La macromolécule glucose est produite par les plantes et brûlée dans les mitochondries pour produire de l'énergie libre. L'énergie libre est libérée sous forme d'adénosine triphosphate, communément appelée ATP.
Les plantes sont considérées comme des autotrophes en raison de leur capacité à créer leurs propres sources d'énergie. Les cellules végétales contiennent des chloroplastes, un organite qui subit la photosynthèse pour récolter de l'énergie. Au cours de la photosynthèse, la plante utilise l'énergie lumineuse obtenue du soleil pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en énergie chimique présente dans le glucose et libère l'oxygène sous-produit.
Les animaux, parce qu'ils sont hétérotrophes, n'ont pas la capacité de créer leurs propres sources d'énergie et doivent à la place consommer du carbone organique créé à partir d'autres organismes. Les animaux consomment le glucose produit par les plantes et le brûlent en utilisant de l'oxygène par le processus de respiration aérobie. Ce processus est l'inverse de la photosynthèse. L'énergie libre obtenue est récupérée sous forme d'ATP. Le dioxyde de carbone et l'eau sont libérés en tant que sous-produits.
La première étape du métabolisme aérobie est le processus en 10 étapes de la glycolyse, qui se produit dans le cytoplasme de la cellule. Une molécule de glucose est décomposée en deux molécules de pyruvate et deux molécules de NADH. Ce processus nécessite deux molécules d'ATP et libère quatre ATP, le rendement global est donc de deux molécules d'ATP. Après la glycolyse, le pyruvate pénètre dans les mitochondries où il est oxydé en acétyl coenzyme A. Deux molécules d'ATP, huit molécules de NADH et deux molécules de FADH2 sont également produites.
Dans les mitochondries, toutes les acétylcoenzymes A, NADH et FADH2 produites au cours des deux premières étapes du métabolisme aérobie sont complètement décomposées au cours du cycle de l'acide citrique. Dans cette dernière étape, 32 molécules d'ATP sont produites. Le processus global du métabolisme aérobie produit 36 molécules d'ATP, qui peuvent ensuite être transportées dans tout le corps et utilisées pour les processus cellulaires.
