酸化的リン酸化とも呼ばれる呼吸鎖は、細胞呼吸または好気呼吸の 3 番目のステップであり、ミトコンドリアの内膜で発生します。このステップでは、水素原子の分解によって得られた電子が NADH および FADH 2を通って酸素に輸送されます。ミトコンドリアの内膜には、NADHから電子を受け取るタンパク質、有機化合物、鉄や銅を組成に含むタンパク質など、いくつかの電子輸送物質が存在します。それらはミトコンドリアの内膜に並んでおり、電子伝達鎖と呼ばれる真の複合体を形成しています。
電子は呼吸鎖を通って移動する際にエネルギーを失い、連鎖の最後で酸素ガスと結合して水を形成します。細胞呼吸において、酸素ガスは最終段階にのみ関与することを覚えておくことが重要です。酸素ガスはクレブス回路のどの段階にも関与していませんが、このガスがサイクルに存在しない場合、酸素ガスは中断されてしまいます。
呼吸鎖中のグルコースの分解を通じて電子によって放出されるエネルギーは、約 26 個のATP分子を形成します。これらの 26 分子を解糖系で生成される 2 つのATP分子とクレブス回路で生成される 2 つの ATP 分子に加えると、1 つのグルコース分子に対して合計 30 のATP分子に達します。呼吸鎖中に多くの水素が失われ、グルコースからのエネルギーの 40% のみがATPに蓄えられ、残りは熱として失われるため、生成されるATPの割合は低くなります。