In cellen vindt voortdurend opbouw en afbraak van stoffen plaats. Het geheel van deze omzettingen
in de cellen van een organisme heet de stofwisseling (metabolisme). Enzymen zorgen voor deze
omzettingen. Levende cellen nemen stoffen op uit hun omgeving, zetten stoffen om, en geven weer
stoffen af aan hun omgeving. Hetzelfde met energie. Cellen met chlorofyl (bladgroenkorrels) kunnen
energie in de vorm van licht opnemen. Andere cellen moeten energierijke stoffen opnemen. De
energie in energierijke stoffen heet de chemische energie. Onbruikbare stoffen en warmte worden
weer aan de omgeving afgestaan.
Bij een deel van de stofwisselingsreacties ontstaan uit kleine moleculen grote organische moleculen.
De opbouw van zo’n organisch molecuul heet assimilatie. Koolhydraten, vetten, eiwitten en DNA zijn
bijvoorbeeld organische stoffen.
Door de afbraak van organische moleculen komt er energie beschikbaar. De afbraak van organische
stoffen heet dissimilatie. De energie die voor assimilatie nodig is, kan van dissimilatie komen. De
energie van dissimilatie wordt ook gebruikt voor andere processen in de cel, zoals transport.
Je hebt organische en anorganische stoffen. Organische stoffen zijn koolstofverbindingen. Bij alle
organische stoffen bevatten de moleculen één of meer ketens van koolstofatomen. Ze bevatten ook
altijd waterstof (H), en soms ook zuurstof (O). ook stikstof (N), zwavel (S) en fosfor (P) komen vaak
voor. De koolstofbinding is energierijk. Een metaalion kan wel ingebouwd zijn in organische
moleculen. Glucose is een organische stof met een best korte koolstofketen.
Er zijn ook een paar kleine moleculen waarin slechts één koolstofatoom zit, zoals koolstofdioxide,
koolstofmono-oxide en carbonaten. Dit zijn anorganische stoffen.
Planten en cyanobacteriën zijn autotroof. Ze kunnen glucose vormen uit de anorganische stoffen
koolstofdioxide en water. Dit proces heet koolstofassimilatie. Hiervoor is energie nodig, wat
autotrofe organismen halen uit licht (fotosynthese).
Heterotrofe organismen kunnen dit niet. Zij moeten voor de opbouw van hun cellen organische
stoffen als voedsel opnemen.
In de voortgezette assimilatie is glucose de grondstof voor de vorming van andere koolhydraten,
vetten, eiwitten en DNA. Voor de voortgezette assimilatie in autotrofe organismen zijn onder andere
mineralen als nitraten en fosfaten nodig.
Stofwisselingsprocessen waarvoor energie nodig is, zoals assimilatie, zijn gekoppeld aan de splitsing
van ATP. ATP wordt gevormd bij de fotosynthese in de chloroplasten en bij de verbranding in de
mitochondriën. Moleculen van de stof ATP (adeninetrifosfaat) transporteren energie naar waar in de
cel dat nodig is. ATP is een nucleotide, één van de bouwstenen van nucleïnezuren. ATP bestaat uit
adenosine, wat is opgebouwd uit adenine en ribose, en drie fosfaatgroepen. In de bindingen tussen
de fosfaatgroepen zit veel energie.
Als de derde fosfaatgroep afsplitst, ontstaat er ADP (adeninedifosfaat). De energie wat bij het breken
van die binding vrijkomt, kan voor een hoop processen worden gebruikt. ADP ontstaat dus bij een
dissimilatie of een lichtreactie. De energie die hierbij beschikbaar kom, word gebruikt om een extra
fosfaatgroep aan een ADP molecuul te koppelen. Zo ontstaat ATP. Dit heet fosforylering.