Glukoza makrocząsteczki jest produkowana przez rośliny i spalana w mitochondriach w celu wytworzenia darmowej energii. Energia swobodna uwalniana jest w postaci trifosforanu adenozyny, popularnie zwanego ATP.
Rośliny są uważane za autotrofy ze względu na ich zdolność do tworzenia własnych źródeł energii. Komórki roślinne zawierają chloroplasty, organelle, które ulegają fotosyntezie w celu zebrania energii. Podczas fotosyntezy roślina wykorzystuje energię świetlną pozyskiwaną ze słońca do przekształcania dwutlenku węgla i wody w energię chemiczną obecną w glukozie i uwalnia tlenowy produkt uboczny.
Zwierzęta, ponieważ są heterotrofami, nie mają zdolności do tworzenia własnych źródeł energii i zamiast tego muszą zużywać węgiel organiczny wytworzony z innych organizmów. Zwierzęta spożywają glukozę wytwarzaną przez rośliny i spalają ją za pomocą tlenu w procesie oddychania tlenowego. Ten proces jest odwrotnością fotosyntezy. Otrzymana darmowa energia jest zbierana jako ATP. Dwutlenek węgla i woda są uwalniane jako produkty uboczne.
Pierwszym krokiem metabolizmu tlenowego jest 10-etapowy proces glikolizy, który zachodzi w cytoplazmie komórki. Jedna cząsteczka glukozy jest podzielona na dwie cząsteczki pirogronianu i dwie cząsteczki NADH. Ten proces wymaga dwóch cząsteczek ATP i uwalnia cztery ATP, więc całkowita wydajność to dwie cząsteczki ATP. Po glikolizie pirogronian wchodzi do mitochondriów, gdzie jest utleniany do acetyloko-koenzymu A. Wytwarzane są również dwie cząsteczki ATP, osiem cząsteczek NADH i dwie cząsteczki FADH2.
W mitochondriach wszystkie acetylokoenzym A, NADH i FADH2 wytwarzane w pierwszych dwóch etapach tlenowego metabolizmu są całkowicie rozkładane w cyklu kwasu cytrynowego. W tym ostatnim etapie powstaje 32 cząsteczki ATP. Ogólny proces metabolizmu tlenowego daje 36 cząsteczek ATP, które można następnie transportować w ciele i stosować w procesach komórkowych.
