① 生物鍾學的實驗
如上所述,動物和植物的周期性現象很早就為人所知。1759年就有人製作了第一張豆類植物葉運動的近晝夜節律圖表。首先植物的葉子會與杠桿的一端相連,杠桿的另一端放置在一個滾輪之上。若葉子下垂,杠桿會在滾輪上留下一條向上的線,相反當葉子向上提起的時候,就會得到一條向下的曲線。實驗為期數天。前三天每天光照12小時,第四天起停止光照, 若果這種光是葉運動的原因的話,人們應該會得到這樣的結果,就是葉子在沒有光照的後幾天會一直下垂。但事實並非如此。因此光照並不是葉運動的原因。
20世紀80年代有實驗,去觀察究竟外在因素會不會產生作用。太空實驗室1號將真菌 脈孢菌帶到太空,去看看離地後生物節律的變化。實驗結果卻與在Cape Canaveral對照組所得的結果相同。從此時起,人們在近晝夜節律,次晝夜(超日)節律和超晝夜(亞日)節律是內因產生的這一點上,達成了共識。
上世紀最重要的研究手段是基因的突變篩選。1970年Konopka首次在黑腹果蠅Drosophila melanogaster上應用了這一技術。這種果蠅的成蟲破蛹行為有著明顯的近晝夜節律,接近24小時。就是說蠅破蛹的時刻不是隨機的,而是在一天的特定時刻。若一天已經過了這一時刻,那麼成蟲不會在當天,而時下一天出蛹。這種節律代代相傳。Konopka找到了三種特變品種並不斷培育其後代:第一種Pershort,並不遵循這種24小時節律,而是19小時,其後代也如是。第二種Perlong,其周期為29小時。第三種Per-,沒有節律。所有這些特變品種在基因的同一區段上出現了缺陷。90年代末在不同的哺乳類動物里科學家找到了這些「時鍾基因」(BMal, Clock, MPer1, Mper2, Mper3, Cry1, Cry2)。
② 生物鍾是什麼原理
太陽每天從東邊升起,從西邊落下,一年有四季,一天有24小時,如此周而復始。我們生活在很有節律的自然界。近日在中國科學院心理研究所年會上,對生物鍾研究做出重要貢獻的美國康奈爾大學醫學院的孫中生博士,報告了「對生物鍾從行為到分子多層次研究」的新進展,令人興趣盎然。科學家試圖通過解密生物鍾,解釋生命現象和規律,重新設計對某些疾病的治療方案和治療葯物。
關注「生物鍾」由來已久
自然界的節律無所不在,同樣體現在生物系統中,例如花開花落的植物、晝伏夜出的動物,人的生理周期,甚至每日的心率、體溫、細胞新陳代謝等都呈現24小時的節律。人類關注生物鍾由來已久。1729年法國科學家將一種白天樹葉張開,晚上合上的植物從室外搬到地窖中,結果發現,在沒有光照的地窖中,樹葉依然開閉如同在室外一般。19世紀英國科學家將不同時間開放花的植物組成一個時鍾,結果每天看著花開花落就可以知道時間了。或許這就是「生物鍾」的由來。 孫中生博士說,人類最熟悉也是最普遍的生物鍾莫過於日起夜睡。本世紀曾有科學家做過實驗,將人關在沒有陽光的地下室。每到吃飯的時間就去送飯,結果發現被試者的生物節律每天向後漂移1~2個小時。當不定時送飯時,這種節律更是向後漂移到27小時左右。這說明人體內的生物鍾並非24小時,生物鍾是因人而異的,有的人喜歡晚睡晚起,他的生物鍾就大於24小時,喜歡早睡早起的人生物鍾往往小於24小時,不完全是生活習慣使然。
那麼,生物鍾是遺傳的,還是後天適應環境獲得的?為解開這個迷,在過去50年中人類做過很多科學試驗。他們給那種樹葉晝開夜閉的植物8個小時光照,8個小時黑暗,如此循環試圖改變植物的生物節律,結果卻發現,一旦回到自然環境,樹葉開閉馬上返回24小時的節律。科學家還發現在哺乳動物中,上視交叉核(SCN)是主控生物節律的,一旦被破壞,動物便玩睡無度,失去了生物節律。科學家又做了一項有趣的實驗:他們讓老鼠在15小時黑暗和15小時光照的節律中生活,繁殖了25代,當第25代鼠輩子孫回歸地面時,它們的生物鍾也馬上返回了24小時的節律。這項實驗充分證明了生物鍾的遺傳特徵。除了遺傳性,科學家還發現了各種環境因素能夠調節生物鍾,其中最重要的環境因素是光線。實驗證明光周期的改變能引起生物鍾的改變,而且在24小時內不同時段的光刺激能使生物鍾向不同的方向調節,因此生物鍾是遺傳和環境共同作用的結果。
③ 生物鍾是什麼概念,怎麼調整
太陽每天從東邊升起,從西邊落下,一年有四季,一天有24小時,如此周而復始。我們生活在很有節律的自然界。近日在中國科學院心理研究所年會上,對生物鍾研究做出重要貢獻的美國康奈爾大學醫學院的孫中生博士,報告了「對生物鍾從行為到分子多層次研究」的新進展,令人興趣盎然。科學家試圖通過解密生物鍾,解釋生命現象和規律,重新設計對某些疾病的治療方案和治療葯物。
關注「生物鍾」由來已久
自然界的節律無所不在,同樣體現在生物系統中,例如花開花落的植物、晝伏夜出的動物,人的生理周期,甚至每日的心率、體溫、細胞新陳代謝等都呈現24小時的節律。人類關注生物鍾由來已久。1729年法國科學家將一種白天樹葉張開,晚上合上的植物從室外搬到地窖中,結果發現,在沒有光照的地窖中,樹葉依然開閉如同在室外一般。19世紀英國科學家將不同時間開放花的植物組成一個時鍾,結果每天看著花開花落就可以知道時間了。或許這就是「生物鍾」的由來。 孫中生博士說,人類最熟悉也是最普遍的生物鍾莫過於日起夜睡。本世紀曾有科學家做過實驗,將人關在沒有陽光的地下室。每到吃飯的時間就去送飯,結果發現被試者的生物節律每天向後漂移1~2個小時。當不定時送飯時,這種節律更是向後漂移到27小時左右。這說明人體內的生物鍾並非24小時,生物鍾是因人而異的,有的人喜歡晚睡晚起,他的生物鍾就大於24小時,喜歡早睡早起的人生物鍾往往小於24小時,不完全是生活習慣使然。
那麼,生物鍾是遺傳的,還是後天適應環境獲得的?為解開這個迷,在過去50年中人類做過很多科學試驗。他們給那種樹葉晝開夜閉的植物8個小時光照,8個小時黑暗,如此循環試圖改變植物的生物節律,結果卻發現,一旦回到自然環境,樹葉開閉馬上返回24小時的節律。科學家還發現在哺乳動物中,上視交叉核(SCN)是主控生物節律的,一旦被破壞,動物便玩睡無度,失去了生物節律。科學家又做了一項有趣的實驗:他們讓老鼠在15小時黑暗和15小時光照的節律中生活,繁殖了25代,當第25代鼠輩子孫回歸地面時,它們的生物鍾也馬上返回了24小時的節律。這項實驗充分證明了生物鍾的遺傳特徵。除了遺傳性,科學家還發現了各種環境因素能夠調節生物鍾,其中最重要的環境因素是光線。實驗證明光周期的改變能引起生物鍾的改變,而且在24小時內不同時段的光刺激能使生物鍾向不同的方向調節,因此生物鍾是遺傳和環境共同作用的結果。
④ 人們利用動物生物鍾做了什麼
動物:1、豬、牛和羊:在白天活動.夜晚開始入睡.2、貓:在白天睡大覺.夜晚開始活躍.3、鼯鼠:白天呆在樹洞里,夕陽西下後才鑽出來活動.4、鳥兒們也都是按時「起床」的.5、公雞打鳴,然後鴨群醒來,然後麻雀醒來接著,鴨群...
1、含羞草
葉片會在白天張開、到晚上閉合,這是植物內源性晝夜節律性振盪的最早記錄。在地球上的大多數生物都具有預測環境中即將發生的事件的能力,這種能力來自於生物鍾。
2、驢鍾
在我國黃海的小島上生活的驢能准確報時,它每隔一小時就「嗷嗷」地叫一次,誤差只有3分鍾。
3、老鼠
在老鼠的皮膚粘接組織的成纖維細胞里,有大量的生物鍾基因存在,因此確定在哺乳動物的皮膚組織里存在生物鍾,而且與腦內的生物鍾步調一致。
4、報時蟲
非洲的密林里有一種報時蟲,每過一小時就變換一種顏色,於是在那裡生活的家家戶戶就把這種小蟲捉回家,看它變色以推算時間。
5、鳥類
鳥類對燈光和各種各樣的化學干預尤其敏感。如果你發現籠子里的鳥兒第二天無精打采,沒有精力去吸引異性或者撫養幼鳥,那可能是因為它在夜間暴露在燈光之下,體內的生物鍾因此被打亂。
⑤ 什麼叫「生物鍾」,它的作用是什麼
生物鍾又稱生理鍾。它是生物體內的一種無形的「時鍾」,實際上是生物體生命活動的內在節律性,它是由生物體內的時間結構序所決定。
能夠在生命體內控制時間、空間發生發展的質和量叫生物鍾。
地球上的所有動物都有一種叫「生物鍾」的生理機制,也就是從白天到夜晚的一個24小時循環節律,比如一個光-暗的周期,與地球自轉一次吻合。
作用如下:
1、提示時間
是指你在一定的時間必須做某事,到了這個時間,你就自動會想起這件事來,比如你想第二天早上6點起床,到時你會自動起來。
2、提示事件
是指當你遇到某事時,生物鍾可以自動提示另外一個事件的出現。比如有人拜託你將一件東西給甲,當你遇到甲時,生物鍾這一功能就會自動起作用,使你馬上想到這個託付的東西來。
(5)生物中可以做哪些實驗室擴展閱讀:
生物鍾特徵
生物鍾有點像開汽車:人什麼時候上車,開車到哪裡,踩多久的油門,到達後的一腳剎車。
遺傳的實質是生物鍾上的記塊的釋放,進化的實質是染色體的變異,退化的實質是染色體功能的關閉。
比如人的盲腸和人類的尾巴,都退化了,但是都有痕跡,它們的生物鍾的子鍾還是存在於那個部位,只是功能沒有了,被母鍾關閉了。
所有器官,只要不用,其功能都會退化,不僅僅是盲腸,退化以後的器官,第一是器官縮小,第二是功能消失。
由此看來生物鍾具有兩面性:器質性和功能性,器質性決定器官的性質,主要是決定器官的大小、形狀和細胞數量,功能性決定器官功能的發揮程度、功能的有無、分泌功能物(如各種酶和素)的多少。
⑥ 人們可以利用生物鍾做什麼。
人們可以利用生物鍾去正常地起居,正常去學習和工作,正常地去吃飯睡覺,總之利用生物鍾去規律地生活。
⑦ 生物鍾是由什麼來控制的會失靈么
人體的生物鍾:人的生命過程是復雜的,又是奇妙的,它無時無刻不在演奏著迷人的「生物節律交響樂」。這就是通常人們所說的生物鍾。生物鍾也叫生物節律、生物韻律,指的是生物體隨時間作周期變化的包括生理、行為及形態結構等現象。科學家發現,生物鍾是多種多樣的。就人體而言,已發現一百多種。生物鍾對人健康的影響是非常巨大的。整個人類都是按以一晝夜為周期進行作息,人體的生理指標,如體溫、血壓、脈搏;人的體力、情緒、智力和婦女的月經周期;體內的信號,如腦電波、心電波、經絡電位、體電磁場的變化,等等,都會隨著晝夜變化作周期性變化。沒有人否認這一系列的現象與人的健康毫無關系。科學發現,生物鍾紊亂的時候,人類甚至所有生命就容易生病、衰老或死亡。有的人的生物鍾幾十年都是相對穩定的,他的健康狀況是良好的,而生物鍾表一旦被打破,較長處於紊亂狀態,就產生各種各樣的不適或疾病,有的甚至危及生命。據說,歐洲名酒棗威士忌的商標是一長壽老人的頭像,這老人活了152歲。當時,英國國王想見這位長壽老人,就請他到皇宮來吃喝玩樂,以示隆重款待,誰知,由於生活規律被突然改變,一周後老人不治死去。在我們的生活中,也有一些健康老人,幾十年如一日,終日勞作,越顯健康,有一天,由於兒女的孝順,讓他休息「享清福」,結果不是周身不舒服,就是一病不起。有的剛退下來的老人,身體狀況反而不如上班的時候,都是與生物鍾突然改變有關。我們認為,年輕人要及早認識、發現和掌握自己的生物鍾,然後、逐步順應它,使之發揮良性效果。老年人要對幾十年形成的生物鍾要保養好,不要輕易改變它,免得引起生物鍾紊亂而影響身心健康。孝順的兒女們,也不要輕易讓老人遷就你們的「孝心」。據調查,在一家叫老人保健康復中心裡,好幾個九旬老人在家的時候身體狀況、精神狀態都很正常,兒女送他們到中心是讓他們得到良好的醫療保障,但結果,這幾個老人都是不到半月,「無疾」而終。這與老人的生物鍾被改變有無關系,我們無法深究 。不過,我們相信,認識生物鍾、掌握生物鍾、順應生物鍾對維護和增進人們的身心健康是有幫助的。
如何調整生物鍾?
在冬季,人們的食慾多有增加,但這並不意味著在冬季人體需要更多的熱量,這是由於人體的「激素鍾」在寒冷的氣候下,運轉有所改變造成的。
科學研究發現,冬天的寒冷影響著人體的內分泌系統,使人體的甲狀腺素、腎上腺素等分泌增加,從而促進和加速了蛋白質、脂肪、碳水化合物三大類熱源營養素的分解,以增強機體的禦寒能力,這樣就造成人體熱量散失過多。因此,冬天營養應以增加熱能為主,可適當多攝入富含碳水化合物和脂肪的食物。
對於體質偏弱而無嚴重疾病的人來說,可以根據自己身體的實際情況,適當選用一些葯食兩用的食品,如紅棗、芡實、薏苡仁、花生仁、核桃仁、黑芝麻、蓮子、山葯、扁豆、桂圓、山楂、飴糖等,再配合營養豐富的食品,就可達到禦寒進補的目的。
對於肥胖的人來說,冬季是減輕體重、控制肥胖的大好時機。此時,肥胖者晚餐應少吃,並安排得清淡一些。由於晚間人體攝入的營養素易轉化成脂肪而儲存,同時,晚間活動量小,如果晚餐豐盛則易引起血脂升高,並易沉積於血管壁上,為動脈硬化埋下隱患。
婦女在冬季應增加無機鹽和維生素的攝入,尤其是鈣和鐵應有充分的供應。老人和兒童及體質虛弱者或慢性消耗性疾病患者,生理耐寒能力差,寒冷對他們是很大的威脅,尤其需要優質蛋白質。蛋白質、脂肪和碳水化合物三者應保持合理的比例,三者應分別佔13%-15%、25%-35%、60%-70%為宜。
老人冬季宜常吃粗糧、雜糧和薯類。如玉米、蕎麥、燕麥、紅薯、馬鈴薯、羊奶、兔肉、動物肝、動物血、豆腐、芝麻醬、紅糖、蝦米、蝦皮以及帶色葉菜都適於冬季進食。
此外,冬季進補禦寒,調整飲食的同時,應進行耐寒力鍛煉從而增強適應能力。如忽略了人體本身的生理耐寒力,而一味依賴食物禦寒,過多地食用高熱能高脂肪的食物和酒類等,可造成和加重心血管病。而且,一冬下來,有可能多長出贅肉,會給原來就胖或心血管功能不佳者帶來許多不利影響。因此,冬天應堅持適當的體育運動,如太極拳、散步、打球等,這樣可促進新陳代謝,加快全身血液循環,增強胃腸道對營養的消化吸收,真正達到食而受益的目的
224》如何調整好生物鍾
經過長時間的復習備考,很多考生形成了晚睡的習慣。有些人甚至到了上午10∶00左右還懶洋洋的,興奮不起來。如果到了高考時還是處於這種生理狀態,就很不利,應該注意調整好自己的生物鍾。
人的生物鍾是長時間形成的一種生理反映。要想調整到最佳狀態,應該在考前半個月左右就著手進行。高考的第一場考試一般在上午9∶00開始。考生要想保證自己有充足的精力和適度的興奮狀態,就要完全按照高考期間的作息時間安排自己一天的生活,逐步把生物鍾調整過來。
第一步是把晚睡的習慣改掉,第二天早上也不能睡懶覺。具體地說就是每天晚上一定要在22∶00以前入睡,第二天早上要在6∶00~6∶30左右起床。起床洗漱完畢後,活動一下身體,看幾頁復習資料,7∶30左右再吃早餐。這樣到9∶00左右整個人已經逐漸進入興奮狀態。為適應考試,考生在9∶00~11∶00之間可以自己找一些卷子試著做一做。這樣既能進行一下復習,又能體會適度緊張的感覺。
午飯後,考生也要按高考的需要休息一個小時左右再進行復習。從而使自己在每一場考試的時間里都處於適度的興奮中。
為什麼沒有鬧鍾的鈴聲,你卻每天按時醒來?為什麼雄雞啼晨,蜘蛛總在半夜結網?為什麼大雁成群結隊深秋南飛,燕子迎春歸來?為什麼夜合歡葉總是迎朝陽而展放?為何女子月經周期恰與月亮盈缺周期相似?生物體的生命過程復雜而又奇妙,生物節律時時都在奏著迷人的「節律交響曲」。
近年來,時間生物學認為,生物體乃至植物體的生命隨晝夜交替、四時更迭的周期性運動,揭示出生理活動的周期性節律。古代醫學視天地為大宇宙,人體為小宇宙,謂大小宇宙息息相通。健康人體的活動大多呈現24小時晝夜的生理節律,這與地球有規律自轉所形成的24小時周期是相適應的,表明生理節律受外環境周期性變化(光照的強弱和氣溫的高低)的影響而同步。諸如人體的體溫、脈搏、血壓、氧耗量、激素的分泌水平,均存在晝夜節律變化。生物近似時鍾的結構,被稱之為「生物鍾」。周期節奏近似晝夜24±4小時稱「日鍾」, 近似29.53±5天稱為「月鍾」,近似周年12±2月稱為「年鍾」。時間生物學研究揭示了植物、動物乃至人的生命活動具有一個「持久的」、「自己上發條」和「自己調節」的生物鍾 。
生物鍾依靠像時鍾那樣周期往復的振盪工作,其工作節奏是不受周圍環境影響的,故認為其周期振盪節奏是內生的或在不同器官內獨立進行。生物鍾的存在有極重要的生物學意義,它能使生物與周期性的環境變化相適應,特別是一些對生存和繁殖關系重大的,如遷徙、覓食、交配、生育等,以至作出提前安排。如糖皮質激素在清晨起床前就已升高,為白天活動作好預先的准備。然而生物的這種適應性也是有限度的,生理周期只能在一定范圍內追隨外界的周期性,當偏差太大,外環境變化造成刺激過強過弱,以致使生理振盪變為越軌的自由運轉,從而干擾了時鍾的正常運轉,造成個體不同器官內部節奏位置的紊亂,破壞有序的合作,會引起某些疾病。
近10年,生物學的研究越來越清楚地告訴我們,晝夜節律是在中樞神經系統調控下形成的。1972年研究人員證明,下丘腦前部視交叉上核擔負著晝夜節律的中樞起搏點作用。臨床觀察到人類腦腫瘤破壞包括視交叉上核區時,可導致睡眠-覺醒周期瓦解。靈長類腦內至少有兩個晝夜節律起搏點,其中一個就是視交叉上核,另一個目前尚未確定。
為何成績一般的學生考上了名牌大學,而名列前茅的學生卻名落孫山?為何一貫行為文明的青年人突然與人吵架?原來人體存在智力、情緒、體力周期分別為33天、28天和23天的生物鍾,這3種「鍾」存在明顯的盛衰起伏,在各自的運轉中都有高潮期,低潮期和臨界期。如人體三節律運行在高潮時,則表現出精力充沛,思維敏捷,情緒樂觀,記憶力、理解力強,這樣的時機是學習、工作、鍛煉的大好時機。這時懷孕所生的孩子一定是聰明伶俐的優生兒。在此期,增加學習、運動量,往往事半功倍。學生節律高潮時考試易取得好成績,作家易顯「靈感」,運動員在此期易破記錄。
相反,三節律運行在臨界或低潮期,會表現耐力下降,情緒低落,反應遲鈍,健忘走神,這時易出車禍和醫療事故,也難在考試中出成績。老年人發病常在情緒鍾低潮期,而許多疾病死亡時間恰在智力、體力、情緒三節律的雙重臨界日和三重臨界日。了解自己三節律的臨界日和低潮期,可以在心理上早作準備,以頑強的意志和高度的責任感去克服困難,安然度過臨界日和低潮期。
如何計算自己智力、情緒、體力鍾的高潮、低潮和臨界期呢?以下是一種簡演算法:
(1) 先算「總天數」即計算出生之日至所計算之日的總天數。公式:t=(365.25×周歲數)± x。式中「t」表示總天數,「x」表示除周歲數以外的天數。例某人1935年10月15日出生, 要計算1987年1月29日的這天生物節律,t=(365.25×52)-259=18734(天)。
(2) 再算「余數」,將前算得的總天數分別除以33、28、23(它們分別是智力、情緒、體力 節律周期的天數。)然後得到余數。注意必須用手算,而不要用電子計算機計算。 18734/33=567……23(智力鍾余數) 18734/28=669……2(情緒鍾余數) 18734/23=814……12(體力鍾余數)
(3) 當把余數求出之後,如你只需要了解計算日處什麼期(高潮期、低潮期、臨界期),最簡便的方法是採用「周期天數除以2對照法」,又叫半周期法: 33/2=16.5……(智力鍾半周期數) 28/2=14.0……(情緒鍾半周期數) 23/2=11.5……(體力鍾半周期數) 將「余數」與半周期數作比較,若余數小於此種生物鍾的半周期數,此生物鍾運行在高潮期;若大於半周期數,運行在低潮期;若接近半周期數或整周期,以及余數為零者,則為臨界期。了解自己「智力、情緒、體力」三節律的運行周期,可在高潮期最大限度發揮自己的優勢,在臨界、低潮期早作準備,以防不測。
上例,智力鍾余數:23>16.5為低潮期;情緒鍾余數:2<14.0為高潮期;體力鍾余數12>11.5,數字接近半周期,為臨界期。
人體生物鍾三節律周期理論是指一個人在自身「水平線」上的波動。當人體三節律處於臨界期或低潮期,人確實會感到智力下降、情緒欠安和體力易疲勞感,但人是有理智的,有責任感的。我們了解自己的臨界期、低潮期,對它沒有恐懼的必要,更不要以生物鍾低潮期或臨界期為借口。為了降低事故發生率,把處於節律雙重、三重臨界日駕駛員換下來干其他工作,或提醒他謹慎駕駛,以高度責任感來克服臨界日的不適。當然高潮期的駕駛員麻痹大意,以為亂開車也不會出事故,這是絕對錯誤的。
生物鍾老化機制至少包括以下幾個方面:
(1)生物節律振幅減小。各種組織器官功能減退,例如,神經組織萎縮導致神經傳導速度減慢,消化吸收功能減弱,肝臟解毒功能減退;心肌萎縮,心功能減退,如老年人醛固酮、睾酮、黃體生成素晝夜節律振幅明顯減小或消失。生物鍾處於高潮期,還可抵消這些功能減退,但處於低潮或臨界期,則有病變及死亡的危險。
(2)生物節律穩態遭到嚴重損害。夜班工人體溫、血壓夜高於晝,睡眠晝夜顛倒,日積月累,使生物節律一定程度損害。
(3)同步因子(生活習慣、光照周期定時進餐)作用的減弱。由於退休,長期生活習慣因改變而不適應,戶外接受日光時間減少,干擾了情緒節律,機體衰老與同步因子削弱是有關的。
人與自然界是一個統一的整體。人們只有順從它的變化及時地作出適應的調節,才能保持健康。天地四時氣候變化規律有著春溫、夏熱、秋涼、冬寒以及春生、夏長、秋收、冬藏的天地大經。賢人長壽秘訣是按照天地、日月、星辰的自然運行規律,適應陰陽升降變化,「春夏 養陽,秋冬養陰」的養生方法,使之長壽健康。歷代長壽老人均具有起居,飲食規律的生活。盡管現實生活中常常有些事不盡人意,但長壽者由於保持樂觀情緒,正確對待和處理矛盾,使生活節律中同步因子不斷維持動態平衡,這對延緩衰老有著不可估量的回春作用。