Организм является открытой системой, которая непрерывно обменивается с

окружающей средой как веществами, так и энергией. Он харатеризується такими признаками:

- четкой границей деления с окружающей средой;

- высокой степенью сложности на всех уровнях организации – от молекул до целого организма;

- способностью к росту, размножению и адаптации в окружающей среде;

- способностью к превращению материи и энергии и возможностью контролировать ход разных сложных процессов, в том числе и обратимых, - способностью реагировать на внешние раздражители.

2. Применение второго закона термодинамики к живым системам невозможно без учета влияния биологических закономерностей, присущих высшим формам движения материи. Характер изменения энтропии, который является важным в процессе оценивания реакций в неживых системах, является второстепенным в случае биологических систем.

3. Все биохимические процессы в клетках происходят при условиях значительных перепадов концентраций, резких изменений объема и тому подобное.

Постоянство внутренней среды, невзирая на изменение внешних условий, называют гомеостазом. Концентрация отдельных компонентов клетки вообще является постоянной, однако клетка не находится в состоянии настоящего термодинамического равновесия, а лишь в стационарном состоянии. Таким образом, гомеостаз является динамическим, и точно контролируемым стационарным состоянием, что является необходимым условием функционирования организма.

Организмы как открытые системы получают питательные вещества и кислород и наоборот выделяют углекислый газ и продукты обмена. Совокупность конечных изменений в жизни клетки и соответствующее им изменение энергии называют метаболизмом.

Процессы, в которых высокомолекулярные соединения (белки, полисахариды) и липиды окисляются и распадаются на составные части, называют катаболизмом. Главным следствием этих процессов является получение энергии, которая накоплена в упорядоченной структуре макромолекул. Процессы синтеза, которые приводят к образованию сложных биополимеров из простых веществ, называют анаболизмом.

Образование большой и упорядоченной макромолекулы из меньших и случайно размещенных молекул нуждается в значительных расходах энергии. Например, для образования одной молекулы белка должны соединяться в определенной последовательности сотни молекул аминокислот. Такие реакции синтеза являются эндергоническими.

Энергетические изменения в клетке можно рассматривать как поток энергии от макроэргических питательных веществ к эндергоническим процессам синтеза, которые используют эту энергию. В клетках постоянно происходят как анаболические, так и катаболические процессы, продукты которых все время обмениваются. Прекращение поступления (приплыву) массы и энергии к клетке, как и длительное нарушение метаболизма, приводит к гибели клетки. Поэтому живой организм является открытой термодинамической системой.

Главным источником энергии для организма является химическая энергия пищевых продуктов, часть которой расходуется на:

1) выполнение работы внутри организма, связанной с дыханием, кровообращением, перемещением метаболитов, секрецией соков и тому подобное;

2) нагревание воздуха, что вдыхается, и еды, что потребляется;

3) компенсацией потерь теплоты, связанной с испарением влаги с поверхности тела, с воздухом, который выдыхается, и выделением продуктов жизнедеятельности;

4) выполнение внешней работы, связанной с двигательной и трудовой деятельностью.

Остальная энергия выводится из организма с продуктами жизнедеятельности.