Počas fotosyntézy rastliny vytvárajú sacharidy, látky bohaté na energiu. Pri dýchaní si rastlina rozkladom týchto asimilátov zabezpečuje energiu na uskutočnenie životných procesov (syntéza organických látok, príjem živín, rast a iné). Dýchanie je teda nevyhnutnou podmienkou života rastlín. Dýchanie je proces aeróbny, a preto vyžaduje prítomnosť kyslíka. Ten sa do rastliny dostáva cez celý povrch tela. Pri dýchaní sa uvoľňuje ako metabolit CO2 a voda. Tie sú odvádzané z tela prieduchmi.

Chemizmus dýchania

Chemicky možno proces dýchania sacharidov zapísať sumárnou rovnicou:

C6H12O6 + 6O2 à 6CO2 + 6H2O + 2820 kJ

Pomer medzi vydýchaným CO2 a prijatým O2 sa nazýva respiračný kvocient (RQ). Pri rozklade sacharidov je pomer RQ rovný jednej (6CO2 : 6O2). Ak by rastlina predýchavala nejakú inú zlúčeninu, pomer by bol iný. Napr. tuky sú chudobnejšie na kyslík, a preto pri predýchavaní je RQ 0,34-0,7.

Ak je substrátom dýchania sacharid napr. glukóza, prebieha tento proces v niekoľkých fázach:

1. Anaeróbna glykolýza

Pri anaeróbnej glykolýze sa molekula glukózy rozštiepi, ako konečný produkt vzniknú 2 molekuly kys. pyrohroznovej CH3-CO-COOH a uvoľní sa energia postačujúca na vytvorenie 2 molekúl ATP. Tejto tvorbe ATP hovoríme substrátová fosforylácia.

C6H12O6 à 2CH3-CO-COOH + 2ATP

Enzýmy katalyzujúce tento proces sú v cytoplazme bunky.

2. Aeróbna dekarboxylácia kys. pyrohroznovej

V tejto časti nastáva enzymatická premena (enzým pyruvátdehydrogenáza) kys. pyrohroznovej za postupného odštepovania CO2 (dekarboxylácia) a uvoľňovania energie. Výsledkom dekarboxylácie je vznik zlúčeniny acetylkoenzým A, čiže aktivovanej kys. octovej (CH3-CO-SCoA). Tento proces prebieha v mitochondriách bunky.

CH3-CO-COOH à CO2 + CH3-CO-SCoA

3. Cyklus kys. citrónovej (citrátový cyklus, Krebsov cyklus)

Do tohto cyklu vstupuje acetylkoenzým A. Dochádza k oxidácii posledných dvoch atómov uhlíka na oxid uhličitý. Toto sa deje prechodom cez 9 redoxných systémov za účasti enzýmov. Cyklus končí vytvorením oxalacetátu. Redukované koenzýmy prechádzajú do dalšej fázy dýchania, do koncového dýchacieho reťazca.

4. Biologická oxidácia vodíka (koncový dýchací reťazec)

Do dýchacieho reťazca sú pomocou redukovaných koenzýmov (najmä NADH + H+) prenesené ióny vodíka. V dýchacom reťazci dochádza k ich oxidácii na vodu. Energia, uvoľnená pri tejto biologickej oxidácii sa využíva na fosforyláciu, teda tvorbu ATP. Keďže energia potrebná na vznik makroergických fosfátových väzieb ATP sa uvoľňuje oxidáciou, hovoríme o oxidatívnej fosforylácii. Odbúraním jednej molekuly glukózy sa vytvorí v celom cykle dýchania 38 molekúl ATP. Časť uvoľnenej energie sa vyžiari vo forme tepla. Krebsov cyklus aj biologická oxidácia vodíka prebiehajú v mitochondriách.