育神经元的神经毒性作用与线粒体动力学的关系李文静白亚墦安立新首都医科大学附属北京友谊医院麻醉科100050通信作者：安立新，Email:anlixin8120@ 163.co m【摘要】全身麻醉药引起发育神经元神经毒性作用的具体机制目前仍无定论。
线粒体是细胞内物质代谢和能量转换的 中心，全身麻醉药可引起线粒体结构功能改变，诱发氧化应激，破坏呼吸链，干扰线粒体动力学，引起线粒体损伤从而导致神经 毒性作用。
文章阐述了全身麻醉药引起发育神经元神经毒性作用的线粒体机制，并且对线粒体动力学相关的分子机制进行了 详细介绍，以期为未来婴幼儿麻醉寻找可能的干预手段提供新思路。
【关键词】全身麻醉药；发育神经元；神经毒性；线粒体动力学基金项目：首都医科大学附属北京友谊医院科研启动基金(y y q d k t2018-23)DOI ：10.3760/cm a.j .c n321761 -20190731-00181Relationship between mitochondrial dynamics and the neurotoxic effects of general anesthetics on developmental neuronsLi Wenjing, Bai Yafan, An LixinDepartment o f A nesthesiology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, ChinaCorresponding author: An Lixin, Email:*******************【Abstract】The sp ecific m echanism s of neurotoxicity caused by general anesthetics on developm ental neurons have not been com pletely unknown. Mitochondria are the core of substance m etabolism and energy conversion w ithin c e lls. General anesthetics can result in the changes in m itochondrial structure and function, induce oxidative stress, destroy respiratory chain, interfere with m itochondrial dynam ics, and cau se m itochondrial dam age, leading to neurotoxicity. This article d escrib es the m itochondrial m echanism s of n eurotoxicity caused by general anesthetics on developing neurons, and introduces the m olecular m echanism s related to mitochondrial dy-nam ics in detail, so as to provide new thoughts for p ossib le intervention approaches to infant an esth esia in the future.【Keywords】General anesthetics; Developm ental neuron; Neurotoxicity; M itochondrial dynam icsFund program: R esearch Foundation of Beijing Friendship H ospital, Capital M edical U niversity (yyqd k t2018-23)DOI ：10.3760/rm a.j.rn321761 -20190731-00181近年针对全身麻醉药神经毒性作用进行的大 量动物实验证实:将处于发育高峰期的神经元暴露 于全身麻醉药会产生明确的神经元损伤或神经退 行性病变，进而导致成长后学习记忆能力的下降〜。
线粒体
中文名称： 线粒体 英文名称： mitochondrion 定义： 真核细胞中由双层高度特化的单位膜围成的细胞器。主要功能是 通过氧化磷酸化作用合成ATP，为细胞各种生理活动提供能量。 应用学科： 细胞生物学（一级学科）；细胞结构与细胞外基质（二级学科）
（线粒体内部结构）
（内膜）
(基质)
线粒体是1850年发现的，1898年命名。线粒体由两层膜包被， 外膜平滑，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央 是基质。基质内含 有与三羧酸循环所需的全部酶类，内膜上具 有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体能为细胞的生命活动提供 场所，是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所，有细胞"动 力工厂" (power plant)之称。另外，线粒体有自身的DNA和遗传 体系， 但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一 种半自主性的细胞器。
历史
线粒体的研究是从19世纪50年代末开始的。 1857年，瑞士解剖学家及生理学家阿尔伯特·冯·科立克在肌肉细胞中収现了颗粒状结构。另外的一些 科学家在其他细胞中也収现了同样的结构，证实了科立克的収现。德国病理学家及组织学家理查 德·阿尔特曼将这些颗粒命名为“原生粒”（bioblast）并于1886年収明了一种鉴别这些颗粒的 染色法。阿尔特曼猜测这些颗粒可能是共生于细胞内的独立生活的细菌。 • 1898年，德国科学家卡尔·本达因这些结构时而呈线状时而呈颗粒状，所以用希腊语中“线”呾 “颗粒”对应的两个词——“mitos”呾“chondros”——组成“mitochondrion”来为这种 结构命名，这个名称被沿用至今。一年后，美国化学家莱昂诺尔·米歇利斯开収出用具有还原性 的健那绿染液为线粒体染色的斱法，并推断线粒体参不某些氧化反应。这一斱法于1900年公布， 并由美国细胞学家埃德蒙·文森特·考德里推广。德国生物化学家奥托·海因里希·沃伯格成功完成线 粒体的粗提叏且分离得到一些催化不氧有关的反应的呼吸酶，并提出这些酶能被氰化物（如氢氰 酸）抑制的猜想。 • 英国生物学家大卫·基林在1923年至1933年这十年间对线粒体内的氧化还原链（redox chain） 的物质基础迚行探索，辨别出反应中的电子载体——细胞色素。 • 沃伯格于1931年因“収现呼吸酶的性质及作用斱式”被授予诺贝尔生理学或医学奖。
【初中生物】初二生物上册知识点之线粒体功能
【初中生物】初二生物上册知识点之线粒体功能【—初二生物上册之线粒体功能】，线粒体膜通透性增加也能使诱导凋亡因子等分子释放进入细胞质基质，破坏细胞结构。
能量转化线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。
线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。
细胞质基质中完成的糖酵解和在线粒体基质中完成的三羧酸循环在会产还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（reduced nicotinarnide adenine dinucleotide，NADH）和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（reduced flavin adenosine dinucleotide，FADH2）等高能分子，而氧化磷酸化这一步骤的作用则是利用这些物质还原氧气释放能量合成ATP。
在有氧呼吸过程中，1分子葡萄糖经过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化将能量释放后，可产生30-32分子ATP（考虑到将NADH运入线粒体可能需消耗2分子ATP）。
如果细胞所在环境缺氧，则会转而进行无氧呼吸。
此时，糖酵解产生的丙酮酸便不再进入线粒体内的三羧酸循环，而是继续在细胞质基质中反应（被NADH还原成乙醇或乳酸等发酵产物），但不产生ATP。
所以在无氧呼吸过程中，1分子葡萄糖只能在第一阶段产生2分子ATP。
三羧酸循环糖酵解中生成的每分子丙酮酸会被主动运输转运穿过线粒体膜。
进入线粒体基质后，丙酮酸会被氧化，并与辅酶A结合生成CO2、还原型辅酶Ⅰ和乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A是三羧酸循环（也称为“柠檬酸循环”或“Krebs循环”）的初级底物。
参与该循环的酶除位于线粒体内膜的琥珀酸脱氢酶外都游离于线粒体基质中。
在三羧酸循环中，每分子乙酰辅酶A被氧化的同时会产生起始电子传递链的还原型辅因子（包括3分子NADH和1分子FADH2）以及1分子三磷酸鸟苷（GTP）。
氧化磷酸化在线粒体内膜上的酶复合物（NADH-泛醌还原酶、泛醌-细胞色素c还原酶、细胞色素c氧化酶）利用过程中释放的能量将质子逆浓度梯度泵入线粒体膜间隙。
[线粒体的形态及分布]线粒体的形态、大小、数量和分布
![[线粒体的形态及分布]线粒体的形态、大小、数量和分布](https://img.taocdn.com/s3/m/aab9e54cbf23482fb4daa58da0116c175f0e1e26.png)
[线粒体的形态及分布]线粒体的形态、大小、数量和分布篇一: 线粒体的形态、大小、数量和分布试题：结构与功能相适应是生物学的基本观点，下列有关叙述错误的是A．哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核，利于携带氧B．大量合成胰蛋白酶的胰腺细胞中光面内质网发达C．蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量明显增加D．细胞中线粒体的形状、大小随代谢条件的不同而不同分析：结构与功能相适应是生物学的学科思想。
由于胰蛋白酶是分泌蛋白，所以合成胰蛋白酶的胰腺细胞中粗面内质网发达。
学生知道线粒体的数目和细胞所需的能量多少有关，但不明确细胞中线粒体的形状、大小随代谢条件的不同而不同。
一般动物细胞内线粒体的数目由数百到数千个，肝细胞内约有1700个左右。
植物细胞的线粒体数量一般较动物细胞的少。
线粒体的数目在不同类型细胞内有很大差别，许多哺乳动物成熟的红细胞缺少线粒体，利什曼原虫中只有1个巨大的线粒体，海胆卵母细胞则多达30万个，巨大变形虫可高达50万个。
线粒体的数目还与细胞的生理功能及生理状态有关，在新陈代谢旺盛的细胞中线粒体多，如人和哺乳动物的心肌、小肠、肝等内脏细胞中线粒体很丰富；飞翔鸟类胸肌细胞线粒体的数目比不飞翔鸟类的多；运动员的肌细胞线粒体比不常运动的人多。
线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的，例如，肠上皮细胞中的线粒体呈两极性分布，集中于顶部和基部。
根据细胞代谢的需要，线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖，如在玉米的小孢子发育过程中，线粒体定向的运动、聚集与分散，在此过程中绒毡层细胞中线粒体的数量可增加40多倍。
线粒体往往在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中，如分泌细胞的线粒体聚集在分泌物合成的区域；肌细胞的线粒体沿肌原纤维规则排列；精子细胞的线粒体集中在鞭毛中区。
线粒体的这种分布显然有利于需能部位的能量供应。
线粒体在细胞质中迁移时，往往与微管有关。
线粒体的形态、大小、数量与分布，在不同细胞内变动很大，就是同一细胞在不同生理状态下也不一样。
线粒体
细胞的生存需要两个基本的要素∶构成细胞结构的化学元件和能量。生物 从食物中获取能量，根据对氧的需要情况分为两种类型∶厌氧的，即不需要 氧；好氧的，即需要氧的参与。在真核生物中，需氧的能量转化过程与线粒 体有关，并且伴随着一系列的化学反应；而在原核生物中，能量转化与细胞 质膜相关。 线粒体(mitochondrion)是1850年发现的一种细胞器，1898年命名。是细 胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所。
（2）葡萄糖酵解生成丙酮酸 细胞质中的葡萄糖(或糖原)在一系列酶的催化下生成丙酮酸的过程称为糖酵 解。反应的主要过程包括∶①葡萄糖在磷酸化酶的作用下形成1，6二磷酸果 糖，此过程需要消耗两个ATP；②二磷酸6-碳糖被裂解生成两个3-碳糖；③ 三碳糖被逐步转变成丙酮酸。
线粒体中乙酰CoA CoA的生成 （3）线粒体中乙酰CoA的生成 ● 丙酮酸生成乙酰CoA 细胞质膜中由糖酵解生成的丙酮酸分子经过线粒体外膜的孔蛋白进入线粒 体膜间隙，然后在运输蛋白的作用下穿过内膜进入线粒体基质。在基质中， 丙酮酸被丙酮酸脱氢酶氧化成乙酰辅酶A， 同时生成一分子NADH和一分子 CO2。 ● 乙酰辅酶A是线粒体能量代谢的核心分子，无论是糖还是脂肪酸作为能 源，都要在线粒体中被转变成乙酰辅酶A才能进入三羧酸循环彻底氧化。 ■ 三羧酸循环 乙酰CoA一旦形成，立即进入线粒体基质的循环氧化途径，即TCA循环。 TCA循环又称Krebs循环、柠檬酸循环。每循环一次生成两分子的CO2、一 分子GTP、四分子的NADH(连同丙酮酸脱羧形成乙酰CoA时产生的一分子 NADH在内)和一分子的FADH2，释放5对电子。
一. 线粒体的形态结构 线粒体是能够在光学显微镜进行观察的显微结构，它具有渗透性，在低 渗溶液中会膨胀，而在高渗溶液中能够收缩。 大小: 大小:
第6章--生物氧化习题
第六章生物氧化习题一、名词解释1．生物氧化：有机物质在生物体活细胞内氧化分解，同时释放能量的过程。
2 氧化磷酸化：指底物脱下的2H经过电子传递链传递到分子氧形成水的过程中释放出能量与ADP磷酸化生成 ATP的过程相偶联生成ATP的方式。
3 底物水平磷酸化：某些底物分子中含有高能磷酸键，可转移至ADP生成ATP的过程。
4呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称呼吸链。
5 高能化合物：在生物体内随水解反应或基团转移反应可放出大量自由能的化合物成为高能化合物。
6 磷氧比：指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。
7 电子传递抑制剂：能够阻断电子传递链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。
8 解偶联剂：具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。
9 氧化磷酸化抑制剂：是指直接作用于线粒体F0F1-ATP酶复合体中的F1组分而抑制ATP合成的一类化合物。
10 F0F1-ATP合酶：位于线粒体内膜基质一边，由F0和F1构成的复合体。
是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。
二、选择题1．生物氧化的底物是：（ D ）A、无机离子B、蛋白质C、核酸D、小分子有机物2．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？（ D ）A、磷酸烯醇式丙酮酸B、磷酸肌酸C、ADPD、G-6-PE、1,3-二磷酸甘油酸3．下列哪一种氧化还原体系的氧化还原电位最大？（ C ）A、延胡羧酸→丙酮酸B、CoQ(氧化型) →CoQ(还原型)C、Cyta Fe2+→Cyta Fe3+D、Cytb Fe3+→Cytb Fe2+E、NAD+→NADH4．呼吸链的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分是：（ D ）A、NAD+B、FMNC、FE、SD、CoQE、Cyt5．2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断下列哪一种生化作用而引起? （ E ）A、NADH脱氢酶的作用B、电子传递过程C、氧化磷酸化D、三羧酸循环E、电子传递与氧化磷酸化的偶联过程6．能使线粒体电了传递与氧化磷酸化解偶联的试剂是：（ A ）A、2，4-二硝基苯酚B、寡霉素C、一氧化碳D、氰化物7．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：（ D ）A、c1→b→c→aa3→O2B、c→c1→b→aa3→O2C、c1→c→b→aa3→O2D、b→c1→c→aa3→O28．在呼吸链中，将复合物I、复合物II与细胞色素系统连接起来的物质是什么？（ C ）A、FMNB、Fe·S蛋白C、CoQD、Cytb9．下述那种物质专一的抑制F0因子？（ C ）A、鱼藤酮B、抗霉素AC、寡霉素D、氰化物10．下述分子哪种不属于高能磷酸化合物：（ C ）A、ADPB、磷酸烯醇式丙酮酸C、乙酰COAD、磷酸肌酸11．细胞色素c是——：（ C ）A、一种小分子的有机色素分子B、是一种无机色素分子C、是一种结合蛋白质D、是一种多肽链12．下列哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：（ B ）A、抗霉素AB、鱼藤酮C、一氧化碳D、硫化氢13．下列哪个部位不是偶联部位：（ B ）A、FMN→CoQB、NADH→FMNC、b→cD、a1a3→O214．ATP的合成部位是：（ B ）A、OSCPB、F1因子C、F0因子D、任意部位15．目前公认的氧化磷酸化理论是：（ C ）A、化学偶联假说B、构象偶联假说C、化学渗透假说D、中间产物学说16．下列代谢物中氧化时脱下的电子进入FADH2电子传递链的是：（ D ）A、丙酮酸B、苹果酸C、异柠檬酸D、琥珀酸17．下列呼吸链组分中氧化还原电位最高的是：（ C ）A、FMNB、CytbC、CytcD、Cytc118．ATP含有几个高能键：（ B ）A、1个B、2个C、3个D、4个19．在使用解偶联剂时，线粒体内膜：（ B ）A、膜电势升高B、膜电势降低C、膜电势不变D、两侧pH升高20．线粒体电子传递链各组分：（ C ）A、均存在于酶复合体中B、只能进行电子传递C、氧化还原电势一定存在差异D、即能进行电子传递，也能进行氢的传递二、填空题1．生物氧化是有机分子在细胞中氧化分解，同时产生可利用的能量的过程。
线粒体
中的还原当量可从由逆向转运蛋白构成的苹果酸-天冬氨酸穿梭系统或通过磷酸甘油穿梭作用进入电子传递链）在电子传递链里面经过几步反应最终将氧气还原并释放能量，其中一部分能量用于生成ATP，其余则作为热能散失。
在线粒体内膜上的酶复合物（NADH-泛醌还原酶、泛醌-细胞色素c还原酶、细胞色素c氧化酶）利用过程中释放的能量将质子逆浓度梯度泵入线粒体膜间隙。
虽然这一过程是高效的，但仍有少量电子会过早地还原氧气，形成超氧化物等活性氧（ROS），这些物质能引起氧化应激反应使线粒体性能发生衰退。
当质子被泵入线粒体膜间隙后，线粒体内膜两侧便建立起了电化学梯度，质子就会有顺浓度梯度扩散的趋势。
质子唯一的扩散通道是ATP合酶（呼吸链复合物V）。
当质子通过复合物从膜间隙回到线粒体基质时，电势能被ATP合酶用于将ADP和磷酸合成ATP。
这个过程被称为“化学渗透”，是一种协助扩散。
彼得·米切尔就因为提出了这一假说而获得了1978年诺贝尔奖。
1997年诺贝尔奖获得者保罗·博耶和约翰·瓦克阐明了ATP合酶的机制。
储存钙离子线粒体可以储存钙离子，可以和内质网、细胞外基质等结构协同作用，从而控制细胞中的钙离子浓度的动态平衡。
线粒体迅速吸收钙离子的能力使其成为细胞中钙离子的缓冲区。
在线粒体内膜膜电位的驱动下，钙离子可由存在于线粒体内膜中的单向运送体输送进入线粒体基质；排出线粒体基质时则需要钠-钙交换蛋白的辅助或通过钙诱导钙释放（calcium-induced-calcium-release，CICR）机制。
在钙离子释放时会引起伴随着较大膜电位变化的“钙波”（calcium wave），能激活某些第二信使系统蛋白，协调诸如突触中神经递质的释放及内分泌细胞中激素的分泌。
线粒体也参与细胞凋亡时的钙离子信号转导。
其他功能除了合成ATP为细胞提供能量等主要功能外，线粒体还承担了许多其他生理功能。
·调节膜电位并控制细胞程序性死亡：当线粒体内膜与外膜接触位点处生成了由己糖激酶（细胞质基质蛋白）、外周苯并二氮受体和电压依赖阴离子通道（线粒体外膜蛋白）、肌酸激酶（线粒体膜间隙蛋白）、ADP-ATP载体（线粒体内膜蛋白）和亲环蛋白D（线粒体基质蛋白）等多种蛋白质组成的通透性转变孔道（PT 孔道）后，会使线粒体内膜通透性提高，引起线粒体跨膜电位的耗散，从而导致细胞凋亡。
生技153班-代谢总论、生物氧化作业
一、填空题1、在高能化合物中，高能键的主要类型主要有磷氧键型、氮磷键型、硫酯键型和甲硫键型四种。
2、生物化学体系的标准自由能变化是当温度为25℃，压力为 1.0个大气压，反应物和产物的浓度为1mol/L ，反应pH为7.0 时所测得的值。
3、原核生物的呼吸链位于细胞质膜。
4、ΔG0’为负值是放能反应，可以自发进行。
5、ΔG0’与平衡常数的关系式为ΔG0’＝-RTlnK’eq ，当K eq=1时，ΔG0’为0 。
6、真核生物生物氧化的主要场所是线粒体，呼吸链和氧化磷酸化欧联因子都定位于线粒体内膜。
7、FADH2呼吸链中氧化磷酸化生成ATP的偶联部位是复合物Ш和复合物Ⅳ两种。
8、细胞质中的NADH必须通过磷酸甘油和（或）苹果酸-天冬氨酸途径才能进入线粒体内进行再氧化。
二、选择题1、下列的氧化还原系统中，氧化还原点位最高的是（ B ）。
A、NAD/NADHB、细胞色素a（Fe3+）/细胞色素a（Fe2+）C、延胡索酸/琥珀酸D、氧化型泛醌/还原型泛醌2、活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢（ D ）A、ATPB、糖C、脂肪D、周围的热能3、下列呼吸链成分中不参与复合体形成的是哪一物质？（ A ）A、cytcB、FADC、FMND、cytb4、细胞内氧化磷酸化的欧联部位之一是（ B ）A、FADàCoQB、cytbàcytcC、cytcàcytaa3D、NADHàFMN5、在呼吸链中把电子直接传递给细胞色素b的是（ D ）A、cytaa3B、cytcC、FADD、CoQ6、在呼吸链中阻断电子从NADH详辅酶Q传递的抑制剂是（ B ）A、抗生素B、安密妥C、抗生素DD、氰化物7、以下氧化还原电子对中具有最高氧化还原点势的是（ D ）A、CoQ/CoQH2B、FAD/FADH2C、cytc(Fe3+/Fe2+)D、cyta(Fe3+/Fe2+)8、下列哪种酶催化反应属于底物水平磷酸化？（ A ）A、3-磷酸甘油酸激酶B、3-磷酸甘油醛脱氢酶C、己糖激酶D、琥珀酸脱氢酶9、下列关于氧化磷酸化偶联机理的化学渗透学说的描述哪项是错误的？（ D ）A、H+不能自由通过线粒体内膜B、呼吸链中各递氢体可将H+从线粒体内运到线粒体内膜外C、在线粒体膜内外H+形成跨膜梯度D、线粒体内膜外侧pH比膜内高10、CO抑制（ D ）A、NADHàCoA还原酶B、琥珀酸辅酶Q还原酶C、CoQà细胞色素c还原酶D、细胞色素c氧化酶11、线粒体外NADH经α-磷酸甘油穿梭作用进入线粒体内完成氧化磷酸化，其P/O比值是（ C ）A、0B、1C、2D、2.512、如果质子不经过F1/Fo-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生（ C ）A、氧化B、还原C、解偶联D、紧密偶联13、呼吸链中的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质体的组分为（ C ）A、NAD+B、FMNC、CoQD、Fe-S14、细胞色素b、c1、c和p450均含辅基（ D ）A、Fe3+B、血红素cC、血红素AD、铁卟啉15、NAD+在呼吸链中的作用是传递（ D ）A、两个氢原子B、两个电子C、两个质子D、两个电子和一个质子16、氧化磷酸化作用是将生物氧化过程释放的自由能转移并合成（ C ）A、NADPHB、NADHC、ATPD、ADP三、名词解释1、高能键:含有高能的化学键，在水解反应或基团转移反应过程中能释放大量自由能。
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糖酵解中生成的每分子丙酮酸会被主动运输转运穿过线粒体膜。进入线粒体基质后，丙酮酸会被氧化，并与辅酶A结合生成CO2、还原型辅酶Ⅰ和乙酰辅酶A。乙酰辅酶A是三羧酸循环的初级底物。参与该循环的酶除位于线粒体内膜的琥珀酸脱氢酶外都游离于线粒体基质中。在三羧酸循环中，每分子乙酰辅酶A被氧化的同时会产生起始电子传递链的还原型辅因子（包括3分子NADH和1分子FADH2）以及1分子三磷酸鸟苷（GTP）。
线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。细胞质基质中完成的糖酵解和在线粒体基质中完成的三羧酸循环在会产NADH和FADH2等高能分子，而氧化磷酸化这一步骤的作用则是利用这些物质还原氧气释放能量合成ATP。在有氧呼吸过程中，1分子葡萄糖经过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化将能量释放后，可产生30-32分子ATP（考虑到将NADH运入线粒体可能需消耗2分子ATP）。如果细胞所在环境缺氧，则会转而进行无氧呼吸。此时，糖酵解产生的丙酮酸便不再进入线粒体内的三羧酸循环，而是继续在细胞质基质中反应（被NADH还原成乙醇或乳酸等发酵产物），但不产生ATP。所以在无氧呼吸过程中，1分子葡萄糖只能在第一阶段产生2分子ATP。