有氧呼吸是生物体将有机物氧化分解，高效产生能量ATP的关键过程。其核心秘密在于分阶段释放能量，并进行高效的能量转换。首先，在糖酵解阶段，葡萄糖在细胞质中被分解成两分子丙酮酸，产生少量ATP和NADH。随后，丙酮酸进入线粒体，通过克雷布斯循环（柠檬酸循环）被进一步氧化，产生更多的NADH和FADH2，并释放二氧化碳。这些电子载体NADH和FADH2随后将电子传递给电子传递链，位于线粒体内膜上。在这个过程中，电子逐级传递，释放能量，驱动质子跨膜移动，形成质子浓度梯度。最后，质子通过ATP合酶流回基质，驱动ATP合酶合成大量ATP。这种分阶段释放和利用质子梯度驱动ATP合成的机制，使得有氧呼吸能够将葡萄糖中大部分化学能高效转化为ATP，效率远高于无氧呼吸。