Puis, chez tous les organismes, ces glucides sont oxydés pour reformer de l'eau et du CO₂ au cours de la respiration. Une partie de l'énergie contenue dans les glucides est transformée en ATP. Jusqu'à 35% du CO₂ fixé lors de la photosynthèse est relargué au cours de la respiration par les feuilles.

Tous les êtres de la biosphère dépendent de cette transformation de l'énergie solaire en énergie chimique via la photosynthèse. Quelques exceptions (les organismes qui vivent dans les sources thermales sous-marines et qui oxydent l'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène).

En conclusion, la photosynthèse des végétaux alimente continuellement la biosphère en carbone et la respiration restitue sous forme de CO₂ le carbone provenant des glucides dégradés.

Photosynthèse et respiration s'équilibrent globalement. Les quantités de carbone qui passent annuellement de l'atmosphère à la biosphère sont de l'ordre de 500 milliards de tonnes.

Ces échanges sont d'autant plus importants qu'ils ont des retombées économiques : la houille et le pétrole sont des dérivés des végétaux chlorophylliens de l'ère primaire.

Généralités sur la respiration des cellules végétales

Le mécanisme de la respiration aérobie est commun à tous les Eucaryotes. Il diffère peu entre les plantes et les animaux.

Au cours de la respiration, des composés organiques comme le glucose (C₆H₁₂O₆) sont dégradés et l'énergie libre libérée est utilisée pour la synthèse d'ATP.

Equation générale de la respiration (phosphorylation oxydative) : C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

L'ATP est la forme d'énergie libre utilisable par la cellule pour effectuer différents travaux (chimiques, mécaniques, de transports).

Cependant, l'énergie libre contenue dans les sucres ne peut être convertie en ATP directement. Cette conversion nécessite un ensemble de réactions que constituent :

• la dégradation du glucose via la glycolyse (cytosol, plastes)
• la décarboxylation du produit terminal de cette voie (le pyruvate) via le cycle de Krebs et la formation concomittante de nucléotides pyridiniques réduits (NADH / FADH) dans la mitochondrie
• la réoxydation de ces nucléotides pyridiniques réduits via la chaîne de transport d'électrons (mitochondrie)
• la formation concomittante d'un gradient de proton (force protonmotrice) (mitochondrie)

Finalement, cette ultime forme d'énergie libre est utilisée pour la synthèse d'ATP par l'ATP synthase.