呼吸と呼ばれる化学反応は、すべての生物の成長、修復、生存に不可欠です。 呼吸は、細胞の細胞質にあるミトコンドリア内を中心に、植物、動物、人間の細胞で起こります。 呼吸中に放出されるエネルギーは、植物がアミノ酸を作るために使用し、動物や人間が筋肉を収縮させて動かすために使用します。 呼吸と呼吸を混同しないでください。 呼吸はエネルギーを放出し、呼吸は肺に出入りする空気の流れです。
セルラーエネルギー工場
呼吸の背後にある仕事のほとんどは、細胞のミトコンドリアで起こります。 エネルギーが豊富な分子であるアデノシン三リン酸（ATP）は、太陽（植物の場合）または食物（動物と人間の場合）からのエネルギーを使用してミトコンドリアで作られます。 すべての生細胞にはミトコンドリアがあり、他の細胞よりも多いものもあります。 脂肪細胞は大量のエネルギーを蓄えるため、ミトコンドリアがたくさんあります。 筋細胞はまた、体が必要とするときにエネルギーを放出するために迅速に反応しなければならないため、多くのミトコンドリアを持っています。
光合成と呼吸
植物の呼吸は、別の化学反応である光合成と一緒に起こります。 植物は独立栄養生物です。つまり、二酸化炭素、水、太陽からのエネルギーを使って独自の食物を作ります。 光合成の間、植物は、葉、花、茎、根、枝の小さな穴を通して、空気から二酸化炭素を、環境から水を取り込みます。 太陽からのエネルギーはミトコンドリア内で化学反応を引き起こし、二酸化炭素と水分子を分解し、それらを再結合して糖（ブドウ糖）と酸素ガスを生成します。 呼吸は出発点としてブドウ糖を必要とします。 光合成によって生成されたブドウ糖を使用し、空気から酸素を取り込んでエネルギーを放出します。
有酸素vs。 嫌気性呼吸
好気性呼吸は、すべての生物の中で常に起こります。 このタイプの呼吸は、酸素とブドウ糖を使用して二酸化炭素と水を廃棄物として生成し、大量のエネルギーを放出します。 植物はブドウ糖をでんぷんとして保存しますが、人間と動物はそれをグリコーゲンとして保存します。グリコーゲンは、筋肉細胞が安静時よりも呼吸が多い運動中に使用するためにブドウ糖に変換されます。
高強度の運動中、人間と動物は嫌気性呼吸に依存して、筋肉の動きを促進するために少量のエネルギーを取得します。 好気性呼吸と同様に、嫌気性呼吸は細胞内で起こりますが、ブドウ糖は完全には分解されません。 廃棄物は乳酸であり、二酸化炭素や水ではありません。 筋肉を流れる血液が乳酸を取り除きます。 一部の植物細胞や微生物も嫌気呼吸を使用します。 たとえば、醸造や製パンでは、酵母の嫌気呼吸を利用します。 細胞はブドウ糖を取り込み、エタノール（アルコール）と二酸化炭素を生成します。 ほとんどの好気性呼吸はミトコンドリアで起こりますが、嫌気性呼吸は細胞質の液体部分で起こります。