Kemična reakcija, imenovana dihanje, je ključnega pomena za rast, popravilo in preživetje vseh živih bitij. Dihanje se dogaja v celicah rastlin, živali in ljudi, predvsem znotraj mitohondrijev, ki se nahajajo v celični plazmi celice. Energijo, ki se sprosti med dihanjem, rastline porabijo za tvorbo aminokislin, živali in ljudje pa za krčenje mišic, da se lahko premikajo. Ne mešajte dihanja z dihanjem. Dihanje sprošča energijo, medtem ko je dihanje pretok zraka v naša pljuča in iz njih.
Tovarne celične energije
Večina dela za dihanjem se zgodi v mitohondrijih celic. Energijsko bogata molekula adenozin trifosfat (ATP) nastaja v mitohondrijih s pomočjo sončne energije (za rastline) ali hrane (za živali in ljudi). Vse žive celice imajo mitohondrije, nekatere več kot druge. Maščobne celice imajo veliko mitohondrijev, ker shranjujejo velike količine energije. Mišične celice imajo tudi veliko mitohondrijev, ker morajo hitro reagirati, da sprostijo energijo, ko jo telo potrebuje.
Fotosinteza in dihanje
Dihanje v rastlinah se dogaja ob drugi kemijski reakciji, fotosintezi. Rastline so avtotrofi, kar pomeni, da si sami izdelujejo hrano z ogljikovim dioksidom, vodo in energijo iz sonca. Med fotosintezo rastlina skozi drobne luknjice na listih, cvetovih, steblih, koreninah in vejah iz zraka in vode iz svojega okolja vnese ogljikov dioksid. Sončna energija povzroča kemično reakcijo v mitohondrijih, ki razgrajuje molekule ogljikovega dioksida in vode ter jih rekombinira, da nastane plin (glukoza) in kisik. Za izhodišče dihanje potrebuje glukozo. Uporablja glukozo, ki nastane s fotosintezo, in iz zraka vzame kisik, da sprosti energijo.
Aerobna vs. Anaerobno dihanje
Aerobno dihanje se ves čas dogaja znotraj vseh živih bitij. Ta vrsta dihanja uporablja kisik in glukozo za proizvodnjo ogljikovega dioksida in vode kot odpadka in sproščanje velikih količin energije. Rastline shranjujejo glukozo kot škrob, ljudje in živali pa jo shranjujejo kot glikogen, ki se pretvori nazaj v glukozo za uporabo med vadbo, ko mišične celice bolj počivajo kot v mirovanju.
Med intenzivno vadbo se ljudje in živali zanašamo na anaerobno dihanje, da dobimo majhne količine energije za spodbujanje gibanja mišic. Tako kot aerobno dihanje se tudi v celicah pojavlja anaerobno dihanje, vendar se glukoza ne razgradi popolnoma. Odpadni produkt je mlečna kislina, ne ogljikov dioksid in voda. Kri, ki teče skozi mišice, odstrani mlečno kislino. Nekatere rastlinske celice in mikroorganizmi uporabljajo tudi anaerobno dihanje. Na primer, pivovarstvo in priprava kruha uporabljata anaerobno dihanje pri kvasu. Celice prevzamejo glukozo in tvorijo etanol (alkohol) in ogljikov dioksid. Večina aerobnega dihanja se zgodi v mitohondrijih, vendar anaerobno dihanje poteka v tekočem delu citoplazme.