⑴ 什麼是生物鍾
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。
生物鍾有四點功能：提示時間、提示事件、維持狀態和禁止功能。
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，比如你想明天早上6點起床，到時你會自動起來。現實生活中有大部分事物都是時間提示起作用的，比如幾點上班、某時會見某人、愛人生日的獻花、愚人節、趕某趟車等等。
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。用得最多的是看到某事時，在你的大腦里所依次產生的那些「憶塊」（回憶的一種），比如看到熊貓，你就會想到：它是中國的國寶、它喜歡吃竹子、它是中國作為友好象徵出使國外的使者等等憶塊。再比如當你看到一道難題時，你就會調動很多憶塊，在一些規則的組合下，去求解它，這一連串的事情必須啟動你過去很多年時間里所學到的知識，這些知識是不會平白無故地出現在你的大腦的，它們必須在生物鍾的該功能作用下才可依次出現在你的大腦里。
維持狀態：是指人們在作某一事時，能夠使人一直做下去的力量。比如上8個小時的班，就是生物鍾這一功能的結果，又比如人的眼睛觀看某一事時，能夠聚精會神地看，也是它的結果，當注意力從視覺轉向聽覺時，也是生物鍾作用的結果，那是提示事件功能在起作用，但是，你要聽完一堂課，你就必須用生物鍾的該功能才能聽完，否則你就會瞌睡不已，甚至逃課。這種維持可以是連續的也可以是斷續的維持，比如你和你愛人的家庭的維系就是斷續的，因為你不能長期呆在家裡無所事事，你必須去工作，去交結，去謀取。
禁止功能：是指機體某個功能或行為可以被生物鍾終止。比如說看到一個恐怖的事件（如地震），你無論在做什麼，都有可能產生逃跑，這種逃跑就是對前面所做事物的終止。再比如說你在專心專一上網，結果你老爸打來了，你對上網的終止就是生物鍾的功能在起作用。如果沒有這種作用，一個人就會出現永不停頓的做事，比如睡覺，如果沒有這種終止，這個人就會長期睡下去，成為植物人。植物人發生的原因可能與此功能的失控有關。
相對這四點功能，在人的大腦里有對應的四個中樞：時間中樞、空間中樞、功能中樞和終止中樞。
生物鍾充斥在生物的每個環節，無論人命還是生命過程都離不開它的作用。
生物鍾的特徵
生物鍾有點象開汽車：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。
DNA是指起遺傳作用的螺旋體，生物鍾是DNA和它周圍所附帶的蛋白質等物質。
DNA分兩種：一是「端點」，也就是DNA上分支的交叉連接部位，這個端點控制著基因的發生時間和順序，試設想一粒種子，放在土裡，沒有一定的原塊（外界條件）的刺激是不會發芽生長的，一旦條件足夠，端點就被激活，端點指令DNA依次解碼，如果沒有這種控制，基因就會各自為戰。
人的生長發育行為的產生，都是染色體上的基因決定的，什麼時候停止生長，什麼時候產生性慾，什麼時候分娩，什麼時候停經等等這一切都是一個人按時按刻來完成的，沒有一個不是生物鍾的體現，所以DNA就是生物鍾，是它決定一個人的一切生理進程。如果DNA所決定的這些按時按刻出現的東西都不屬生物鍾的范疇，那就沒有人體生物鍾了。
無論是生命過程還是人命過程，都是生物鍾在起關鍵作用。先看看生命過程，當人的胃餓了時，生物鍾就會提醒你:「該吃了」，吃到一定程度，它又會提醒你:「可以了」。在這里，生物鍾是通過一種胃壁的壓力感受器來實現功能的，胃壁壓力感受器感到胃內沒有東西了（這一數值每個人都應該有個可以測量出來的衡數），就開始分解一種能夠使大腦產生「胃痛」的「物質」，這一物質和胃神經結合，胃神經開始產生一種電傳導，該傳導到達大腦的「胃痛區」，就產生了「胃痛」，反過來，持續胃痛又可分離胃神經上的化學結合物，從而終止胃痛，過一陣，如果還是沒有進食，胃就開始下一輪疼痛，這就是所謂的陣痛。
再來看看人命過程（智能過程）生物鍾是怎麼發揮作用的，老師或父母將你的名字告訴你並告訴你怎麼寫，以後，在你的一生中，只要問及你的名字或必須簽上你的名字的地方，你都可以准確無誤的書寫或報上名來，這一過程中，你的名字首先是一種刺激，使你的感官接受了這一信息並被儲存在大腦里，在沒有必要的情況下，你的名字就是一種儲存在記庫的記塊，一旦有人呼叫你的名字，這種刺激就會將你的大腦和聽覺中樞等很多中樞溝通，生物鍾的提示事件功能馬上就會將你的名字從記庫中調出來，調出來的這個憶塊（實際上就是一塊僅僅包含你的名字信息的東西），被放到思維中樞，它的存在，使得思維中樞不可以產生其它思維，此時的思維中樞因為過去的習慣或其它原因，使你產生回答或看著呼叫者，產生回答不一定每次發生，但是在很多情況下必須發生，比喻你媽叫你，你的上級領導叫你，或在非常時期叫（如發生突發性事件，叫你趕快離開），這些情況下你都會不由自主地回答這種叫喚，但是，很多場合下，你對這種叫名行為都是抱著報以微笑或目視對方來回答，以上情況的發生必定產生了四種思維規則：一種是習慣性回答，每叫必答，這種規則的產生是幼時形成的；一種是微笑規則對應叫名行為，這是一種比較成熟的規則；另一種是沉默規則，一般是應對無關緊要的人的叫喚；還有一種是突然叫喚規則，這種規則使人必須回答。生物鍾按照這四種規則去自動應對叫喚人。
生物鍾功能再偉大，也受制於感覺，比如生物鍾決定你是一個男孩，但是在長期的感覺演變過程中你可能停止男孩的一切決定性要素，使之具有女性心理特徵的假男孩。雖然生物鍾控制生物體的每一個過程，但是，它對感覺的控制微乎其微，一般都是感覺在控制生物鍾的發生發展。
母鍾、子鍾、孫鍾
生物鍾分為母鍾、子鍾和孫鍾。
母鍾是受精卵攜帶的那條染色體。
生物個體就是以母鍾為藍圖進行分解、合成的，該母鍾決定了一個人的一生。母鍾的分裂是一定的，不是無止境的分裂下去，母鍾在人類一般是分裂5次產生24條與母鍾一致的體染色體，以後人類的所有器官都在這24條子鍾下面分裂產生，母鍾在分裂時，就已經嚴格地將24條子鍾各自應該怎麼釋放、怎麼解碼、解哪些地方的碼等等都安排好了，24條子鍾就開始各行其是了，造肝的造肝，造腎的造腎，造心的造心，同時各自功能的發揮也開始進行，一個新的個體產生了。這就象一個母親生下幾個雙胞胎兒子，兒子們就各發展各的了，但是作為一個大家庭來說，雙胞胎們會有相互影響的一方面，直到長大在他們中都可以看到整個家庭的痕跡，但是他們又各有鞦韆、各不相同。
母鍾分為以端點為主的信息部、以染色體外蛋白為主的標記部和在染色體某一段的基因控制的控制部，信息部負責接受外來刺激和對染色體外蛋白發放信息，標記部的外蛋白負責某些段基因的打開、復制、關閉等工作，控制部是專門控制生命個體在生長發育過程中的時間提示，如某年齡開始脫牙、某時間開始發情等。
母鍾在分裂時，每次分裂它都使一條子鍾的某些基因上的蛋白質被標記，這種標記使得在以後的歲月里該條染色體永遠只能打開這一段，也就是說，被標記的基因終生都可以產生復制信息，沒被標記的終生都被冷落，成了「冷段」。第N條如果是造肝的，那麼在這條染色體上的有關造心造肺等器官的那些部位就全部被關閉，只有與肝有關的信息完全被打開，一個肝臟就是這樣造成了。有人會說人類是24條染色體，其他動物可不是呀，但是為什麼它們的器官和功能基本相同呢？那麼它們是分裂多少次呢？一個總的原則是：母鍾都是按「體染色體」數分裂，無論什麼動物。
不要忘記了，現在談的母鍾，不是純的DNA的概念，應當時刻記著該母鍾的外面有細胞膜、細胞質和核膜，還應該記著細胞質里的高爾基體等物質。母鍾的分裂不是單一的，是連著細胞膜等等一起分裂的。精子所攜帶的XX或XY染色體進入卵細胞和卵細胞的染色體結合一般現在稱為「合子」，合子里首先只有一對染色體，在人類，它們開始參照這一對染色體進行復制，生成23對體染色體，這時的這個卵細胞本文稱為「母鍾」，母鍾開始分裂，每分裂一次，就產生一個新的「子鍾」，每個子鍾都是一個攜帶某方面遺傳信息的、完整的、與母鍾在個體、大小、功能上完全不同的新的細胞了。母鍾分裂5次，變成了23個體細胞，這23個體細胞成了新的「激活藍本」，所有組織器官依照這些激活藍本開始復制和分裂，在任何一個新的組織器官體，細胞的分裂不會超過12次，因為體細胞是按照2的n次方（n為1,2,3,……）分裂，第一代是2，第二代是4，第三代是8……，所以它們的再分裂，出來的分別是：心、肺、腎等等一個個活生生的器官，雖然這些器官不一定具有功能，就象男人的陰莖，在沒有發育時，是沒有性功能的，但是陽具卻在。按24個子鍾再分裂出來的所有細胞被稱為孫鍾，孫鍾組成一個個具體的器官。
母鍾存在於人體的腦垂體。割去腦垂體的人為什麼還有生物鍾功能？那是因為它們的子鍾和孫鍾在發揮功能。
改變子鍾的DNA，不能改變遺傳，必須改變母鍾的DNA，才能遺傳，癌症是子鍾的DNA失控的結果，所以它一般是不能遺傳的（雖然有的癌症可以遺傳）。這就是為什麼一個人的手或腳被截後，他的下一代手腳正常的原因。
現在認為染色體是通過合成蛋白質，蛋白質決定細胞來起作用的，但是，應當還有另外的途徑在控制系統的發育，比如骨骼系統是由鈣和磷按一定比例組成的，沒有蛋白質在裡面起作用，骨骼主要起支架作用，如果說染色體是通過合成蛋白質來決定組織器官的，那麼骨骼系統怎麼解釋呢？因此看來，染色體決定組織器官的形式、大小、功能和成分，它不是只決定蛋白質這一種東西，現在假設骨骼中的鈣是因為某種蛋白質攜帶來的，但是，骨骼的哪裡厚，哪裡薄，哪裡空，哪裡實等等，該蛋白質也可以決定嗎？如果是這樣，那該蛋白質就會成「智慧蛋白」，本身就夠神的了。控制骨骼系統的染色體，決定了骨骼的一切必要的信息的釋放，染色體不能夠直接合成鈣和磷，它們只是在人體生長發育的過程中，將一些鈣磷按照需要，在遺傳圖譜的指導下，組合成尺骨、撓骨、頭骨等等，至於頭骨的哪兒有眼，哪兒大，哪兒厚等等也是一樣地被染色體所控制，不純粹是鈣磷的量的概念。人類的盲腸，如果以後科學發展了，可能人們會在馬的體內找到一種激活盲腸的激素，是這種或幾種激素導致馬的盲腸功能巨大的原因，如果將這些激素用於人，人的盲腸也會發達起來，只是在現實中沒有任何意義。如此看來，人類要具備獵豹一樣的速度、雄鷹一樣的眼睛等功能為時不遠了。
生物鍾怎樣參與思維
外界刺激人體產生感覺（感塊），感覺使人產生去記（記塊），生物鍾提示功能使人產生回憶（憶塊），憶塊被放到思維中樞，通過「規則」進行組合產生思塊（思維），思塊進入行為中樞使人產生行塊（行為和語言）。這個過程就是人體的智能過程。 看來，生物鍾是通過控制回憶過程來實施對智能過程的控制的。
[編輯本段]【生物鍾研究】
人體隨時間節律有時、日、周、月、年等不同的周期性節律。例如人體的體溫在24小時內並不完全一樣，早上4時最低，18時最高，相差l℃多。人體的正常的生理節律發生改變，往往是疾病的先兆或危險信號，矯正節律可以防治某些疾病。
許多學者的研究指出，按照人的心理、智力和體力活動的生物節律，來安排一天、一周、一月、一年的作息制度，能提高工作效率和學習成績，減輕疲勞，預防疾病防止意外事故的發生(所謂智力生物節律，就是人一天中有時記憶力好，有時則差，有一定的規律，如有的人早上5—9時記憶力好，而另一些人則是晚上記憶力好等等)。反之假如突然不按體內的生物鍾的節律安排作息，人就會在身體上感到疲勞、在精神上感到不舒適。
有趣的生物鍾現象
許多生物都存在著有趣的生物鍾現象。例如，在南美洲的瓜地馬拉有一種第納鳥，它每過30分鍾就會「嘰嘰喳喳」地叫上一陣子，而且誤差只有15秒，因此那裡的居民就用它們的叫聲來推算時間，稱為「鳥鍾」；在非洲的密林里有一種報時蟲，它每過一小時就變換一種顏色，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，稱為「蟲鍾」。
在植物中也有類似的例子。在南非有一種大葉樹，它的葉子每隔兩小時就翻動一次，因此當地居民稱其為「活樹鍾」；在南美洲的阿根廷，有一種野花能報時，每到初夏晚上8點左右便紛紛開放，被稱為「花鍾」。
不僅如此，微小的細菌也知道時間。據美國最新的《自然》雜志介紹，某些單細胞生物體內不僅存在生物鍾，而且這些生物鍾十分精確。
人體內的「隱性時鍾」
萬物之靈的人類，同樣受著生命節律的支配。什麼是人體生物鍾？有人把人體內的生物節律形象地比喻為「隱性時鍾」。科學家研究證實，每個人從他誕生之日直至生命終結，體內都存在著多種自然節律，如體力、智力、情緒、血壓、經期等，人們將這些自然節律稱作生物節律或生命節奏等。人體內存在一種決定人們睡眠和覺醒的生物種，生物鍾根據大腦的指令，調節全身各種器官以24小時為周期發揮作用。
早在19世紀末，科學家就注意到了生物體具有「生命節律」的現象。上世紀初，德國內科醫生威爾赫姆·弗里斯和一位奧地利心理學家赫爾曼·斯瓦波達，他們通過長期的臨床觀察，揭開了其中的奧秘。原來，在病人的病症、情感以及行為的起伏中，存在著一個以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動。大約過了20年，奧地利因斯布魯大學的阿爾弗雷特·泰爾其爾教授，在研究了數百名高中和大學學生的考試成績後，發現人的智力是以33天為波動周期的。於是，科學家們將體力、情緒與智力盛衰起伏的周期性節奏，繪制出了三條波浪形的人體生物節律曲線圖，被形象地喻為一曲優美的生命重奏。到了20世紀中葉，生物學家又根據生物體存在周期性循環節律活動的事實，創造了「生物鍾」一詞。
生物鍾：人的第三隻眼
生物鍾的位置到底在何處？傳統的觀點認為，生物鍾應該存在於大腦中，但對於具體位置的說法卻又各不相同。有人認為，生物鍾的確切位置在下丘腦前端，視交叉上核內，該核通過視網膜感受外界的光與暗，使之和體內的時鍾保持同一節奏。也有人認為，生物鍾現象與體內的褪黑素有密切的關系，由於褪黑素是由松果腺所分泌，因此生物鍾也應該位於松果體上。
後來產生了外界信息所導致的外源說、生物體內在因素決定的內源說和生物體與環境相互作用的綜合說等。
外源說認為，某些復雜的宇宙信息是控制生命節律現象的動因。美國學者弗蘭克布朗博士認為，人類對廣泛的外界信息，如電場變化、地磁變化、重力場變化、宇宙射線，其他行星運動周期、光的變化、月球引力等極為敏感，這些變化的周期性，引起了人的生命節律的周期性。
內源說認為，生命節律是由人體自身內在的因素決定的。對夜間活動的倉鼠的試驗表明，在外界條件變化的情況下，如在與地球自轉方向相反的條件下，仍然有相似的節律。人在恆溫和與外界隔絕的地下，也表現出近似於24小時的節律，因此，人的生命節律是由人自身的因素造成的。
綜合說是人體與環境相互作用的理論。
12個生物鍾基因：揭開生物鍾神秘面紗
據專家介紹，人類已經發現了12個與生物鍾相關的基因，生物鍾不但影響人的身心健康，而且可以在治療疾病中發揮重要的作用。
20世紀80年代，由於分子生物學的發展，生物鍾的研究取得了突破性的進展。1971年英國科學家在其研究的果蠅中發現了一隻特殊果蠅，它的生物鍾只有21小時。科學家花了14年時間，直到1985年才找到了引起這個果蠅生物鍾異常的基因。這就是人類第一次發現與生物鍾相關的基因，這個基因被命名為period———「周期」。科學家一直試圖克隆該基因在其他物種，尤其是哺乳動物的類似基因，但一直未能成功。1997年《細胞》雜志上發表了一篇論文，科學家通過對上萬只實驗鼠的研究，發現了一隻實驗鼠的生物鍾周期是27小時，並定位克隆了這個核酸發生變異的基因，命名為「時鍾」基因—ClockGene。
與此同時，孫中生博士等為了克隆乳腺癌基因，對17號染色體基因進行大規模的篩選。他們發現，其中有一個基因與果蠅的生物鍾基因「周期」呈現一定的序列類似性，因此假設該基因是果蠅「周期」在哺乳動物中具有同等功能的類似基因。通過動物實驗，他們發現「周期」基因有24小時表達節律，同時該基因的表達能隨光周期的改變而變化。這一發現因揭示了生物鍾的分子生物學基礎，被《科學》雜志評為當年10大科技突破之一。
近年，國際上對時間生物學研究十分重視，提出了時間病理學、時間葯理學和時間治療學等概念，生物節律已成為研究臨床、預防及基礎醫學的一個重要學科。中科院計劃在我國建立一個具有國際水平的時間生物學研究基地，推廣時間生物學在我國醫學臨床的應用。
研究表明人類生物鍾一天慢18分
人類的生物鍾同時鍾並不同步。日本科學家近日發表研究論文說，他們發現人類生物鍾的周期是24小時18分。而其它動物和植物的這種生物鍾與時鍾差距更明顯，一些動物的生物鍾周期是23小時至26小時，而植物是從22到28小時。
研究者認為這種現象可以用達爾文的進化論來解釋。以鳥兒為例，如果它嚴格按照時鍾作息的話，那麼當它每天早上醒來覓食時會發現，樹上的蟲子已經被先飛入林的鳥兒吃得差不多了。
所以嚴格守時的生物會面臨最大的競爭壓力，最終趨於滅亡。
但是為什麼生物鍾與時鍾的不同步不會累計起來最終打亂我們的生活規律，讓我們醒來得一天比一天晚？研究者說，光線會通過影響體內激素水平和體溫等不斷重新設定生物鍾。
研究者用計算機做了一個模擬生物鍾進化的實驗。實驗證明，那些對競爭最有利的生物鍾周期的確是接近24小時，但又不是特別接近。
動物皮膚里藏著生物鍾
日本神戶大學岡村均教授在美國《科學》雜志上發表論文說，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。這一發現有可能用於診斷由生物鍾紊亂導致的各種病症。
這位科學家在對老鼠的實驗中發現，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。他把存在於腦丘下部的生物鍾叫做「母鍾」，把皮膚等組織細胞里的生物鍾稱為「子鍾」。他還發現，子鍾和母鍾連動，而且作用機制也相同。據認為，包括人在內的各種哺乳動物的生物鍾結構與機制大致相同。
據此，