Katabolisme merupakan reaksi pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Reaksi ini melepaskan energi sehingga disebut reaksi eksergonik. Contoh katabolisme karbohidrat ialah peristiwa respirasi sel. Di dalam proses respirasi sel, yang menjadi bahan bakar adalah glukosa. Pengubahan glukosa menjadi CO2 dan H2O dapat dibagi menjadi empat tahap, antara lain sebagai berikut.
- Glikolisis, yaitu proses pemecahan 1 molekul glukosa [C6] menjadi 2 molekul asam piruvat [C3] dengan menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP. Tahapan ini terjadi di sitoplasma.
- Dekarboksilasi oksidatif, yaitu proses pemecahan 2 molekul asam piruvat [C3] menjadi 2 molekul asetil ko-A [C2]. Tahapan ini akan menghasilkan 2 NADH serta melepaskan 2 CO2. Tahapan ini terjadi di dalam matriks mitokondria.
- Siklus Krebs, disebut juga siklus asam sitrat. Tahapan ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Hasil akhir siklus Krebs, yaitu 6 NADH, 2 FADH2 , 2 ATP, dan 4 CO2.
- Transpor elektron [sistem sitokrom], yaitu reaksi pengubahan NADH dan FADH2 dari 3 proses sebelumya menjadi ATP dan H2O di krista mitokondria. Satu molekul NADH menghasilkan energi sebesar 3 ATP, sedangkan FADH2 menghasilkan energi sebesar 2 ATP.
Jumlah ATP yang dihasilkan pada proses respirasi sel dapat dilihat pada tabel berikut.
Jadi, pemecahan 1 mol glukosa akan menghasilkan 6 molekul CO2, 6 molekul H2O, dan 38 ATP.