A fotossíntese e a respiração celular são opostos completos, mas também são processos complementares. Na fotossíntese, os produtores, como as plantas, absorvem dióxido de carbono, água e luz solar para produzir glicose e oxigênio. Com a respiração celular, os organismos combinam glicose e oxigênio para produzir dióxido de carbono, água e energia.
O processo de fotossíntese é usado por plantas e outros organismos fotossintéticos para produzir energia, enquanto o processo de respiração celular decompõe a energia para uso. A equação balanceada para fotossíntese é 6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 + 6O2 + energia. A respiração celular é basicamente a reação reversa de C6H12O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + energia. Ambas as reações são realizadas em organelas; os cloroplastos são os locais da fotossíntese e a respiração celular ocorre principalmente nas mitocôndrias.
Apenas organismos fotossintéticos podem produzir glicose, mas todos os organismos devem ser capazes de usar essa energia. Essa energia geralmente vem na forma de ATP, ou trifosfato de adenosina. A respiração celular produz ATP. A glicose é queimada para produzir o ATP.
A respiração celular consiste em quatro etapas. A glicólise quebra a glicose em duas moléculas de ácido pirúvico, produzindo duas moléculas de ATP. A reação de transição quebra o ácido pirúvico. No ciclo de Krebs, mais quatro moléculas de ATP são produzidas. A cadeia de transporte de elétrons e a quimiosmose resultam em 32 moléculas de ATP.
