翼教：《准时的登陆表演》教学设计

生物钟又称生理钟。它是生物体内的一种无形的“时钟”，实际上是生物体生命活动的内在节律性，它是由生物体内的时间结构序所决定。

通过研究生物钟，目前已产生了时辰生物学、时辰药理学和时辰治疗学等新学科。可见，研究生物钟，在医学上有着重要的意义，并对生物学的基础理论研究起着促进作用。

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，矮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。

地球上几乎所有生物都通过“节律钟”调节昼夜24小时的生理循环，包括体温变化、血压升降、大脑灵活度增减等。科学家们已经知道光的变化是生物昼间节律最基本的激励因素之一，与此相关的一些基因也开始被鉴别出来。但是具体机制仍然很不清楚，环境变化到底如何激励生物钟作用？本期《科学》有两篇研究报告都试图回答这个问题。这两项独立研究都指出，生物细胞中的光敏区——感光体在转化外界信息驱动节律钟的过程中扮演了重要角。scripps研究所的 somers等以植物为研究对象，揭示了植物感光体共同作用响应光强变化并驱动节律钟的过程。北卡罗利纳医学院的thresher等则以老鼠为研究对象，得出了相似的结论。植物和动物感光体功能的相似性表明，节律信息的输入路径是在整个进化历程中保存下来的。

有趣的“生物钟”现象

许多生物都存在着与时间有关的有趣现象，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”；在我国黄海的一个小岛上生活的驴也能准确报时，它每隔一小时就“嗷嗷”地叫一次，误差只有3分钟，被当地人称为 “驴钟”。

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2小时就翻动一次，因此当地居民取其名为“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”；在我国新疆的草原上，生长着一些奇特有趣的花，其中淡黄色的小圆花在早晨7、8点钟开放，橙红色的蝶形花则开放于中午12时，而白色小花则到了晚上7、8点钟准时开放，每次开花的时间都固定不变。

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，以便分辨白天黑夜，调整作息机能，而且发现人的生理、体力变化和疾病产生等也都具有周期性。人们体温的升降，心率的速缓，血压的高低，以及激素排放量的多少，新陈代谢的快慢，免疫反应的徐疾，甚至人的情绪的沮丧与欢欣、心烦意乱与耳聪目明、昏昏欲睡与精神焕发等等，无不受体内极复杂的“生物钟”所控制。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。不过，“生物钟”的位置到底在何处，却至今仍然没有定论。

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持己见。最早人们以为“生物钟”是通过眼部视觉神经将日光信息传送到大脑加以控制，但实验证明眼睛虽然是人体最重要的视觉器官，但与生物钟的调整无关，盲人也具有时差的苦恼就是一个佐证。后来产生了外界信息所导致的外源性学说、生物体内在因素决定的内源性学说和生物体与环境相互作用的综合学说等。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也有密切的关系，褪黑素的产生受黑暗刺激和光线抑制的影响。临床实验证明服用褪黑素后人的“生物钟”会发生较大的变化。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。还有人认为，下丘脑所产生的抗利尿激素通过两条途径在体内制造出来棗既通过日夜工作，又通过只在夜间工作。因此，对日光和黑暗的生化反应，可能是由上述两个过程之间的平衡所制约的。

最近一些年的研究结果表明，“生物钟”甚至可能遍布全身，从细菌到人类，几乎所有活生物的每个细胞，都存在控制生理节律的“生物钟”。例如对于雄性动物来说，睾丸里就有最明显的周期基因。另外一个实验指出，人的膝后就有“生物钟”，当用强光照射膝盖后方部位的部位时，就能调整人体的“生物钟”3小时左右。这个实验结果将为苦于经过长途飞行而需要倒时差的人、苦于季节性情绪低落的人，以及苦于睡眠习惯混乱的人等带来了福音，他们都可以采用此法进行调整或治疗了。

生物钟

各种生物生命活动的内在节奏性。这种节奏像钟表计时那样周期性地变化，调节着生物生理活动的步伐，又叫生理钟。植物在每年的一定季节开花；海滩动物在潮汐周期的一定时期产卵；昆虫在一定时间羽化等，这些都是通过生物钟的作用。最近发现人体“生物钟”位于视交叉上核的区域。由脑垂体分泌的一种降黑素定时定量地“操纵”着视交叉上核区，这种激素能调拨人体生物钟。视交叉上核区隐藏在脑内深下部，与眼睛相联系。这就是生物钟受明暗周期变化影响而有规律地运行的关键。掌握人体生物钟变化，安排自己的生活节律，提高工作效率，改变时间质量，对每个人都是必要的。生物钟是生物长期进化的产物，生物钟的研究将推动生物、医学、农业、畜牧业等部分的发展。