De totale reactie is: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energie. Het is chemisch dezelfde reactie als verbranding, maar verloopt in tientallen kleine, door enzymen gestuurde stappen, zodat de energie niet als vlam vrijkomt maar grotendeels in ATP wordt vastgelegd. Het is ongeveer het omgekeerde van fotosynthese.
Het proces verloopt in drie fasen. (1) Glycolyse in het cytoplasma: glucose wordt gesplitst in twee moleculen pyrodruivenzuur (pyruvaat), wat netto 2 ATP oplevert. (2) De citroenzuurcyclus (Krebscyclus) in de matrix van het mitochondrion: de koolstofatomen worden afgesplitst als CO₂ en elektronen worden overgedragen aan de dragers NADH en FADH₂. (3) De elektronentransportketen op het binnenmembraan van het mitochondrion: de elektronen worden uiteindelijk aan zuurstof gegeven, dat met H⁺ water vormt; de ontstane protonengradiënt drijft het enzym ATP-synthase aan. Samen levert dit ongeveer 30–32 ATP per glucosemolecuul.
Zonder zuurstof blijft alleen de glycolyse over (anaerobe dissimilatie of gisting), met slechts 2 ATP per glucose. Spieren maken dan melkzuur (lactaat), gist maakt ethanol en CO₂, wat we gebruiken bij het bakken van brood en brouwen van bier. Let op het verschil met de ademhaling van de longen: die zorgt alleen voor de aanvoer van O₂ en afvoer van CO₂ die de cellulaire ademhaling nodig heeft.
In welke discipline?
Biologie (celbiologie, fysiologie) en scheikunde (biochemie, redoxreacties).