线粒体是进行有氧呼吸的主要场所 。有氧呼吸是指细胞或微生物在氧的参与下 ， 通过多种酶的催化作用 ， 把有机物彻底氧化分解（通常以分解葡萄糖为主） ， 产生二氧化碳和水 ， 释放能量 ， 合成大量ATP的过程 。
有氧呼吸生物化学将有氧呼吸主要分为两个阶段 。第一阶段 ， 是在细胞质里进行的糖酵解：即在无氧条件下把葡萄糖转化为丙酮酸 ， 并产生少量ATP和NADH 。
第二阶段 ， 是在线粒体进行的柠檬酸循环：即在有氧条件下把丙酮酸转化为二氧化碳和水 ， 并产生少量的GTP和大量的NADH与FADH2 。
最终 ， 糖酵解和柠檬酸循环所产生的NADH和FADH2进入氧化磷酸化过程 ， 代谢产生大量ATP 。至此完成有氧呼吸的全过程 。
线粒体线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系 ， 但其基因组大小有限 ， 是一种半自主细胞器 。除了为细胞供能外 ， 线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程 ， 并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力 。

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