CAMPBELL-REECE : Menghasilkan Energi (dari NAD+ dan Rantai Transpor Elektron)

Jika energi yang terkandung dalam suatu bahan bakar dilepaskan secara sekaligus maka energi tersebut tidak dapat dimanfaatkan secara efisien untuk kerja, misalnya jika tangki bensin meledak maka akan mengakibatkan hal negatif bagi kendaraan. Respirasi selular tidak mengoksidasi glukosa dalam satu langkah yang eksplosif, namun glukosa diuraikan dalam serangkaian langkah yang dikatalis oleh enzim.

Pada langkah-langkah kunci elektron dilepaskan dari glukosa. Seperti yang terjadi dalam reaksi oksidasi elektron dilepaskan bersama dengan proton, dalam satu bentuk atom hidrogen. Atom hidrogen tidak ditransfer secara langsung ke oksigen, namun diteruskan terlebih dahulu ke suatu pembawa elektron, yaitu koenzim NAD+ (nikotinamida adenin dinukleotida, turunan dari vitamin niasin). Sebagai penerima elektron NAD+ bertindak sebagai agen pengoksidasi.

NAD+ dapat menangkap elektron dari glukosa dengan bantuan enzim dehidrogenase yang melepaskan sepasang atom hidrogen (2 proton dan 2 elektron) dari substrat glukosa. Enzim tersebut mengantarkan 2 elektron dan 1 proton ke koenzim NAD+ dan satu proton lainnya dilepaskan sebagai ion H+ ke larutan disekitarnya.

Dengan menerima 2 elektron dan 1 proton makaNAD+ akan ternetralkan ketika tereduksi menjadi NADH. NAD+ merupakan penerima elektron yang serba bisa dalam respirasi selular dan berfungsi dalam beberapa langkah redoks selama penguraian glukosa. Elektron kehilangan sedikit energi potensialnya ketika ditransfer dari glukosa ke NAD+, setiap molekul NADH merepresentasikan simpanan energi yang dapat digunakan untuk membuat ATP ketika elektron menyelesaikan "kejatuhannya" menuruni gradien energi dari NADH ke oksigen.

Dalam respirasi selular ehidogen yang bereaksi dengan oksigen berasal dari molekul organik dan reaksi terjadi dengan  rantai transpor elektron (electron transport chain). Rantai transpor elektron memecah proses kejatuhan elektron ke oksigen dalam serangakain langkah yang melepaskan energi. Rantai transpor elektron terdiri dari sejumlah molekul terutama protein yang tertanam dalam membran dalam mitokondria sel eukariotdan membran plasma sel prokariot yang berespirasi secara aerobik. 

Reaksi transfer elektron dari NADH ke oksigen merupakan reaksi eksergonik dengan perubahan energi bebas -53 kkal/mol (-222 kJ/mol) elektron secara bertahap menuruni rantai dari satu molekul pembawa ke molekul pembawa lainnya dalam serangkaian reaksi redoks, elektron kehilangan sejumlah kecil energi setiap langkah hingga mencapai oksigen yang memiliki afinitas terbesar terhadap elektron.

Dalam rantai transpor elektron setiap pembawa elektron yang lebih bawah akan lebih elektronegatif daripada rantai diatasnya, sehingga mampu mengoksidasi rantai molekul diatasnya. Sehingga elektron yang dipindahkan dari glukosa oleh NAD+ jatuh menuruni gradien energi dalam rangkaian rantai transpor elektron menuju lokasi yang lebih stabil yaitu oksigen yang elektronegatif. Sehingga oksigen menarik elektron menuruni rantai transpor elektron seperti halnya gaya gravitasi yang menarik benda ke bawah. 

Secara ringkas selama respirasi selular sebagian besar elektron bergerak mengikuti rute "menuruni bukit" dari glukosa ke NADH ke rantai transpor elektron dan berakhir di oksigen.