Jedność życia
Na komórkowym poziomie organizacji, główne procesy chemiczne wszystkich żywych materii są podobne, jeśli nie identyczne. Dotyczy to zwierząt, roślin, grzybów i bakterii; tam, gdzie występują różnice (jak na przykład w wydzielaniu przeciwciał przez niektóre pleśnie), procesy te są tylko wariacjami na wspólny temat. Tak więc, cała żywa materia składa się z dużych cząsteczek zwanych białkami, które zapewniają wsparcie i skoordynowany ruch, jak również przechowywanie i transport małych cząsteczek, a także, jako katalizatory, umożliwiają szybkie i specyficzne zachodzenie reakcji chemicznych w łagodnej temperaturze, stosunkowo niskim stężeniu i neutralnych warunkach (tj. ani kwaśnych, ani zasadowych). Białka zbudowane są z około 20 aminokwasów i tak jak 26 liter alfabetu może być łączone w specyficzny sposób, tworząc słowa o różnej długości i znaczeniu, tak samo dziesiątki, a nawet setki z 20 aminokwasowych „liter” mogą być łączone w celu utworzenia specyficznych białek. Co więcej, te części cząsteczek białkowych zaangażowanych w wykonywanie podobnych funkcji w różnych organizmach często składają się z tych samych sekwencji aminokwasów.
Jest ta sama jedność wśród komórek wszystkich typów w sposobie, w jaki organizmy żywe zachowują swoją indywidualność i przekazują ją potomstwu. Na przykład informacja dziedziczna jest zakodowana w określonej sekwencji zasad, które tworzą cząsteczkę DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) w jądrze każdej komórki. W syntezie DNA wykorzystywane są tylko cztery zasady: adenina, guanina, cytozyna i tymina. Tak jak alfabet Morse’a składa się z trzech prostych sygnałów – kreski, kropki i spacji – których precyzyjne rozmieszczenie wystarcza do przekazania zakodowanych wiadomości, tak precyzyjne rozmieszczenie zasad w DNA zawiera i przekazuje informacje potrzebne do syntezy i składania składników komórki. Niektóre prymitywne formy życia wykorzystują jednak RNA (kwas rybonukleinowy; kwas nukleinowy różniący się od DNA zawartością cukru rybozy zamiast cukru deoksyrybozy oraz zasady uracylu zamiast zasady tyminy) w miejsce DNA jako głównego nośnika informacji genetycznej. Replikacja materiału genetycznego w tych organizmach musi jednak przebiegać przez fazę DNA. Z małymi wyjątkami, kod genetyczny używany przez wszystkie żywe organizmy jest taki sam.
Reakcje chemiczne, które zachodzą w żywych komórkach są również podobne. Rośliny zielone wykorzystują energię światła słonecznego do przekształcania wody (H2O) i dwutlenku węgla (CO2) w węglowodany (cukry i skrobię), inne związki organiczne (zawierające węgiel) i tlen cząsteczkowy (O2). Proces fotosyntezy wymaga energii, w postaci światła słonecznego, aby rozdzielić jedną cząsteczkę wody na połowę cząsteczki tlenu (O2; czynnik utleniający) i dwa atomy wodoru (H; czynnik redukujący), z których każdy dysocjuje na jeden jon wodorowy (H+) i jeden elektron. W serii reakcji utleniania-redukcji elektrony (oznaczane jako e-) są przenoszone z cząsteczki oddającej (utlenianie), w tym przypadku wody, do cząsteczki przyjmującej (redukcja) w serii reakcji chemicznych; ta „moc redukująca” może być ostatecznie połączona z redukcją dwutlenku węgla do poziomu węglowodanów. W efekcie dwutlenek węgla przyjmuje i łączy się z wodorem, tworząc węglowodany (Cnn).
Ożywiające się organizmy, które potrzebują tlenu, odwracają ten proces: zużywają węglowodany i inne materiały organiczne, wykorzystując tlen syntetyzowany przez rośliny do tworzenia wody, dwutlenku węgla i energii. Proces, który usuwa atomy wodoru (zawierające elektrony) z węglowodanów i przekazuje je tlenowi, jest serią reakcji dających energię.
W roślinach wszystkie, z wyjątkiem dwóch, etapy procesu, który przekształca dwutlenek węgla w węglowodany, są takie same jak te, które syntetyzują cukry z prostszych materiałów wyjściowych u zwierząt, grzybów i bakterii. Podobnie, serie reakcji, które biorą dany materiał wyjściowy i syntetyzują pewne cząsteczki, które zostaną wykorzystane w innych szlakach syntetycznych, są podobne lub identyczne dla wszystkich typów komórek. Z metabolicznego punktu widzenia procesy komórkowe, które zachodzą w lwie, tylko nieznacznie różnią się od tych, które zachodzą w mniszku lekarskim.