回答1：
生物学における古典的な質問をされていますが、もちろん、非常に重要な質問です。 生物がどのように使用可能なエネルギーを生成するかは、生命を理解する観点から重要なだけでなく、より効率的なエネルギー収穫および生産製品の設計に役立つ可能性があります – もし、生きた細胞がそのエネルギーバランスに対処する方法を「模倣」できれば、我々の技術を大幅に改善できるかもしれません。 例えば、植物は、私たちの最高のソーラーパネルよりも、はるかに優れた太陽光の収穫者です。 もちろん、エネルギー利用を理解すれば、糖尿病などの人間の病気にも対処できるようになります。
さて、ご質問に対する答えは、生物学の基本書を読めばわかりますが、教科書にはあまりにも多くの情報が詰まっていて、必要な情報を取り出すのが難しい場合がありますし、より大きな文脈でその情報すべてを眺めるのも難しい場合があります。
まず、ATPとは何なのか、化学的にはアデノシン三リン酸として知られています。 ATPは、細胞にとって使用可能なエネルギー形態です。エネルギーは化学結合に「閉じ込められて」おり、それを解放して、エネルギーを必要とする他の反応（内生的反応）を駆動するために使用できます。
光合成生物は、太陽光からエネルギーを得て、自分自身の燃料を合成しています。 収穫した太陽光を化学エネルギー（ATPを含む）に変換し、二酸化炭素と水から炭水化物を合成することができます。 炭水化物を合成する際に、酸素が放出される。 これは、炭素分子が単純な気体（二酸化炭素）からより複雑な還元分子（炭水化物）に変換され、炭素が光合成をしないものの食料として利用できるようになることを意味する（もちろん、酸素も供給される）。 彼らは、炭水化物の一部を自分たちの成長と生殖に利用している。 セコイア国立公園を訪れたり、アメリカ北西部の海岸沿いにあるレッドウッドを見たことがありますか？ 巨大な木でしょう？ その質量のほとんどが、空気中から二酸化炭素として取り出された炭素であるという事実を考えてみてください！
光合成のプロセスは2部構成になっています。 まず、光が化学エネルギー（還元電子担体とATP）に変換される光反応がある。 これは葉緑体のチラコイド（積層膜）の中で起こります。 ATPと電子キャリアは次に、光に依存しない反応と呼ばれる第2の反応に使われる。 これも葉緑体の中で起こるが、ストロマと呼ばれる領域で行われる。 この場合、二酸化炭素はカルビンサイクル、C4光合成、カルスラ酸代謝と呼ばれる一連の反応で糖を生産するために使われるようになる。 バイオの基本的な教科書を見れば、プロセスの各段階でどれだけの「エネルギー」や「糖」が作られるかがわかります。
非光合成系では、燃料は消費されなければなりません。 最も一般的な化学燃料は、砂糖のグルコース（C6H12O6）…です。 脂肪やタンパク質など他の分子もエネルギーを供給できますが、（通常は）まずグルコースか、グルコース代謝で使用できる何らかの中間体に変換する必要があります。
さて、これで次のパートに移ります。グルコースからATPにどうやって移行するか？ これは「酸化」というプロセスで達成されます。これは一連の代謝経路を通じて行われます。 細胞内の複雑な化学変化は、一連の別々の反応によって各経路が形成され、各反応は特定の酵素によって触媒される。 興味深いことに、代謝経路はバクテリアから人間に至るまで、すべての生物で類似している。 真核生物（植物や動物）では、代謝経路の多くが区画化されており、特定の反応が特定の小器官で行われます。 基本的に、細胞はグルコースの分解（代謝）から放出されるフリーエネルギーを捕捉する。 このエネルギーは、リン酸の付加によってADPからATPに変換される際に、ATPに閉じ込められる。
解糖 – すべての細胞でグルコース代謝が始まり、2分子のピルビン酸を生成する。 ミトコンドリアの外側、通常は細胞質で発生する。
細胞呼吸-環境からの酸素を使用して、各ピルビン酸を3分子の二酸化炭素に変換し、このプロセスで放出されたエネルギーをATPで捕捉する。 細胞呼吸には、ピルビン酸酸化、クエン酸（クレブスまたはトリカルボン酸）サイクル、電子輸送連鎖の3つのサブパスがある。 3705>
発酵 – ピルビン酸を乳酸またはエタノールに変換するもので、酸素を必要としない。 細胞呼吸ほど効率的ではありません。
どれだけのATPが生産されるかについては、基本テキストを見て、代謝の各側面でどれだけのATPが使われ、どれだけ生産されたかを評価するといいでしょう
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