⑴ 什么是生物钟
能够在生命体内控制时间、空间发生发展的质和量叫生物钟。
生物钟有四点功能：提示时间、提示事件、维持状态和禁止功能。
提示时间：是指你在一定的时间必须做某事，到了这个时间，你就自动会想起这件事来，比如你想明天早上6点起床，到时你会自动起来。现实生活中有大部分事物都是时间提示起作用的，比如几点上班、某时会见某人、爱人生日的献花、愚人节、赶某趟车等等。
提示事件：是指当你遇到某事时，生物钟可以自动提示另外一个事件的出现。比如有人拜托你将一件东西给甲，当你遇到甲时，生物钟这一功能就会自动起作用，使你马上想到这个托付的东西来。用得最多的是看到某事时，在你的大脑里所依次产生的那些“忆块”（回忆的一种），比如看到熊猫，你就会想到：它是中国的国宝、它喜欢吃竹子、它是中国作为友好象征出使国外的使者等等忆块。再比如当你看到一道难题时，你就会调动很多忆块，在一些规则的组合下，去求解它，这一连串的事情必须启动你过去很多年时间里所学到的知识，这些知识是不会平白无故地出现在你的大脑的，它们必须在生物钟的该功能作用下才可依次出现在你的大脑里。
维持状态：是指人们在作某一事时，能够使人一直做下去的力量。比如上8个小时的班，就是生物钟这一功能的结果，又比如人的眼睛观看某一事时，能够聚精会神地看，也是它的结果，当注意力从视觉转向听觉时，也是生物钟作用的结果，那是提示事件功能在起作用，但是，你要听完一堂课，你就必须用生物钟的该功能才能听完，否则你就会瞌睡不已，甚至逃课。这种维持可以是连续的也可以是断续的维持，比如你和你爱人的家庭的维系就是断续的，因为你不能长期呆在家里无所事事，你必须去工作，去交结，去谋取。
禁止功能：是指机体某个功能或行为可以被生物钟终止。比如说看到一个恐怖的事件（如地震），你无论在做什么，都有可能产生逃跑，这种逃跑就是对前面所做事物的终止。再比如说你在专心专一上网，结果你老爸打来了，你对上网的终止就是生物钟的功能在起作用。如果没有这种作用，一个人就会出现永不停顿的做事，比如睡觉，如果没有这种终止，这个人就会长期睡下去，成为植物人。植物人发生的原因可能与此功能的失控有关。
相对这四点功能，在人的大脑里有对应的四个中枢：时间中枢、空间中枢、功能中枢和终止中枢。
生物钟充斥在生物的每个环节，无论人命还是生命过程都离不开它的作用。
生物钟的特征
生物钟有点象开汽车：人什么时候上车，开车到哪里，踩多久的油门，到达后的一脚刹车。
遗传的实质是生物钟上的记块的释放，进化的实质是染色体的变异，退化的实质是染色体功能的关闭。比如人的盲肠和人类的尾巴，都退化了，但是都有痕迹，它们的生物钟的子钟还是存在于那个部位，只是功能没有了，被母钟关闭了；所有器官，只要不用，其功能都会退化，不仅仅是盲肠，退化以后的器官，第一是器官缩小，第二是功能消失。由此看来生物钟具有两面性：器质性和功能性，器质性决定器官的性质，主要是决定器官的大小、形状和细胞数量，功能性决定器官功能的发挥程度、功能的有无、分泌功能物（如各种酶和素）的多少。
DNA是指起遗传作用的螺旋体，生物钟是DNA和它周围所附带的蛋白质等物质。
DNA分两种：一是“端点”，也就是DNA上分支的交叉连接部位，这个端点控制着基因的发生时间和顺序，试设想一粒种子，放在土里，没有一定的原块（外界条件）的刺激是不会发芽生长的，一旦条件足够，端点就被激活，端点指令DNA依次解码，如果没有这种控制，基因就会各自为战。
人的生长发育行为的产生，都是染色体上的基因决定的，什么时候停止生长，什么时候产生性欲，什么时候分娩，什么时候停经等等这一切都是一个人按时按刻来完成的，没有一个不是生物钟的体现，所以DNA就是生物钟，是它决定一个人的一切生理进程。如果DNA所决定的这些按时按刻出现的东西都不属生物钟的范畴，那就没有人体生物钟了。
无论是生命过程还是人命过程，都是生物钟在起关键作用。先看看生命过程，当人的胃饿了时，生物钟就会提醒你:“该吃了”，吃到一定程度，它又会提醒你:“可以了”。在这里，生物钟是通过一种胃壁的压力感受器来实现功能的，胃壁压力感受器感到胃内没有东西了（这一数值每个人都应该有个可以测量出来的衡数），就开始分解一种能够使大脑产生“胃痛”的“物质”，这一物质和胃神经结合，胃神经开始产生一种电传导，该传导到达大脑的“胃痛区”，就产生了“胃痛”，反过来，持续胃痛又可分离胃神经上的化学结合物，从而终止胃痛，过一阵，如果还是没有进食，胃就开始下一轮疼痛，这就是所谓的阵痛。
再来看看人命过程（智能过程）生物钟是怎么发挥作用的，老师或父母将你的名字告诉你并告诉你怎么写，以后，在你的一生中，只要问及你的名字或必须签上你的名字的地方，你都可以准确无误的书写或报上名来，这一过程中，你的名字首先是一种刺激，使你的感官接受了这一信息并被储存在大脑里，在没有必要的情况下，你的名字就是一种储存在记库的记块，一旦有人呼叫你的名字，这种刺激就会将你的大脑和听觉中枢等很多中枢沟通，生物钟的提示事件功能马上就会将你的名字从记库中调出来，调出来的这个忆块（实际上就是一块仅仅包含你的名字信息的东西），被放到思维中枢，它的存在，使得思维中枢不可以产生其它思维，此时的思维中枢因为过去的习惯或其它原因，使你产生回答或看着呼叫者，产生回答不一定每次发生，但是在很多情况下必须发生，比喻你妈叫你，你的上级领导叫你，或在非常时期叫（如发生突发性事件，叫你赶快离开），这些情况下你都会不由自主地回答这种叫唤，但是，很多场合下，你对这种叫名行为都是抱着报以微笑或目视对方来回答，以上情况的发生必定产生了四种思维规则：一种是习惯性回答，每叫必答，这种规则的产生是幼时形成的；一种是微笑规则对应叫名行为，这是一种比较成熟的规则；另一种是沉默规则，一般是应对无关紧要的人的叫唤；还有一种是突然叫唤规则，这种规则使人必须回答。生物钟按照这四种规则去自动应对叫唤人。
生物钟功能再伟大，也受制于感觉，比如生物钟决定你是一个男孩，但是在长期的感觉演变过程中你可能停止男孩的一切决定性要素，使之具有女性心理特征的假男孩。虽然生物钟控制生物体的每一个过程，但是，它对感觉的控制微乎其微，一般都是感觉在控制生物钟的发生发展。
母钟、子钟、孙钟
生物钟分为母钟、子钟和孙钟。
母钟是受精卵携带的那条染色体。
生物个体就是以母钟为蓝图进行分解、合成的，该母钟决定了一个人的一生。母钟的分裂是一定的，不是无止境的分裂下去，母钟在人类一般是分裂5次产生24条与母钟一致的体染色体，以后人类的所有器官都在这24条子钟下面分裂产生，母钟在分裂时，就已经严格地将24条子钟各自应该怎么释放、怎么解码、解哪些地方的码等等都安排好了，24条子钟就开始各行其是了，造肝的造肝，造肾的造肾，造心的造心，同时各自功能的发挥也开始进行，一个新的个体产生了。这就象一个母亲生下几个双胞胎儿子，儿子们就各发展各的了，但是作为一个大家庭来说，双胞胎们会有相互影响的一方面，直到长大在他们中都可以看到整个家庭的痕迹，但是他们又各有秋千、各不相同。
母钟分为以端点为主的信息部、以染色体外蛋白为主的标记部和在染色体某一段的基因控制的控制部，信息部负责接受外来刺激和对染色体外蛋白发放信息，标记部的外蛋白负责某些段基因的打开、复制、关闭等工作，控制部是专门控制生命个体在生长发育过程中的时间提示，如某年龄开始脱牙、某时间开始发情等。
母钟在分裂时，每次分裂它都使一条子钟的某些基因上的蛋白质被标记，这种标记使得在以后的岁月里该条染色体永远只能打开这一段，也就是说，被标记的基因终生都可以产生复制信息，没被标记的终生都被冷落，成了“冷段”。第N条如果是造肝的，那么在这条染色体上的有关造心造肺等器官的那些部位就全部被关闭，只有与肝有关的信息完全被打开，一个肝脏就是这样造成了。有人会说人类是24条染色体，其他动物可不是呀，但是为什么它们的器官和功能基本相同呢？那么它们是分裂多少次呢？一个总的原则是：母钟都是按“体染色体”数分裂，无论什么动物。
不要忘记了，现在谈的母钟，不是纯的DNA的概念，应当时刻记着该母钟的外面有细胞膜、细胞质和核膜，还应该记着细胞质里的高尔基体等物质。母钟的分裂不是单一的，是连着细胞膜等等一起分裂的。精子所携带的XX或XY染色体进入卵细胞和卵细胞的染色体结合一般现在称为“合子”，合子里首先只有一对染色体，在人类，它们开始参照这一对染色体进行复制，生成23对体染色体，这时的这个卵细胞本文称为“母钟”，母钟开始分裂，每分裂一次，就产生一个新的“子钟”，每个子钟都是一个携带某方面遗传信息的、完整的、与母钟在个体、大小、功能上完全不同的新的细胞了。母钟分裂5次，变成了23个体细胞，这23个体细胞成了新的“激活蓝本”，所有组织器官依照这些激活蓝本开始复制和分裂，在任何一个新的组织器官体，细胞的分裂不会超过12次，因为体细胞是按照2的n次方（n为1,2,3,……）分裂，第一代是2，第二代是4，第三代是8……，所以它们的再分裂，出来的分别是：心、肺、肾等等一个个活生生的器官，虽然这些器官不一定具有功能，就象男人的阴茎，在没有发育时，是没有性功能的，但是阳具却在。按24个子钟再分裂出来的所有细胞被称为孙钟，孙钟组成一个个具体的器官。
母钟存在于人体的脑垂体。割去脑垂体的人为什么还有生物钟功能？那是因为它们的子钟和孙钟在发挥功能。
改变子钟的DNA，不能改变遗传，必须改变母钟的DNA，才能遗传，癌症是子钟的DNA失控的结果，所以它一般是不能遗传的（虽然有的癌症可以遗传）。这就是为什么一个人的手或脚被截后，他的下一代手脚正常的原因。
现在认为染色体是通过合成蛋白质，蛋白质决定细胞来起作用的，但是，应当还有另外的途径在控制系统的发育，比如骨骼系统是由钙和磷按一定比例组成的，没有蛋白质在里面起作用，骨骼主要起支架作用，如果说染色体是通过合成蛋白质来决定组织器官的，那么骨骼系统怎么解释呢？因此看来，染色体决定组织器官的形式、大小、功能和成分，它不是只决定蛋白质这一种东西，现在假设骨骼中的钙是因为某种蛋白质携带来的，但是，骨骼的哪里厚，哪里薄，哪里空，哪里实等等，该蛋白质也可以决定吗？如果是这样，那该蛋白质就会成“智慧蛋白”，本身就够神的了。控制骨骼系统的染色体，决定了骨骼的一切必要的信息的释放，染色体不能够直接合成钙和磷，它们只是在人体生长发育的过程中，将一些钙磷按照需要，在遗传图谱的指导下，组合成尺骨、挠骨、头骨等等，至于头骨的哪儿有眼，哪儿大，哪儿厚等等也是一样地被染色体所控制，不纯粹是钙磷的量的概念。人类的盲肠，如果以后科学发展了，可能人们会在马的体内找到一种激活盲肠的激素，是这种或几种激素导致马的盲肠功能巨大的原因，如果将这些激素用于人，人的盲肠也会发达起来，只是在现实中没有任何意义。如此看来，人类要具备猎豹一样的速度、雄鹰一样的眼睛等功能为时不远了。
生物钟怎样参与思维
外界刺激人体产生感觉（感块），感觉使人产生去记（记块），生物钟提示功能使人产生回忆（忆块），忆块被放到思维中枢，通过“规则”进行组合产生思块（思维），思块进入行为中枢使人产生行块（行为和语言）。这个过程就是人体的智能过程。 看来，生物钟是通过控制回忆过程来实施对智能过程的控制的。
[编辑本段]【生物钟研究】
人体随时间节律有时、日、周、月、年等不同的周期性节律。例如人体的体温在24小时内并不完全一样，早上4时最低，18时最高，相差l℃多。人体的正常的生理节律发生改变，往往是疾病的先兆或危险信号，矫正节律可以防治某些疾病。
许多学者的研究指出，按照人的心理、智力和体力活动的生物节律，来安排一天、一周、一月、一年的作息制度，能提高工作效率和学习成绩，减轻疲劳，预防疾病防止意外事故的发生(所谓智力生物节律，就是人一天中有时记忆力好，有时则差，有一定的规律，如有的人早上5—9时记忆力好，而另一些人则是晚上记忆力好等等)。反之假如突然不按体内的生物钟的节律安排作息，人就会在身体上感到疲劳、在精神上感到不舒适。
有趣的生物钟现象
许多生物都存在着有趣的生物钟现象。例如，在南美洲的危地马拉有一种第纳鸟，它每过30分钟就会“叽叽喳喳”地叫上一阵子，而且误差只有15秒，因此那里的居民就用它们的叫声来推算时间，称为“鸟钟”；在非洲的密林里有一种报时虫，它每过一小时就变换一种颜色，在那里生活的家家户户就把这种小虫捉回家，看它变色以推算时间，称为“虫钟”。
在植物中也有类似的例子。在南非有一种大叶树，它的叶子每隔两小时就翻动一次，因此当地居民称其为“活树钟”；在南美洲的阿根廷，有一种野花能报时，每到初夏晚上8点左右便纷纷开放，被称为“花钟”。
不仅如此，微小的细菌也知道时间。据美国最新的《自然》杂志介绍，某些单细胞生物体内不仅存在生物钟，而且这些生物钟十分精确。
人体内的“隐性时钟”
万物之灵的人类，同样受着生命节律的支配。什么是人体生物钟？有人把人体内的生物节律形象地比喻为“隐性时钟”。科学家研究证实，每个人从他诞生之日直至生命终结，体内都存在着多种自然节律，如体力、智力、情绪、血压、经期等，人们将这些自然节律称作生物节律或生命节奏等。人体内存在一种决定人们睡眠和觉醒的生物种，生物钟根据大脑的指令，调节全身各种器官以24小时为周期发挥作用。
早在19世纪末，科学家就注意到了生物体具有“生命节律”的现象。上世纪初，德国内科医生威尔赫姆·弗里斯和一位奥地利心理学家赫尔曼·斯瓦波达，他们通过长期的临床观察，揭开了其中的奥秘。原来，在病人的病症、情感以及行为的起伏中，存在着一个以23天为周期的体力盛衰和以28天为周期的情绪波动。大约过了20年，奥地利因斯布鲁大学的阿尔弗雷特·泰尔其尔教授，在研究了数百名高中和大学学生的考试成绩后，发现人的智力是以33天为波动周期的。于是，科学家们将体力、情绪与智力盛衰起伏的周期性节奏，绘制出了三条波浪形的人体生物节律曲线图，被形象地喻为一曲优美的生命重奏。到了20世纪中叶，生物学家又根据生物体存在周期性循环节律活动的事实，创造了“生物钟”一词。
生物钟：人的第三只眼
生物钟的位置到底在何处？传统的观点认为，生物钟应该存在于大脑中，但对于具体位置的说法却又各不相同。有人认为，生物钟的确切位置在下丘脑前端，视交叉上核内，该核通过视网膜感受外界的光与暗，使之和体内的时钟保持同一节奏。也有人认为，生物钟现象与体内的褪黑素有密切的关系，由于褪黑素是由松果腺所分泌，因此生物钟也应该位于松果体上。
后来产生了外界信息所导致的外源说、生物体内在因素决定的内源说和生物体与环境相互作用的综合说等。
外源说认为，某些复杂的宇宙信息是控制生命节律现象的动因。美国学者弗兰克布朗博士认为，人类对广泛的外界信息，如电场变化、地磁变化、重力场变化、宇宙射线，其他行星运动周期、光的变化、月球引力等极为敏感，这些变化的周期性，引起了人的生命节律的周期性。
内源说认为，生命节律是由人体自身内在的因素决定的。对夜间活动的仓鼠的试验表明，在外界条件变化的情况下，如在与地球自转方向相反的条件下，仍然有相似的节律。人在恒温和与外界隔绝的地下，也表现出近似于24小时的节律，因此，人的生命节律是由人自身的因素造成的。
综合说是人体与环境相互作用的理论。
12个生物钟基因：揭开生物钟神秘面纱
据专家介绍，人类已经发现了12个与生物钟相关的基因，生物钟不但影响人的身心健康，而且可以在治疗疾病中发挥重要的作用。
20世纪80年代，由于分子生物学的发展，生物钟的研究取得了突破性的进展。1971年英国科学家在其研究的果蝇中发现了一只特殊果蝇，它的生物钟只有21小时。科学家花了14年时间，直到1985年才找到了引起这个果蝇生物钟异常的基因。这就是人类第一次发现与生物钟相关的基因，这个基因被命名为period———“周期”。科学家一直试图克隆该基因在其他物种，尤其是哺乳动物的类似基因，但一直未能成功。1997年《细胞》杂志上发表了一篇论文，科学家通过对上万只实验鼠的研究，发现了一只实验鼠的生物钟周期是27小时，并定位克隆了这个核酸发生变异的基因，命名为“时钟”基因—ClockGene。
与此同时，孙中生博士等为了克隆乳腺癌基因，对17号染色体基因进行大规模的筛选。他们发现，其中有一个基因与果蝇的生物钟基因“周期”呈现一定的序列类似性，因此假设该基因是果蝇“周期”在哺乳动物中具有同等功能的类似基因。通过动物实验，他们发现“周期”基因有24小时表达节律，同时该基因的表达能随光周期的改变而变化。这一发现因揭示了生物钟的分子生物学基础，被《科学》杂志评为当年10大科技突破之一。
近年，国际上对时间生物学研究十分重视，提出了时间病理学、时间药理学和时间治疗学等概念，生物节律已成为研究临床、预防及基础医学的一个重要学科。中科院计划在我国建立一个具有国际水平的时间生物学研究基地，推广时间生物学在我国医学临床的应用。
研究表明人类生物钟一天慢18分
人类的生物钟同时钟并不同步。日本科学家近日发表研究论文说，他们发现人类生物钟的周期是24小时18分。而其它动物和植物的这种生物钟与时钟差距更明显，一些动物的生物钟周期是23小时至26小时，而植物是从22到28小时。
研究者认为这种现象可以用达尔文的进化论来解释。以鸟儿为例，如果它严格按照时钟作息的话，那么当它每天早上醒来觅食时会发现，树上的虫子已经被先飞入林的鸟儿吃得差不多了。
所以严格守时的生物会面临最大的竞争压力，最终趋于灭亡。
但是为什么生物钟与时钟的不同步不会累计起来最终打乱我们的生活规律，让我们醒来得一天比一天晚？研究者说，光线会通过影响体内激素水平和体温等不断重新设定生物钟。
研究者用计算机做了一个模拟生物钟进化的实验。实验证明，那些对竞争最有利的生物钟周期的确是接近24小时，但又不是特别接近。
动物皮肤里藏着生物钟
日本神户大学冈村均教授在美国《科学》杂志上发表论文说，哺乳动物的皮肤组织里存在生物钟，而且与脑内的生物钟步调一致。这一发现有可能用于诊断由生物钟紊乱导致的各种病症。
这位科学家在对老鼠的实验中发现，老鼠的皮肤粘接组织的成纤维细胞里有大量的生物钟基因存在。他把存在于脑丘下部的生物钟叫做“母钟”，把皮肤等组织细胞里的生物钟称为“子钟”。他还发现，子钟和母钟连动，而且作用机制也相同。据认为，包括人在内的各种哺乳动物的生物钟结构与机制大致相同。
据此，