Semua organisme membutuhkan energi untuk menyelesaikan tugas; reaksi kimia yang memanfaatkan dan melepaskan energi yang metabolisme sel
Energi dan Metabolisme
Para ilmuwan menggunakan istilah bioenergetika untuk membahas konsep aliran energi melalui sistem kehidupan seperti sel-sel. Proses seluler seperti bangunan dan mogok molekul kompleks terjadi melalui reaksi kimia langkah-demi-langkah. Beberapa reaksi kimia spontan dan melepaskan energi, sedangkan yang lain membutuhkan energi untuk melanjutkan. Sama seperti makhluk hidup harus terus mengkonsumsi makanan untuk mengisi apa yang telah digunakan, sel-sel harus terus menghasilkan lebih banyak energi untuk mengisi yang digunakan oleh banyak reaksi yang membutuhkan energi kimia yang terus-menerus terjadi. Semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel, termasuk yang menggunakan energi dan orang-orang yang melepaskan energi, adalah metabolisme sel.
Kebanyakan energi berasal dari matahari, baik secara langsung maupun tidak langsung
Sebagian besar bentuk kehidupan di bumi mendapatkan energi dari matahari. Tanaman menggunakan fotosintesis untuk menangkap sinar matahari, dan herbivora memakan tumbuhan tersebut untuk memperoleh energi. Karnivora makan herbivora, dan pengurai mencerna tanaman dan hewan.
Hampir setiap tugas yang dilakukan oleh organisme hidup membutuhkan energi. Energi yang dibutuhkan untuk melakukan kerja berat dan olahraga, tetapi manusia juga menggunakan banyak energi sambil berpikir dan bahkan saat tidur. Bahkan, sel-sel hidup dari setiap organisme terus menggunakan energi. Nutrisi dan molekul lain yang diimpor, dimetabolisme, dan mungkin diubah menjadi molekul baru. Molekul-molekul ini kemudian dimodifikasi, jika diperlukan, diangkut sekitar sel, dan dapat didistribusikan ke seluruh organisme. Misalnya, protein besar yang membentuk otot-otot secara aktif dibangun dari molekul yang lebih kecil.
Karbohidrat kompleks dipecah menjadi gula sederhana yang menggunakan sel untuk energi. Sama seperti energi yang dibutuhkan untuk kedua membangun dan meruntuhkan bangunan, energi yang dibutuhkan untuk kedua sintesis dan pemecahan molekul. Selain itu, molekul sinyal seperti hormon dan neurotransmiter harus pertama kali disintesis dan kemudian diangkut antara sel-sel. Bakteri patogen dan virus yang tertelan dan dipecah oleh sel. Sel juga harus mengekspor limbah dan racun untuk tetap sehat, dan banyak sel harus berenang atau memindahkan material sekitar melalui gerakan pemukulan pelengkap selular seperti silia dan flagela. Proses seluler yang tercantum di atas membutuhkan pasokan energi yang disediakan oleh metabolisme sel.