È importante conoscere i principali processi metabolici mediante i quali le cellule producono energia (catabolismo) o sintetizzano molecole necessarie al ricambio dei componenti cellulari (anabolismo). L’energia generata dal catabolismo (esoergonico) alimenta i processi biosintetici dell’anabolismo (endoergonico). Il ruolo degli enzimi in questi processi è di fondamentale importanza per comprendere come gli organismi mantengono la loro funzionalità in diverse condizioni.

Inoltre, in questo nucleo tematico viene analizzata la catalogazione degli organismi in autotrofi ed eterotrofi. Gli organismi autotrofi assorbono carbonio inorganico (CO2) dall’ambiente e ricavano energia dalla luce per generare molecole organiche attraverso la fotosintesi. Gli organismi eterotrofi, viceversa, assumono dall’ambiente esterno molecole organiche preformate. In entrambi, eterotrofi e autotrofi, catabolismo e anabolismo si sviluppano attraverso gli stessi processi metabolici che comprendono la glicolisi, la respirazione e le fermentazioni, seppure con efficienze diverse nei diversi organismi e/o condizioni.