物質交換:
* 摂取量: 細胞は、環境から栄養素、水、酸素を取り入れます。これらの物質は、新しい構造を構築し、エネルギーを生成し、他の細胞プロセスを実行するために不可欠です。
* 出力: 細胞は、二酸化炭素、尿素、その他の代謝副産物などの廃棄物を環境に放出します。このプロセスは、セル内の毒性の蓄積を防ぐために必要です。
エネルギー交換:
* 摂取量: 細胞は、主にグルコースのような栄養素を分解することにより、さまざまなメカニズムを通じてエネルギーを得ます(細胞呼吸)。このエネルギーは、すべての携帯電話活動に駆動するために使用されます。
* 出力: 細胞は代謝プロセス中に熱とエネルギーを放出します。このエネルギーは環境に消散します。
セル内のオープンシステム特性の例:
* 細胞膜全体の栄養素と酸素拡散。
* 細胞から拡散する廃棄物。
* 細胞呼吸、グルコースはエネルギーを放出するために分解され、副産物として二酸化炭素を生成します。
* 光エネルギーがグルコースの形で化学エネルギーに変換され、副産物として酸素を放出する植物細胞の光合成。
オープンシステムが重要な理由:
* サバイバル: 細胞は周囲との継続的な交換に依存して、重要な資源を取得し、廃棄物を排除します。
* 規制: セルは、環境との交換を通じて外部刺激に応答することにより、内部環境(恒常性)を常に調整します。
* 成長と繁殖: 細胞は、成長、分裂、複製のために栄養素とエネルギーの絶え間ない供給を必要とします。
結論:
セルとその環境の間の物質とエネルギーの絶え間ない交換により、それはオープンなシステムになります。この交換は、内部環境を機能させ、成長させ、維持するセルの能力の基本です。