Die Zelle ist die kleinste funktionelle Einheit des Lebens und verfügt über komplexe Transportsysteme.
In der Biologie unterscheiden wir zwischen geschlossenen und offenen Systemen. Ein geschlossenes System Biologie Beispiel wäre eine Petrischale mit Bakterienkultur, während ein offenes System Biologie Ökologie beispielsweise ein Ökosystem darstellt, das Energie und Stoffe mit der Umgebung austauscht. Das Fließgleichgewicht Biologie spielt dabei eine zentrale Rolle, da es den dynamischen Gleichgewichtszustand in biologischen Systemen beschreibt. Die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle zeigt sich in der effizienten Organisation verschiedener Stoffwechselprozesse.
Der Aufbau Biomembran ist essentiell für das Verständnis zellulärer Transportvorgänge. Die Biomembran besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht mit eingelagerten Proteinen. Der Stofftransport durch Biomembran erfolgt auf verschiedene Weisen: Beim passiven Transport bewegen sich Stoffe entlang ihres Konzentrationsgefälles ohne Energieaufwand, während beim aktiven Transport Energie in Form von ATP benötigt wird. Der sekundär aktive Transport nutzt bestehende Konzentrationsgradienten für den Transport anderer Moleküle. Beispiele für passiven Transport sind die Diffusion von Sauerstoff oder Wasser durch die Membran. Der aktive Transport wird beispielsweise beim Aufbau von Ionengradienten durch die Natrium-Kalium-Pumpe genutzt. Diese zellulären Transportvorgänge sind fundamental für die Aufrechterhaltung des Zellstoffwechsels und damit für das Überleben der Zelle.
