Zusammenfassung
Eine lebende Zelle kann als physikalisch-chemisches System betrachtet werden. Sieht man von ihrer Entwicklung ab, so hat man dessen stationäre Zustände unter gegebenen Bedingungen zu beschreiben. Leben ist an eine hohe räumliche Ordnung von Strukturen und an eine hohe zeitliche Ordnung (Koordinierung) der physikalischen (Materie- und Energietransport) und chemischen Prozesse (katalytische Reaktionen) gebunden. Zur makroskopischen Beschreibung der Energetik dieser Prozesse erscheint die Thermodynamik geeignet, insbesondere in der Formulierung für stationäre Nichtgleichgewichtsprozesse. Die Aussagen der Thermodynamik sind von molekularen Modellen unabhängig; die Verknüpfung zu den molekularen Eigenschaften stellt die statistische Mechanik her. Es gibt keinerlei Erfahrungen, die darauf hinweisen wiirden, daß über die bekannten physikalischen Prinzipien hinaus (Quantentheorie der Atome und Moleküle; Erhaltungssätze) in der lebenden Zelle noch weitere Prinzipien wirksam wären. Insbesondere kann die Energetik und die Richtung biologischer Prozesse im Rahmen der Thermodynamik beschrieben werden. In der Erweiterung auf irreversible Prozesse kann mittels thermodynamischer Begriffe auch die spontane Bildung von höher geordneten Strukturen (Inhomogenitäten) und deren Aufrechterhaltung unter „Dissipation“ von Energie („Fließgleichgewicht“) prinzipiell verstanden werden. Einfachste Modelle hier für können annähernd quantitativ erfaßt werden, für die biologisch interessanten, komplizierten gekoppelten Reaktionen ist dies noch nicht erreicht.
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Dörr, F. (1982). Energetische und statistische Beziehungen. In: Hoppe, W., Lohmann, W., Markl, H., Ziegler, H. (eds) Biophysik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-61815-4_8
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