Chemická reakcia nazývaná dýchanie je nevyhnutná pre rast, opravu a prežitie všetkého živého. Dýchanie sa deje v bunkách rastlín, zvierat a ľudí, hlavne vo vnútri mitochondrií, ktoré sa nachádzajú v bunkovej cytoplazme. Energiu uvoľnenú počas dýchania využívajú rastliny na výrobu aminokyselín a zvieratá a ľudia na stiahnutie svojich svalov, aby sa mohli pohybovať. Nezamieňajte dýchanie s dýchaním. Dýchanie uvoľňuje energiu, zatiaľ čo dýchanie predstavuje prúdenie vzduchu do a z našich pľúc.
Továrne na bunkovú energiu
Väčšina práce za dýchaním sa deje v mitochondriách buniek. Energeticky bohatá molekula adenozíntrifosfát (ATP) sa vyrába v mitochondriách pomocou energie zo slnka (pre rastliny) alebo potravy (pre zvieratá a ľudí). Všetky živé bunky majú mitochondrie, niektoré viac ako iné. Tukové bunky majú veľa mitochondrií, pretože ukladajú veľké množstvo energie. Svalové bunky majú tiež veľa mitochondrií, pretože musia rýchlo reagovať na uvoľnenie energie, keď ju telo potrebuje.
Fotosyntéza a dýchanie
Dýchanie v rastlinách prebieha spolu s ďalšou chemickou reakciou, fotosyntézou. Rastliny sú autotrofy, čo znamená, že si sami vytvárajú potravu pomocou oxidu uhličitého, vody a energie zo slnka. Počas fotosyntézy rastlina prijíma oxid uhličitý zo vzduchu a vody zo svojho prostredia cez malé otvory v listoch, kvetoch, stonkách, koreňoch a vetvách. Energia zo slnka spôsobuje chemickú reakciu v mitochondriách, ktorá rozkladá molekuly oxidu uhličitého a vody a rekombinuje ich okolo a vytvára z nich cukor (glukóza) a plynný kyslík. Dýchanie potrebuje ako východiskový bod glukózu. Využíva glukózu vytvorenú fotosyntézou a na uvoľnenie energie berie zo vzduchu kyslík.
Aeróbny vs. Anaeróbne dýchanie
Aeróbne dýchanie sa deje neustále vo vnútri všetkého živého. Tento typ dýchania využíva kyslík a glukózu na výrobu oxidu uhličitého a vody ako odpadových látok a na uvoľňovanie veľkého množstva energie. Rastliny ukladajú glukózu ako škrob, ale ľudia a zvieratá ju ukladajú ako glykogén, ktorý sa premieňa späť na glukózu na použitie počas cvičenia, keď svalové bunky dýchajú viac ako v pokoji.
Pri cvičení s vysokou intenzitou sa ľudia a zvieratá spoliehajú na anaeróbne dýchanie, aby získali malé množstvo energie na pohon svalových pohybov. Rovnako ako aeróbne dýchanie, aj anaeróbne dýchanie sa vyskytuje v bunkách, ale glukóza sa úplne nerozkladá. Odpadovým produktom je kyselina mliečna, nie oxid uhličitý a voda. Krv prúdiaca cez svaly odstraňuje kyselinu mliečnu. Niektoré rastlinné bunky a mikroorganizmy tiež používajú anaeróbne dýchanie. Napríklad pri varení a príprave chleba sa v kvasniciach používa anaeróbne dýchanie. Bunky prijímajú glukózu a produkujú etanol (alkohol) a oxid uhličitý. Väčšina aeróbneho dýchania sa deje v mitochondriách, ale anaeróbne dýchanie prebieha v tekutej časti cytoplazmy.