Metabolizm – całokształt przemian materii i energii zachodzących w żywym organizmie.
Anabolizm – endoergiczne reakcje syntezy związków bardziej złożonych z prostszymi. Katabolizm – egzoergiczne reakcje rozpadu związków bardziej złożonych do prosztszych. Proces w którym powstaje wiązanie zawierające dużą ilość tzw. Energii swobodnej zwykle polega na kowalencyjnym związaniu reszty fosforanowej. Dlatego nazywa się go fosforylacją. Istnieją 3 możliwości fosforylowania ADP do ATP: Fosforylacja substratowa – ma miejsce, gdy reszta fosforanowa zostanie przeniesiona bezpośrednio do ADP przy wykorzystaniu energii organicznego substratu. Ten sposób ładowania ATP nie wymaga udziału tlenu i zachodzi w glikolizie oraz cyklu Krebsa. Fosforylacja fotosyntetyczna – zachodzi wyłącznie u fotoautotrofów. W procesie tym następuje konwersja energii świetlnej na chemiczną ATP. Fosforylacja oksydacyjna – zachodzi u wszystkich organizmów tlenowych. Jest to wydajny sposób magazynowania energii użytecznej biologicznie. Fotosynteza jest specyficzna tylko dla fotoautotrofów – samożywnych organizmów, zdolnych do włączenia nieorganicznego dwutlenku węgla we własne związki organiczne. Organizmy te posiadają barwniki fotosyntetyczne i mogą przekształcać energię światła słonecznego na chemiczną, wykorzystując ją do asymilacji CO2 i następnie do „wyprodukowania” glukozy. Proces zmiany energii świetlnej na chemiczną wiązań asymilatów możemy podzielić na dwie wyrażne fazy: Faza jasna – zależna bezpośrednio od światła. W niej dochodzi do wytworzenia tzw. Siły asymilacyjnej umożliwiającej zachodzenie dalszych etapów. W f.j. ma miejsce pochłonięcie kwantów światła, naładowanie ATP i zredukowanie NADP do NADPH2. Ubocznym produktem tego procesu jest u roślin zielonych i sinic tlen. Faza ciemna – zachodząca w stromie chloroplastów i niezależna bezpośrednio od światła. W f.c. asymilowany jest CO2 i powstają związki organiczne, które mogą służyć jako substancje wyjściowe do dalszych przemian. Reakcje fazy ciemnej od CO2 do węglowodanów tworzą cykl Calvina-Bensona. Zachodzącą w stromie chloroplastów fazę ciemną podzielono na 3 etapy: Karboksylację – polegającą na przyłączeniu CO2 do specjalnie przygotowanej pięciowęglowej cząsteczki nazywanej akceptorem CO2. Redukcję – ponieważ produkt karboksylacji jest 3-węglowym kwasem organicznym, zachodzi konieczność zredukowania go do aldehydu (PAG). Niezbędna do tego energia i wodór dostarczane są z fazy jasnej. Regenerację – polegającą na odtworzeniu akceptora CO2. Potrzebna do tego energia pochodzi oczywiście z ATP syntezowanego w czasie fosforylacji fotosyntetycznej. Regeneracja jest niezbędna dla przyłączenia kolejnych cząsteczek CO2. Chemosynteza jest specyficznym rodzajem samożywności. Zasadnicza różnica pomiędzy fotosyntezą a chemosyntezą polega na wykorzystaniu odmiennych źródeł energii. Chemoautotrofy potrafią asymilować CO2 przy wykorzystaniu energii uwalnianej w czasie utleniania prostych związków nieorganicznych. Glikoliza to ciąg reakcji przekształcających glukozę w kwas pirogronowy. Glikoliza jest beztlenowym etapem obróbki glukozy zachodzącym w cytoplazmie wszystkich żywych organizmów i pozwalającym na uzyskiwanie energii użytecznej biologicznie. Glikoliza polega na etapowym rozłożeniu sześciowęglowej glukozy do trójwęglowych cząsteczek pirogronianu. Oddychanie wewnątrzmitochondrialne dzielimy na: Reakcję pomostową – łączącą glikolizę z cyklem Krebsa i zachodzącą już w matrix mitochondrialnej. Cykl Krebsa (cykl kwasu cytrynowego) – jest zamkniętym torem przemian, w czasie których dwuwęglowe reszty czynnego octanu zostają całkowicie utlenione do CO2. Utlenianie końcowe – polega na przeniesieniu nadwyżkowych elektronów NADH2 oraz FADH2 na tlen cząsteczkowy i zmagazynowaniu w ATP wydzielającej się w tym czasie energii.
