Inaczej ma się rzecz z wielu jednokomórkowymi organizmami roślinnymi, których życie toczy się w środowisku częściowo lub zupełnie pozbawionym tlenu. Chodzi tu zwłaszcza o drobnoustroje, takie jak bakterie, a także niektóre grzyby (np. drożdże). U organizmów tych występuje oddychanie wewnątrzcząsteczkowe. Dostarczający energii proces przebiega w obrębie tylko jednej cząsteczki substancji zapasowej (np. cukru). Jest to klasyczne oddychanie beztlenowe — anoksybioza, które przejawia się najczęściej jako fermentacja (fermentacja alkoholowa, fermentacja mlekowa, masłowa i inne). Jest rzeczą niezwykle ciekawą, że często nie tylko u różnych gatunków, ale także w przemianie materii jednego drobnoustroju można obserwować dwa odmienne typy procesów energetycznych — oddychanie tlenowe oraz oddychanie beztlenowe. Są to bowiem jedynie dwie różne drogi wytwarzania energii życiowej, które choć się wzajemnie wykluczają, to jednak z osobna są możliwe. Okazuje się, że spalanie tlenowe jest o wiele bardziej ekonomiczne. Obliczono na przykład, że przy utlenieniu całkowitym 1 gramocząsteczki, czyli 1 mola, cukru (180 g), powstają 674 000 cal ciepła, podczas gdy przy fermentacji alkoholowej (a więc procesie biologicznie beztlenowym) wytwarza się jedynie 23 000 cal. Spalaniu towarzyszy więc produkcja dużych ilości ciepła i to jest główne ujście energii przemian gazowych. Natomiast resztę tej energii organizm zużywa do syntezowania własnych bogatych energetycznych związków. Należy już teraz zaznaczyć, że również w organizmach zwierzęcych może toczyć się proces beztlenowej przemiany gazowej, czyli oddychania beztlenowego. U zwierząt wyższych ma to miejsce w mięśniach, gdzie dochodzi do rozpadu cząsteczek cukru zwierzęcego — glikogenu. W przemianach tych, zwanych glikolizą, powstają pewne ilości kwasu mlekowego, który musi być następnie przeistoczony z powrotem (przy dopływie tlenu) na glikogen. Wiąże się z tym zjawisko tzw. długu tlenowego, o czym jeszcze będzie mowa w dalszej części książki. Znamy także zwierzęta oddychające wyłącznie beztlenowo. Należą do nich pasożytnicze obleńce, zwłaszcza bytujące w przewodzie pokarmowym różnych zwierząt. Tkanki tych pasożytów zawierają bardzo duże ilości glikogenu; jest on rozkładany sposobem fermentacyjnym, i ten właśnie rozpad jest właściwym dla obleńców procesem energetycznym. Oczywiście w tym przypadku nie istnieje żaden wyodrębniony układ oddechowy. Niepotrzebny jest także udział krwi — toteż robaki te nie mają w ogóle układu krwionośnego.