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哲学思考四 细菌细胞是典型的耗散结构
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张星元：哲学思考四 细菌细胞是典型的耗散结构
细菌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。因此，细菌活细胞是个开放系统。
细菌细胞与它所处的环境形成复杂系统。为了方便分析细胞与环境的互动，可以把细菌细胞和它的环境划为一个假定的隔离系统，在这个隔离系统内，细菌细胞总是不断地从它的环境汲取营养物质（相对地高焓低熵的基质），经细胞的生物氧化和生物降解获得代谢能（即可供其自身直接利用的能量）和代谢中间物，用以维持细胞结构和高度有序的生命活动过程（即维持细胞的低熵状态的过程）；同时，把细胞内部这种不可逆过程所产生的某些代谢物（相对地低焓高熵的降解产物）和热量排放到环境中去。细菌细胞在与它的环境的物质、能量和信息的连续交换的过程中，保持和发展自身，同时拔高它的环境的熵值，从而保证这个假定的隔离系统的总熵值增加（细胞熵值的减少量小于环境熵值的增加量）。要完成以上过程，细菌活细胞必须是个不平衡的开放系统。
细菌细胞靠消耗代谢能来维持细胞的低熵（高度有序）状态。要维持其生命活动，必须有足够的代谢能供其自身消耗。细菌细胞独立存在自主生存，因此它们必须自己解决代谢能的问题，也就是将吸收进来的能源物质在细胞内转变成代谢能的问题。这个过程包括能源吸收和能量形式的转换；以及相对低焓高熵的降解产物和热量的排放，即熵的输出。在生命活动过程中，状态参数的变化如果超过临界值，细胞状态会发生宏观变化，即出现一种新的有序状态（新的代谢格局）。对于微生物细胞这个系统而言，细胞离开平衡状态越远，熵的输出能力越强，细胞结构越稳定，细胞的活力越强。
综上所述，细菌活细胞是开放的，远离平衡状态的，系统中物质、能量流与信息流的关系是非线性的；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。因此，细菌活细胞是一种典型的耗散结构。
https://blog.sciencenet.cn/blog-41364-323302.html
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细菌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。因此，细菌活细胞是个开放系统。
细菌细胞与它所处的环境形成复杂系统。为了方便分析细胞与环境的互动，可以把细菌细胞和它的环境划为一个假定的隔离系统，在这个隔离系统内，细菌细胞总是不断地从它的环境汲取营养物质（相对地高焓低熵的基质），经细胞的生物氧化和生物降解获得代谢能（即可供其自身直接利用的能量）和代谢中间物，用以维持细胞结构和高度有序的生命活动过程（即维持细胞的低熵状态的过程）；同时，把细胞内部这种不可逆过程所产生的某些代谢物（相对地低焓高熵的降解产物）和热量排放到环境中去。细菌细胞在与它的环境的物质、能量和信息的连续交换的过程中，保持和发展自身，同时拔高它的环境的熵值，从而保证这个假定的隔离系统的总熵值增加（细胞熵值的减少量小于环境熵值的增加量）。要完成以上过程，细菌活细胞必须是个不平衡的开放系统。
细菌细胞靠消耗代谢能来维持细胞的低熵（高度有序）状态。要维持其生命活动，必须有足够的代谢能供其自身消耗。细菌细胞独立存在自主生存，因此它们必须自己解决代谢能的问题，也就是将吸收进来的能源物质在细胞内转变成代谢能的问题。这个过程包括能源吸收和能量形式的转换；以及相对低焓高熵的降解产物和热量的排放，即熵的输出。在生命活动过程中，状态参数的变化如果超过临界值，细胞状态会发生宏观变化，即出现一种新的有序状态（新的代谢格局）。对于微生物细胞这个系统而言，细胞离开平衡状态越远，熵的输出能力越强，细胞结构越稳定，细胞的活力越强。
综上所述，细菌活细胞是开放的，远离平衡状态的，系统中物质、能量流与信息流的关系是非线性的；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。因此，细菌活细胞是一种典型的耗散结构。
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