La reazione chimica chiamata respirazione è vitale per la crescita, la riparazione e la sopravvivenza di tutti gli esseri viventi. La respirazione avviene nelle cellule di piante, animali e umani, principalmente all'interno dei mitocondri, che si trovano nel citoplasma di una cellula. L'energia rilasciata durante la respirazione viene utilizzata dalle piante per produrre aminoacidi e dagli animali e dall'uomo per contrarre i muscoli per farli muovere. Non confondere la respirazione con la respirazione. La respirazione rilascia energia, mentre la respirazione è il flusso d'aria in entrata e in uscita dai nostri polmoni.
Fabbriche di energia cellulare

La maggior parte del lavoro dietro la respirazione avviene nei mitocondri delle cellule. La molecola adenosina trifosfato (ATP) ricca di energia viene prodotta nei mitocondri usando l'energia del sole (per le piante) o il cibo (per gli animali e gli esseri umani). Tutte le cellule viventi hanno mitocondri, alcune più di altre. Le cellule adipose hanno molti mitocondri perché immagazzinano grandi quantità di energia. Le cellule muscolari hanno anche molti mitocondri perché devono reagire rapidamente per rilasciare energia quando il corpo ne ha bisogno.
Fotosintesi e respirazione

La respirazione nelle piante avviene insieme ad un'altra reazione chimica, la fotosintesi. Le piante sono autotrofi, nel senso che producono il proprio cibo usando anidride carbonica, acqua ed energia dal sole. Durante la fotosintesi, una pianta assorbe anidride carbonica dall'aria e dall'acqua dal suo ambiente attraverso piccoli fori nelle sue foglie, fiori, steli, radici e rami. L'energia del sole provoca una reazione chimica nei mitocondri che scompone l'anidride carbonica e le molecole d'acqua e le ricombina attorno per produrre zucchero (glucosio) e ossigeno gassoso. La respirazione ha bisogno di glucosio come punto di partenza. Utilizza il glucosio creato dalla fotosintesi e preleva ossigeno dall'aria per rilasciare energia.
Respirazione aerobica vs. anaerobica

La respirazione aerobica avviene continuamente all'interno di tutti gli esseri viventi. Questo tipo di respirazione utilizza ossigeno e glucosio per produrre anidride carbonica e acqua come prodotti di scarto e rilasciare grandi quantità di energia. Le piante immagazzinano glucosio come amido, ma l'uomo e gli animali lo immagazzinano come glicogeno, che si converte in glucosio per usarlo durante l'esercizio fisico quando le cellule muscolari rispondono più di quanto facciano a riposo.

Durante l'esercizio fisico ad alta intensità, l'uomo e gli animali si affidano alla respirazione anaerobica per ottenere piccole quantità di energia per alimentare il movimento muscolare. Come la respirazione aerobica, la respirazione anaerobica si verifica nelle cellule, ma il glucosio non si scompone completamente. Il prodotto di scarto è l'acido lattico, non l'anidride carbonica e l'acqua. Il sangue che scorre attraverso i muscoli rimuove l'acido lattico. Alcune cellule vegetali e microrganismi usano anche la respirazione anaerobica. Ad esempio, la birra e la panificazione utilizzano la respirazione anaerobica nel lievito. Le cellule assorbono glucosio e producono etanolo (alcool) e anidride carbonica. La maggior parte della respirazione aerobica avviene nei mitocondri, ma la respirazione anaerobica avviene nella parte fluida del citoplasma.