Fotosynteza uzupełnia oddychanie, wytwarzając reagenty wymagane do zainicjowania oddychania, które z kolei produkują reagenty potrzebne do napędzania fotosyntezy. Te dwa procesy są zrównoważonymi reakcjami chemicznymi, które zachodzą w odwrotnych kierunkach. Ogólne równanie fotosyntezy to CO 2 + H 2 O + energia światła ->. glukoza + O 2 + H 2 O, podczas gdy oddychanie można wyrazić za pomocą ogólnego równania glukoza + O 2 ->. CO 2 + H 2 O + uwolniona energia.
Fotosynteza i oddychanie to dwie podstawowe reakcje metaboliczne związane z gromadzeniem, przechowywaniem i uwalnianiem energii, która jest niezbędna do podtrzymania życia organizmu. Fotosynteza występuje głównie w chloroplastach autotroficznych organizmów, takich jak rośliny zielone i niebiesko-zielone algi. Oddychanie występuje w mitochondriach wszystkich żywych istot.
W fotosyntezie energia słoneczna jest przekształcana w energię chemiczną i magazynowana w wiązaniach cząsteczek glukozy. Organizmy heterotroficzne, takie jak zwierzęta, nie mogą wytwarzać związków organicznych i dlatego polegają na produktach fotosyntezy, które stymulują oddychanie komórkowe.
Glukoza znajdująca się w żywności, takiej jak węglowodany, służy jako podstawowe biopaliwo, które ulega procesowi utleniania w celu wytworzenia trójfosforanu adenozyny lub cząsteczek ATP. Komórki wymagają energii zmagazynowanej w wiązaniach tych cząsteczek do wykonywania różnych funkcji, takich jak synteza DNA, RNA i białek. Produkty przemiany materii z oddychania, w tym dwutlenek węgla i woda, są uwalniane do środowiska w celu ponownego wykorzystania w procesie fotosyntezy.
