Воздух проникает в носоглотку. Там он отфильтровывается, нагревается и через трахею подается в легкие. В легких происходит выделение кислорода, который потом по крови разносится по организму ко всем органам. Это на вдохе. На выдохе в легкие поступает из других кровеносных сосудов углекислый газ, который мы потом выдыхаем.
Атмосфера не имеет резкой границы. Плотность атмосферы убывает с высотой - уменьшается в 2 раза при подъёме на 6-7 км. Считается, что на высоте 100 км земная атмосфера кончается. И начинается ближний космос.
Ответ, очевидно, связан с температурой окружающего воздуха. В морозную погоду при постоянном вдыхании носом холодного воздуха, его запросто можно отморозить, так как он не будет согреваться теплым воздухом при выдыхании.
Возможно не стоит этим злоупотреблять при температуре воздуха значительно выше 36,6⁰ С, например в бане. В виду малой поверхности носа в отличие от легких, он не сможет достаточно охлаждаться испарением при потоотделении. Выдыхаемый воздух через нос, охлажденный до температуры тела человека, улучшает положение.
Про фотосинтез уже написали. Остается ответить на вопрос, как же и когда появились эти зеленые растения, когда на Земле еще не было в атмосфере кислорода; что такое "кислородная катастрофа" и т.п. То есть написать небольшую монографию. Кстати, есть данные, что частично кислород выделяется из земной коры, из расщелин на дне океана. Измерения показали, что кислорода почему-то много на самой глубине. На эту тему есть интересная небольшая (88 страниц) книга В.И.Бгатова "История кислорода земной атмосферы" (Москва, издательство "Недра", 1985 г.). Не знаю, возможно, с тех пор появились новые данные. Все же с ее написания прошло 30 лет.
Дыхательный центр расположен в нижней части головного мозга.Структура называется продолговатый мозг. В состав дыхательного центра входят нейроны двигательных ядер черепно-мозговых нервов, которые иннервируют мышцы гортани и глотки.Сам процесс дыхания и его регулирование- это сложный механизм. В дыхании участвуют еще и реберные мышцы, диафрагма, а центры управления расположены в спинном мозге, то можно сказать, что процесс управления дыханием осуществляется из продолговатого и спинного мозга.