Fotosynteza i oddychanie komórkowe są całkowitymi przeciwieństwami, ale są również procesami uzupełniającymi. W procesie fotosyntezy producenci, tacy jak rośliny, pobierają dwutlenek węgla, wodę i światło słoneczne, aby wytworzyć glukozę i tlen. Przy oddychaniu komórkowym organizmy łączą glukozę i tlen, wytwarzając dwutlenek węgla, wodę i energię.
Proces fotosyntezy wykorzystywany jest przez rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne do produkcji energii, podczas gdy proces oddychania komórkowego rozkłada energię do użycia. Równoważone równanie dla fotosyntezy to 6CO2 + 6H2O --- & gt; C6H12O6 + 6O2 + energia. Oddychanie komórkowe to w zasadzie odwrotna reakcja C6H12O6 + 6O2 --->. 6CO2 + 6H2O + energia. Obie reakcje są realizowane w organellach; chloroplasty są miejscami fotosyntezy, a oddychanie komórkowe dzieje się głównie w mitochondriach.
Tylko organizmy fotosyntetyczne mogą wytwarzać glukozę, ale wszystkie organizmy muszą być w stanie wykorzystać tę energię. Ta energia zwykle występuje w postaci ATP lub trifosforanu adenozyny. Oddychanie komórkowe wytwarza ATP. Glukoza jest spalana w celu wytworzenia ATP.
Oddychanie komórkowe składa się z czterech etapów. Glikoliza rozbija glukozę na dwie cząsteczki kwasu pirogronowego, wytwarzając dwie cząsteczki ATP. Reakcja przejściowa rozkłada kwas pirogronowy. W cyklu Krebsa powstają cztery kolejne cząsteczki ATP. Łańcuch transportu elektronów i chemiosmoza dają 32 cząsteczki ATP.
