除了糖类的合成代谢和分解代谢、脂肪酸的合成代谢和分解代谢、氨基酸的合成代谢和分解代谢、核苷酸的合成代谢和分解代谢等组合而成的“物质循环系统”之外，还有一类“物质循环系统”，它们需要依靠外界能量的参与才可以正常运行。例如，在光合自养型生物中普遍存在的，由光合作用和呼吸作用组成的“物质循环系统”。光合作用是指绿色植物利用叶绿素等光合色素或者某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为葡萄糖等有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气）的生化过程。在这个过程中，光能被转换成化学能储存在葡萄糖等有机物中。呼吸作用则是指细胞中的葡萄糖等有机物，经过一系列的氧化分解反应，变成二氧化碳和水，同时释放出能量，以维持生物生物活动需要的生化反应过程。在这个过程中，葡萄糖等有机物裂解释放出的能量，一部分以热能的形式释放出来，一部分被储存在ATP、NADH等“能量可用系统”中。

综上所述，“物质循环系统”的出现，既驱动了体系自身能量的流动，又驱动了体系与周边环境之间的能量流动；既维持了体系自身的能量水平，又实现了体系与环境之间能量分布的相对均衡；既是“能量可用系统”功能稳定性的保障，又是非生物体系演变成生物个体的必要因素。已知发生在一个功能细胞内部的化学反应种类繁多，因而推知，拥有“物质循环系统”数量和种类越多的非生物体系，其物质水平和能量水平就越稳定，功能也就越容易得到保障，也就越有可能演变成生物。因此，拥有“物质循环系统统”并实现其与“能量可用系统”的统一，被认为是非生物体系向生物演变进程中的第二个阶段。（注：在《隐藏的动力：生物在自然界的价值》一书中，为了便于与“能量可用系统”相对应，“物质循环系统”用“能量生产系统”表示）。