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由细菌细胞产能反应形成ATP和质子动力，被消耗在各种途径中。许多能量用于新的细胞组分的生物合成，另外溶质的运动性细胞器的活动、跨膜运输及生物发光也是重要的生物耗能过程。

生物力学和机械生物学侧重于研究分子、细胞、组织和器官。生物力学是研究生命体变形和运动的学科，通过生物学与力学的有机结合，认识生命过程的规律，解决生命与健康领域的科学问题，机械生物学就是生物力学的一个新兴学科前沿领域。机械生物学研究不仅对于揭示正常机体生长、发育和衰老的生物力学机理和自然规律，而且对于阐明集体发病的发病机理及提供诊断、治疗的一些基本原理包括新兴药物和新技术的研发都具有重要的理论和实际意义。力作用于机体组织细胞后不仅产生变形效应和运动效应，而且可以导致复杂的生理功能变化。最终目的都是促进生物医学基础与临床以及相关领域研究的进步，促进人类健康。

PolyP存在于所有的生物中，它在细胞的代谢和环境压力胁迫下发挥了多种不可替代的调节作用。由于其独特的化学结构，PolyP可以和酶、DNA、RNA等生物因子相互作用，在各个层面上调节生命活动，从简单的能量供给与物质代谢和转运，到信号传导，再到蛋白质的合成与基因的表达和修复，细胞生长与分化等。

根据不同类型的基因表达情况的不同可分为两类管家基因例如上图中的C基因所有细胞都表达这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的如核糖体蛋白质基因、ATP合成酶基因等所有细胞生物都有核糖体除了成哺红ATP是供给细胞所必须的

人类不同于其他生物，例如老鼠、鱼、苍蝇、蠕虫和酵母，这导致许多科学家研究人类本身。像细菌或酵母一样，我们的单个细胞可以在培养物中收获和生长，使研究人员能够研究它们的生物学并检查控制它们功能的基因。许多人类细胞类型，以及来自动物和植物的细胞类型，在适当的环境下都可以在培养皿中存活、增殖并表现出特殊的特性。使用培养细胞的实验有时被称为体外（在玻璃中），而对完整有机体的实验则称为体内（活体）。这些实验可以轻松探索信号分子对细胞形状和行为的影响。