Die Zellatmung ist ein fundamentaler biologischer Prozess, bei dem Lebewesen Energie aus Nährstoffen gewinnen.
Die Zellatmung findet hauptsächlich in den Mitochondrien statt und lässt sich in vier wichtige Schritte unterteilen: Die Glykolyse im Cytoplasma, die Bildung von Acetyl-CoA, den Citratzyklus und die Atmungskette. Bei der Glykolyse wird Glucose in zwei Pyruvat-Moleküle gespalten, wobei bereits erste ATP-Moleküle entstehen. Im Citratzyklus werden die Ausgangsstoffe weiter abgebaut und wichtige Energieträger für die Atmungskette bereitgestellt. Die Atmungskette ist der finale und wichtigste Schritt, bei dem der Großteil der Energie in Form von ATP gewonnen wird.
Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung ist besonders bei Pflanzen deutlich zu erkennen: Während bei der Fotosynthese aus CO₂ und Wasser unter Lichteinwirkung Glucose und Sauerstoff entstehen, wird bei der Zellatmung genau der umgekehrte Prozess durchgeführt. Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass aus einem Glucose-Molekül theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle gewonnen werden können, praktisch sind es meist 32 ATP. Die Formel der Zellatmung lautet: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + Energie (ATP). Diese komplexen Vorgänge sind essentiell für das Überleben aller Organismen, da sie die notwendige Energie für sämtliche Lebensprozesse bereitstellen.
