bz振荡反应对抗生素的扰动应变及单糖的振荡行为探讨word格式论文.docxVIP

(2)远离平衡态体系处于平衡时反应推动力为零，如果没有其他推动力它永远不会离开平衡态，此时反应达到极限，情值很大，无序度也增至最大。因此，当系统处于平衡态或近平衡态时，由于自发过程总是使系统的烟增加，而姻是系统无序度的一种量度，如果反应中没有足够的推动力，系统是不可能产生有序的耗散结构。只有在远离平衡态时，反应中有足够的推动力，系统才有可能从无序自发地转化为有序，形成耗散结构。(3)有反馈存在要实现振荡反应必须在反应序列中有反馈存在，这种反馈通常以自催化反应的形式出现。正是反馈的存在，才引起了反应系统内部非线性的相互作用，并通过涨藩形成稳定的有序结构。为了产生振荡反应，在整个反应序列中，至少有一步的产物对它本身或前面某步反应物的生成速度产生加速或抑制的影响。也就是说，在反应序列中应有一个封闭的反馈环存在。例如在B-Z振荡体系中，在基元反应(I)Br03-+HBr02+3W+2Ce3+件2Ce飞2HBr02+H20;(2)Br03-+HBr02+3旷+Ce32Ce4++2HBr02+H20中，存在HBr02的自催化反i-件应和Br03-的反馈过程，这就是其中一个典型的自反馈作用。(4)双稳态-个振荡反应体系往往具有双稳态或多重定态。也就是说，在一组相同的外部条件下，该体系能够在两种不同的稳定态中存在或具有多重定态。所谓系统处于稳定状态，是指所有外部参数都达到恒定值，并且能在参数发生微小变化后仍能恢复原状而不转变成为一个新的状态。1.3化学振荡反应研究简史人们发现，在有些化学反应系统中，某几个组分或中间产物的浓度会随时间与空间而发生周期性的变化，人们称之谓化学振荡反应。这种反应类似于钟表的周期性，故又叫化学钟01921年，布雷CW.C.Broy)第一个报道了均相溶液中发生的化学振荡反应，即过氧化氢被腆酸和腆氧化物催化的分解反应。他发现，在一定条件下氧的生成速率和溶液中确的浓度都呈周期性变化。1959 年苏联化学家贝洛索夫和扎鲍廷斯基(Belousov-Zhabotinskii)两人在实验中发现，在铺离子催化下，澳酸饵氧化拧橡酸时产生浓度振荡现象(即浓度发生周期性变化〉。并且在室温下，当锦离子从黄色的高氧化态(Ce4+) 到无色的低氧化态(Ce3勺变化时振荡十分明显，用肉眼就能观察到，它向人们展示了一种生动而又具体的化学钟。这个实验终于引起了化学家们对化学振荡反应的浓厚兴趣，并使之确信化学振荡这种自组织的存在。1964年高希和钱丝首先发现酵母细胞的悬浮液在某些条件下会产生NADH〈还原型辅酶1)浓度的阻尼振荡，同时在酵母细胞的提取液中也观察到浓度振荡，并在适当的条件下发生无阻尼振荡，这一发现引起了学术界的震惊。对于化学振荡的兴趣也与日俱增，从此开始了振荡反应研究的大发展时期。此后发现，在细胞、细胞器内许多化合物或离子的浓度都会发生周期性变化:还发现新陈代谢过程中的糖酵解反应也有振荡行为。化学振荡反应的研究使人们开始探索生物化学中化学物质浓度周期性变化的实质。布鲁塞尔学派于1967 年在论文结构、耗散和生命中正式提出了耗散结构这一概念及其理论。指出化学振荡是化学中最简单的自组织现象，对它的研究可以揭示一个新的高级组织是怎样从相对无序、低组织程度的世界中自发地产生出来的，上述称做耗散结构的自组织现象[Il，比起生物世界中的社会进化组织尽管简单得多，但还是鲜明地表征了从微观的低级运动向宏观的有序高级运动的演化 (或称进化)。耗散结构理论的研究对象是开放系统中的自组织现象。从1968年起，根据化学振荡等实验研究，他们提出三分子模型来具体分析耗散结构在化学中的表现，并通过对化学振荡反应的数学处理，提出了化学振荡反应产生的具体条件。该理论指出:某些远离平衡态的系统，通过耗散能量和物质，有可能达到一种事件或空间有序的状态，这样就从热力学上证明了化学振荡反应的发生是可能的。随着耗散结构理论的建立与完善，又为化学振荡反应进一步的深入研究提供了坚实的理论基础。1.4化学振荡反应的类型及振荡机理化学振荡反应主要包括B-Z(Belousov一Zhabotinskií)振荡反应、B一L(Bray一Liebhafsky) 振荡反应、铜催化振荡反应、液膜振荡器、过氧化酶振荡器等，以下各节将主要介绍以上的振荡反应器。1.4.1Belousov-Zhabotinskii但一Z)振荡反应B-Z振荡反应是一个在理论研究上和实验研究上较其它反应相对成熟的化学振荡反应，它比生物振荡要简单，但可以呈现出丰富多彩的和生物自组织现象很类似的时空有序现象，如电位随时间的周期性变化及化学指示剂的颜色的交替变化等。B一Z振荡体系的进行同样需要与其他化学振荡相同的振荡条件。即开放或半开放的反应体系，能够产生远离平衡条件的负反馈机制等。对这种振荡体系的设计和理论探讨在化学振荡的研究历史