Chemická reakce zvaná dýchání je nezbytná pro růst, opravu a přežití všeho živého. Dýchání probíhá v buňkách rostlin, zvířat a lidí, zejména uvnitř mitochondrií, které se nacházejí v cytoplazmě buňky. Energii uvolněnou během dýchání využívají rostliny k tvorbě aminokyselin a zvířata a lidé stahují své svaly, aby je mohli hýbat. Nezaměňujte dýchání s dýcháním. Dýchání uvolňuje energii, zatímco dýchání je tok vzduchu do a z našich plic.
Továrny na buněčnou energii
Většina práce za dýcháním se odehrává v mitochondriích buněk. Energeticky bohatá molekula adenosintrifosfát (ATP) se vyrábí v mitochondriích pomocí energie ze slunce (pro rostliny) nebo potravy (pro zvířata a lidi). Všechny živé buňky mají mitochondrie, některé více než jiné. Tukové buňky mají mnoho mitochondrií, protože ukládají velké množství energie. Svalové buňky mají také mnoho mitochondrií, protože musí rychle reagovat, aby uvolnily energii, když ji tělo potřebuje.
Fotosyntéza a dýchání
Dýchání v rostlinách probíhá společně s další chemickou reakcí, fotosyntézou. Rostliny jsou autotrofy, což znamená, že si vyrábějí vlastní jídlo pomocí oxidu uhličitého, vody a energie ze slunce. Během fotosyntézy rostlina přijímá oxid uhličitý ze vzduchu a vody ze svého prostředí malými otvory v listech, květinách, stoncích, kořenech a větvích. Energie ze slunce způsobuje chemickou reakci v mitochondriích, která rozkládá molekuly oxidu uhličitého a vody a rekombinuje je kolem a vytváří cukr (glukózu) a plynný kyslík. Dýchání potřebuje jako výchozí bod glukózu. Využívá glukózu vytvořenou fotosyntézou a k uvolnění energie odebírá kyslík ze vzduchu.
Aerobní vs. Anaerobní dýchání
Aerobní dýchání se děje po celou dobu uvnitř všeho živého. Tento typ dýchání využívá kyslík a glukózu k produkci oxidu uhličitého a vody jako odpadních produktů a uvolňování velkého množství energie. Rostliny ukládají glukózu jako škrob, ale lidé a zvířata ji ukládají jako glykogen, který se převádí zpět na glukózu pro použití během cvičení, kdy svalové buňky dýchají více než v klidu.
Při cvičení s vysokou intenzitou se lidé a zvířata spoléhají na anaerobní dýchání, aby získali malé množství energie na pohon svalového pohybu. Stejně jako aerobní dýchání dochází v buňkách k anaerobnímu dýchání, ale glukóza se úplně nerozkládá. Odpadním produktem je kyselina mléčná, nikoli oxid uhličitý a voda. Krev protékající svaly odstraňuje kyselinu mléčnou. Některé rostlinné buňky a mikroorganismy také používají anaerobní dýchání. Například vaření a výroba chleba používají v kvasnicích anaerobní dýchání. Buňky přijímají glukózu a produkují ethanol (alkohol) a oxid uhličitý. Většina aerobního dýchání probíhá v mitochondriích, ale anaerobní dýchání probíhá v tekuté části cytoplazmy.