我们首先假设在一个特定的环境中，存在具有如下特点的两种化学反应：1）这两种化学反应中，一种属于合成反应，一种属于裂解反应；2）合成反应的产物恰好是裂解反应的反应物，同时，裂解反应的产物又是合成反应的反应物。此时，由这两种化学反应组成的体系，既是一种“物质循环系统”，又是一个开放系统（与周边环境存在物质和能量的交换）。在合成反应中，从周边环境输入该体系的能量被储存在新合成的化学物质中，而在裂解反应中，储存在反应物质中的能量，一部分会以化学能的形式储存在ATP、NADPH等“能量可用系统”中，一部分会转换成热能、光能等相对更容易在环境中流动的能量，然后释放至环境中。

由合成反应和裂解反应组合而成的“物质循环系统”，在性质上类似可逆反应。二者主要差异在于，对于可逆反应而言，无论是正向反应还是逆向反应，均是由一步化学反应构成，而“物质循环系统”中的正向反应和逆向反应，均可由一步或多步化学反应构成。由此可见，可逆反应是“物质循环系统”中的一种特殊类型。

对于特定的可逆反应而言，反应物和产物在特定环境中的相对丰度可影响其化学反应的发生方向。也就是说，如果能量相对较高的化学物质在环境中的含量相对较高，那么该可逆反应的方向会倾向发生裂解反应的方向，反之，如果能量相对较低的化学物质在环境中的含量相对较高，那么可逆反应的方向会倾向发生合成反应的方向。同理，“物质循环系统”中各组分的相对丰度也决定了“物质循环系统”中的物质转化方向。前文说过，特定环境中的物质水平反映了其能量水平，物质分布反映了其能量分布。基于此可推知，“物质循环系统”也是一种能量传递介体，其化学反应的方向反映了环境中特定能流的流动方向，该方向是由该特定能流中的能量供体和能量受体在环境中的含量和分布情况决定的。换句话说，“物质循环系统”出现的根本原因是因为环境中的物质分布不均衡，或者说能量分布不均衡。