分子“生物钟”让假花绽放(生物时钟是什么？怎么解释的？)

分子“生物钟”让假花绽放

2016年09月18日讯 变形材料很有趣，因为它们使物体得以改变形状，并因此改变功能。不过，此类材料通常需要一个触发点才开始变形，比如光照水平、温度或者pH值的改变。如今，来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的Sergei Sheiko和同事创造了一种带有生物钟的油灰，从而使其随着时间的推移发生变形。“在特定情形下，就像在人体或太空中一样，外部触发器是不允许的或者无效的。”Sheiko介绍说，“而你只是想让一个物体在既定时间改变形状。”

Sheiko团队从一种传统的柔性聚合物着手，然后调整了其分子结构。聚合物中分子之间的一小部分连接是永久性的，从而使这种材料表现得像弹簧一样。当被拉伸和释放时，其能像橡胶一样回到最初的形状。不过，大部分连接是可以变形的，会随着时间的推移自己断开并重新排列。变形的速度可被调整，从而使研究人员得以控制这种材料在几个小时内如何改变形状。

为演示这一概念，Sheiko团队利用该材料创建了一个投递箱。当箱子到达目的地时，其中一边会自动打开。不过，这种可变形聚合物可能对设计先是折叠起来以方便插入然后在体内改变形状的医用植入物更加有用。

“它在一系列应用中都拥有很大的潜力，尤其是在生物医学工程领域。”同样研发出可变形材料的华盛顿州立大学研究人员Michael Kessler表示。

设计复杂形状被证实很困难。不过，Sheiko团队发明了一种变通方案。他们发现，复杂的设计可由构建模块组装而成，其中每个模块都能被设定在不同的时间改变形状。

“此前没有人曾做过这方面工作。”Sheiko介绍说，他们最复杂的设计是一朵假花，其中每个花瓣都被单独设定为自动开花。

生物时钟是什么？怎么解释的？

概述 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。 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，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。 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。

谁能给我介绍一下所谓的生物钟低潮？

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 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。 生物钟 科学家发现，人体拥有自己的生理时钟。同时，生理美容学家也证实，每个人的皮肤随生理时钟的变化有其须特别遵循的时刻表。专家建议，美容保养若能与皮肤自然作息时刻相配合，就可发挥它最大的功效。晚上11点至凌晨5点，细胞分裂的速度要比平时快8倍左右，这时肌肤对护肤品的吸收率极强，若使用富含营养物质的滋润晚霜及保湿剂，能使皮肤保养和修复达到最佳效果。早晨6点至7点，肾上腺皮质激素的分泌此时达到高峰期，它抑制蛋白质合成，而且再生作用减慢，细胞的再生活动降到最低点。水分聚集于细胞内，淋巴循环缓慢，一些人会眼皮肿胀。为了应付一天中皮肤所承受的压力，如灰尘、日晒等，所以早晨应当使用防止水分流失、抗紫外线及富含维生素A、C、E的保养品，以抵抗自由基。晨起眼皮浮肿的人，可用能增强眼部循环，分解积于眼部的毒素和收紧眼袋的眼霜。上午8点至12点，皮肤的承受能力最佳，抵抗力最强，皮肤腺分泌也最为活跃，整形大夫可于此时施行手术，也可做面部、身体脱毛、除斑脱痣及文眉、文眼线等美容项目。下午1点至3点，血压及激素分泌降低，身体逐渐产生倦怠感，皮肤易出现细小皱纹，15分钟的小憩能使脸部充分放松。这时肌肤对于含高效物质的化妆品吸收能力特别弱，若想使肌肤看来有生气，可额外用些精华素和保湿营养水。下午4点至8点，随着微循环的增强，血液中氧含量提高，心肺功能增强，胰腺分泌十分旺盛，能充分吸收营养，肌肤对美容化妆品的吸收力增强。人体痛感下降，适合修眉毛及脱毛，职业女性适宜到美容院做保养。晚上8点至11点，组织胺分泌增加，此时最易出现过敏反应，微血管的抵抗力最弱，血压降低，人体容易水肿、流血及发炎，故不宜做整形手术及美容护理。人是大自然的产物，人体的生物规律与自然的规律有着内在联系，这样人体的生物规律称生物钟。生物钟的正常运转是人体健康、长寿、益智、欢愉、增美的保证。人体一天中的各种生理波动如下： 1点钟：处于深夜，大多数人已经睡了3-5小时，由入睡期--浅睡期---中等程度睡眠期--深睡期，此时进入有梦睡眠期。此时易醒/有梦，对痛特别敏感，有些疾病此时易加剧。 2点钟：肝脏仍继续工作，利用这段人体安静的时间，加紧产生人体所需要的各种物质，并把一些有害物质清除体外。此时人体大部分器官工作节律均放慢或停止工作，处于休整状态。 3点钟：全身休息，肌肉完全放松，此时血压低，脉搏和呼吸次数少。 4点钟：血压更低，脑部的供血量最少，肌肉处于最微弱的循环状态，呼吸仍然很弱，此时人容易死亡。此时全身器官节律仍放慢，但听力很敏锐易被微小的动静所惊醒。 5点钟：肾脏分泌少，人体已经历了3-4个“睡眠周期”（无梦睡眠与有梦睡眠构成睡眠周期），此时觉醒起床，很快就能进入精神饱满状态。 6点钟：血压升高，心跳加快，体温上升，肾上腺皮质激素分泌开始增加，此时机体已经苏醒，想睡也睡不安稳了，此时为第一次最佳记忆时期。 7点钟：肾上腺皮质激素的分泌进入高潮，体温上升，血液加速流动，免疫功能加强。 8点钟：机体休息完毕而进入兴奋状态，肝脏已将身体内的毒素全部排尽。大脑记忆力强，为第二次最佳记忆时期。 9点钟：神经兴奋性提高，记忆仍保持最佳状态，疾病感染率降低，对痛觉最不敏感。此时心脏开足马力工作，精力旺盛。 10点钟：积极性上升，热情将持续到午饭，人体处于第一次最佳状态，苦痛易消。此时为内向性格者创造力最旺盛时刻，任何工作都能胜任，此时虚度实在可惜。 11点钟：心脏照样有节奏地继续工作，并与心理处于积极状态保持一致，人体不易感到疲劳，几乎感觉不到大的工作压力。 12点钟：人体的全部精力都已调动起来。全身总动员，需进餐。此时对酒精仍敏感。午餐时一桌酒席后，下半天的工作会受到重大影响。 13点钟：午饭后，精神困倦，白天第一阶段的兴奋期已过，此时感到有些疲劳，宜适当休息，最好午睡半到1小时。 生物钟 14点钟：精力消退，此时是24小时周期中的第二个低潮阶段，此时反应迟缓。 15点钟：身体重新改善，感觉器官此时尤其敏感，人体重新走入正轨。工作能力逐渐恢复是外向型性格者分析和创造最旺盛的时刻，可持续数小时。 16点钟：血液中糖分增加，但很快又会下降，医生把这一过程称为“饭后糖尿病”。 17点钟：工作效果更高，嗅觉、味觉处于最敏感时期，听觉处于一天中的第二高潮。此时开始锻炼比早晨效果好。 18点钟：体力活动的体力和耐力达一天中最高峰，想多运动的愿望上升。此时痛感重新下降，运动员此时应更加努力训练，可取得好的运动和训练成绩。 19点钟：血压上升，心理稳定性降到最低点，精神最不稳定，容易激动，小事可引起口角。 20点钟：当天的食物、水分都已充分贮备，体重最重。反应异常迅速、敏捷、司机处于最佳状态，不易出事故。 21点钟：记忆力特别好，直到临睡前为一天中最佳的记忆时间(第四次，也是最高效时)。 22点钟：体温开始下降，睡意降临，免疫功能增强，血液内的白细胞增多。呼吸减慢，脉搏和心跳降低，激素分泌水平下降。体内大部分功能趋于低潮。 23点钟：人体准备休息，细胞修复工作开始。 0点钟：身体开始其最繁重的工作，要换已死亡的细胞，建立新的细胞，为下一天作好准备。

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