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微生物活细胞是什么东东？
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张星元：微生物活细胞是什么东东？
世界上一切物体总是相互作用、相互关联，形成一个整体。世界作为一个整体是无法进行实验和研究的，为了实验和研究的方便，只好从这个整体分隔出一部分（我们感兴趣的部分）来，这样分隔出来的被界面包围的部分（准备进行研究的部分），被称为热力学的体系（或系统），与体系相互作用着的其余部分称为该体系的环境或外界。
根据界面的性能可将热力学的体系分成3类：①孤立体系（隔离体系），指与环境既没有物质交换也没有能量交换的体系；②封闭体系，指与环境没有物质交换，但可以有能量交换的体系；③开放体系，指与环境既可有能量交换又可有物质交换的体系。
微生物活细胞属于哪一类系统呢？这还得从热力学第二定律说起。
德国克劳修斯（R.E.Clausius）发现的热力学第二定律（1850年）指出：热量不能自发地由低温物体向高温物体传递。也就是说，热力学系统的自发过程总是向有序性程度减少、无序程度增加（即熵增加）的方向发展。这个定律的经典热力学表述是：在孤立系统中，任何自发过程总是朝着越来越混乱的方向演化。
耗散结构理论指出，系统从无序状态过渡到这种耗散结构有几个必要条件，一是系统必须是开放的，即系统必须与外界进行物质、能量的交换；二是系统必须是远离平衡状态的，系统中物质、能量流和热力学力的关系是非线性的；三是系统内部不同元素之间存在着非线性相互作用，并且需要不断输入能量来维持。
根据耗散结构理论判定，微生物细胞是典型的耗散结构。
https://blog.sciencenet.cn/blog-41364-225845.html
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世界上一切物体总是相互作用、相互关联，形成一个整体。世界作为一个整体是无法进行实验和研究的，为了实验和研究的方便，只好从这个整体分隔出一部分（我们感兴趣的部分）来，这样分隔出来的被界面包围的部分（准备进行研究的部分），被称为热力学的体系（或系统），与体系相互作用着的其余部分称为该体系的环境或外界。
根据界面的性能可将热力学的体系分成3类：①孤立体系（隔离体系），指与环境既没有物质交换也没有能量交换的体系；②封闭体系，指与环境没有物质交换，但可以有能量交换的体系；③开放体系，指与环境既可有能量交换又可有物质交换的体系。
微生物活细胞属于哪一类系统呢？这还得从热力学第二定律说起。
德国克劳修斯（R.E.Clausius）发现的热力学第二定律（1850年）指出：热量不能自发地由低温物体向高温物体传递。也就是说，热力学系统的自发过程总是向有序性程度减少、无序程度增加（即熵增加）的方向发展。这个定律的经典热力学表述是：在孤立系统中，任何自发过程总是朝着越来越混乱的方向演化。
微生物的活细胞任何时刻都离不开它生存的环境，只有在与环境的交换中才能维持细胞结构和生命活动，因此微生物细胞绝不是孤立系统。如果微生物细胞是封闭系统，那么根据熵增加原理，它们（假定的封闭系统）及它们所处的环境组成的孤立系统必将自发地走向混乱，其结果必将是微生物细胞的解体；因为微生物活细胞是客观存在的，所以微生物细胞也不是封闭系统。综上所述，微生物活细胞只能是开放体系。
微生物活细胞的生命活动是朝着有序的方向进行的，有序状态的形成和维持都需要与环境之间有交流的、开放的条件；而交换则要靠细胞内外的不平衡来推动。微生物活细胞总是不断地从环境取得营养物质（一般是作为化学能源的低熵物质），在细胞内进行生物氧化，获得代谢能和代谢中间物，同时把细胞内部这样的不可逆过程产生的热量和一部分代谢中间物排放到环境中去。因此，微生物细胞是不平衡的开放体系。耗散结构理论指出，系统从无序状态过渡到这种耗散结构有几个必要条件，一是系统必须是开放的，即系统必须与外界进行物质、能量的交换；二是系统必须是远离平衡状态的，系统中物质、能量流和热力学力的关系是非线性的；三是系统内部不同元素之间存在着非线性相互作用，并且需要不断输入能量来维持。
根据耗散结构理论判定，微生物细胞是典型的耗散结构。
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