Photosynthese und Zellatmung sind das komplette Gegenteil voneinander, aber auch komplementäre Prozesse. Bei der Photosynthese nehmen Produzenten wie Pflanzen Kohlendioxid, Wasser und Sonnenlicht auf, um Glukose und Sauerstoff zu produzieren. Bei der Zellatmung kombinieren Organismen Glukose und Sauerstoff, um Kohlendioxid, Wasser und Energie zu produzieren.
Der Prozess der Photosynthese wird von Pflanzen und anderen photosynthetischen Organismen verwendet, um Energie zu produzieren, während der Prozess der Zellatmung die Energie für den Gebrauch abbaut. Die ausgewogene Gleichung für die Photosynthese lautet 6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 + 6O2 + Energie. Die Zellatmung ist im Grunde die umgekehrte Reaktion von C6H12O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + Energie. Beide Reaktionen werden in Organellen durchgeführt; Chloroplasten sind Orte der Photosynthese und die Zellatmung findet hauptsächlich in den Mitochondrien statt.
Nur photosynthetische Organismen können Glukose herstellen, aber alle Organismen müssen in der Lage sein, diese Energie zu nutzen. Diese Energie kommt normalerweise in Form von ATP oder Adenosintriphosphat. Die Zellatmung produziert ATP. Die Glukose wird verbrannt, um das ATP zu produzieren.
Die Zellatmung besteht aus vier Schritten. Die Glykolyse zerlegt Glukose in zwei Moleküle Brenztraubensäure, wodurch zwei Moleküle ATP produziert werden. Die Übergangsreaktion baut Brenztraubensäure ab. Im Krebs-Zyklus werden vier weitere ATP-Moleküle produziert. Die Elektronentransportkette und Chemiosmose führt zu 32 ATP-Molekülen.
