分子“生物鐘”讓假花綻放(生物時(shí)鐘是什么？怎么解釋的？)

分子“生物鐘”讓假花綻放

2016年09月18日訊 變形材料很有趣，因?yàn)樗鼈兪刮矬w得以改變形狀，并因此改變功能。不過，此類材料通常需要一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)才開始變形，比如光照水平、溫度或者pH值的改變。如今，來自美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的Sergei Sheiko和同事創(chuàng)造了一種帶有生物鐘的油灰，從而使其隨著時(shí)間的推移發(fā)生變形?！霸谔囟ㄇ樾蜗?，就像在人體或太空中一樣，外部觸發(fā)器是不允許的或者無效的。”Sheiko介紹說，“而你只是想讓一個(gè)物體在既定時(shí)間改變形狀?！?/p>

Sheiko團(tuán)隊(duì)從一種傳統(tǒng)的柔性聚合物著手，然后調(diào)整了其分子結(jié)構(gòu)。聚合物中分子之間的一小部分連接是永久性的，從而使這種材料表現(xiàn)得像彈簧一樣。當(dāng)被拉伸和釋放時(shí)，其能像橡膠一樣回到最初的形狀。不過，大部分連接是可以變形的，會隨著時(shí)間的推移自己斷開并重新排列。變形的速度可被調(diào)整，從而使研究人員得以控制這種材料在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)如何改變形狀。

為演示這一概念，Sheiko團(tuán)隊(duì)利用該材料創(chuàng)建了一個(gè)投遞箱。當(dāng)箱子到達(dá)目的地時(shí)，其中一邊會自動(dòng)打開。不過，這種可變形聚合物可能對設(shè)計(jì)先是折疊起來以方便插入然后在體內(nèi)改變形狀的醫(yī)用植入物更加有用。

“它在一系列應(yīng)用中都擁有很大的潛力，尤其是在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域?！蓖瑯友邪l(fā)出可變形材料的華盛頓州立大學(xué)研究人員Michael Kessler表示。

設(shè)計(jì)復(fù)雜形狀被證實(shí)很困難。不過，Sheiko團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種變通方案。他們發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜的設(shè)計(jì)可由構(gòu)建模塊組裝而成，其中每個(gè)模塊都能被設(shè)定在不同的時(shí)間改變形狀。

“此前沒有人曾做過這方面工作?！盨heiko介紹說，他們最復(fù)雜的設(shè)計(jì)是一朵假花，其中每個(gè)花瓣都被單獨(dú)設(shè)定為自動(dòng)開花。

生物時(shí)鐘是什么？怎么解釋的？

概述 生物鐘又稱生理鐘。它是生物體內(nèi)的一種無形的“時(shí)鐘”，實(shí)際上是生物體生命活動(dòng)的內(nèi)在節(jié)律性，它是由生物體內(nèi)的時(shí)間結(jié)構(gòu)序所決定。 通過研究生物鐘，目前已產(chǎn)生了時(shí)辰生物學(xué)、時(shí)辰藥理學(xué)和時(shí)辰治療學(xué)等新學(xué)科。可見，研究生物鐘，在醫(yī)學(xué)上有著重要的意義，并對生物學(xué)的基礎(chǔ)理論研究起著促進(jìn)作用。 生物鐘研究 人體隨時(shí)間節(jié)律有時(shí)、日、周、月、年等不同的周期性節(jié)律。例如人體的體溫在24小時(shí)內(nèi)并不完全一樣，早上4時(shí)最低，18時(shí)最高，相差l℃多。人體的正常的生理節(jié)律發(fā)生改變，往往是疾病的先兆或危險(xiǎn)信號，矮正節(jié)律可以防治某些疾病。 許多學(xué)者的研究指出，按照人的心理、智力和體力活動(dòng)的生物節(jié)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(xué)習(xí)成績，減輕疲勞，預(yù)防疾病防止意外事故的發(fā)生(所謂智力生物節(jié)律，就是人一天中有時(shí)記憶力好，有時(shí)則差，有一定的規(guī)律，如有的人早上5—9時(shí)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(nèi)的生物鐘的節(jié)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。 有趣的生物鐘現(xiàn)象 許多生物都存在著有趣的生物鐘現(xiàn)象。例如，在南美洲的危地馬拉有一種第納鳥，它每過30分鐘就會“嘰嘰喳喳”地叫上一陣子，而且誤差只有15秒，因此那里的居民就用它們的叫聲來推算時(shí)間，稱為“鳥鐘”；在非洲的密林里有一種報(bào)時(shí)蟲，它每過一小時(shí)就變換一種顏色，在那里生活的家家戶戶就把這種小蟲捉回家，看它變色以推算時(shí)間，稱為“蟲鐘”。 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(shí)就翻動(dòng)一次，因此當(dāng)?shù)鼐用穹Q其為“活樹鐘”；在南美洲的阿根廷，有一種野花能報(bào)時(shí)，每到初夏晚上8點(diǎn)左右便紛紛開放，被稱為“花鐘”。 不僅如此，微小的細(xì)菌也知道時(shí)間。據(jù)美國最新的《自然》雜志介紹，某些單細(xì)胞生物體內(nèi)不僅存在生物鐘，而且這些生物鐘十分精確。 人體內(nèi)的“隱性時(shí)鐘” 萬物之靈的人類，同樣受著生命節(jié)律的支配。什么是人體生物鐘？有人把人體內(nèi)的生物節(jié)律形象地比喻為“隱性時(shí)鐘”。科學(xué)家研究證實(shí)，每個(gè)人從他誕生之日直至生命終結(jié)，體內(nèi)都存在著多種自然節(jié)律，如體力、智力、情緒、血壓、經(jīng)期等，人們將這些自然節(jié)律稱作生物節(jié)律或生命節(jié)奏等。人體內(nèi)存在一種決定人們睡眠和覺醒的生物種，生物鐘根據(jù)大腦的指令，調(diào)節(jié)全身各種器官以24小時(shí)為周期發(fā)揮作用。 早在19世紀(jì)末，科學(xué)家就注意到了生物體具有“生命節(jié)律”的現(xiàn)象。上世紀(jì)初，德國內(nèi)科醫(yī)生威爾赫姆·弗里斯和一位奧地利心理學(xué)家赫爾曼·斯瓦波達(dá)，他們通過長期的臨床觀察，揭開了其中的奧秘。原來，在病人的病癥、情感以及行為的起伏中，存在著一個(gè)以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動(dòng)。大約過了20年，奧地利因斯布魯大學(xué)的阿爾弗雷特·泰爾其爾教授，在研究了數(shù)百名高中和大學(xué)學(xué)生的考試成績后，發(fā)現(xiàn)人的智力是以33天為波動(dòng)周期的。于是，科學(xué)家們將體力、情緒與智力盛衰起伏的周期性節(jié)奏，繪制出了三條波浪形的人體生物節(jié)律曲線圖，被形象地喻為一曲優(yōu)美的生命重奏。到了20世紀(jì)中葉，生物學(xué)家又根據(jù)生物體存在周期性循環(huán)節(jié)律活動(dòng)的事實(shí)，創(chuàng)造了“生物鐘”一詞。

誰能給我介紹一下所謂的生物鐘低潮？

人體內(nèi)的“隱性時(shí)鐘” 萬物之靈的人類，同樣受著生命節(jié)律的支配。什么是人體生物鐘？有人把人體內(nèi)的生物節(jié)律形象地比喻為“隱性時(shí)鐘”?？茖W(xué)家研究證實(shí)，每個(gè)人從他誕生之日直至生命終結(jié)，體內(nèi)都存在著多種自然節(jié)律，如體力、智力、情緒、血壓、經(jīng)期等，人們將這些自然節(jié)律稱作生物節(jié)律或生命節(jié)奏等。人體內(nèi)存在一種決定人們睡眠和覺醒的生物種，生物鐘根據(jù)大腦的指令，調(diào)節(jié)全身各種器官以24小時(shí)為周期發(fā)揮作用。早在19世紀(jì)末，科學(xué)家就注意到了生物體具有“生命節(jié)律”的現(xiàn)象。上世紀(jì)初，德國內(nèi)科醫(yī)生威爾赫姆·弗里斯和一位奧地利心理學(xué)家赫爾曼·斯瓦波達(dá)，他們通過長期的臨床觀察，揭開了其中的奧秘。原來，在病人的病癥、情感以及行為的起伏中，存在著一個(gè)以23天為周期的體力盛衰和以28天為周期的情緒波動(dòng)。大約過了20年，奧地利因斯布魯大學(xué)的阿爾弗雷特·泰爾其爾教授，在研究了數(shù)百名高中和大學(xué)學(xué)生的考試成績后，發(fā)現(xiàn)人的智力是以33天為波動(dòng)周期的。于是，科學(xué)家們將體力、情緒與智力盛衰起伏的周期性節(jié)奏，繪制出了三條波浪形的人體生物節(jié)律曲線圖，被形象地喻為一曲優(yōu)美的生命重奏。到了20世紀(jì)中葉，生物學(xué)家又根據(jù)生物體存在周期性循環(huán)節(jié)律活動(dòng)的事實(shí)，創(chuàng)造了“生物鐘”一詞。 生物鐘 12個(gè)生物鐘基因：揭開生物鐘神秘面紗據(jù)專家介紹，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了12個(gè)與生物鐘相關(guān)的基因，生物鐘不但影響人的身心健康，而且可以在治療疾病中發(fā)揮重要的作用。20世紀(jì)80年代，由于分子生物學(xué)的發(fā)展，生物鐘的研究取得了突破性的進(jìn)展。1971年英國科學(xué)家在其研究的果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只特殊果蠅，它的生物鐘只有21小時(shí)?？茖W(xué)家花了14年時(shí)間，直到1985年才找到了引起這個(gè)果蠅生物鐘異常的基因。這就是人類第一次發(fā)現(xiàn)與生物鐘相關(guān)的基因，這個(gè)基因被命名為period———“周期”。科學(xué)家一直試圖克隆該基因在其他物種，尤其是哺乳動(dòng)物的類似基因，但一直未能成功。1997年《細(xì)胞》雜志上發(fā)表了一篇論文，科學(xué)家通過對上萬只實(shí)驗(yàn)鼠的研究，發(fā)現(xiàn)了一只實(shí)驗(yàn)鼠的生物鐘周期是27小時(shí)，并定位克隆了這個(gè)核酸發(fā)生變異的基因，命名為“時(shí)鐘”基因—ClockGene。與此同時(shí)，孫中生博士等為了克隆乳腺癌基因，對17號染色體基因進(jìn)行大規(guī)模的篩選。他們發(fā)現(xiàn)，其中有一個(gè)基因與果蠅的生物鐘基因“周期”呈現(xiàn)一定的序列類似性，因此假設(shè)該基因是果蠅“周期”在哺乳動(dòng)物中具有同等功能的類似基因。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)“周期”基因有24小時(shí)表達(dá)節(jié)律，同時(shí)該基因的表達(dá)能隨光周期的改變而變化。這一發(fā)現(xiàn)因揭示了生物鐘的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，被《科學(xué)》雜志評為當(dāng)年10大科技突破之一。近年，國際上對時(shí)間生物學(xué)研究十分重視，提出了時(shí)間病理學(xué)、時(shí)間藥理學(xué)和時(shí)間治療學(xué)等概念，生物節(jié)律已成為研究臨床、預(yù)防及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要學(xué)科。中科院計(jì)劃在我國建立一個(gè)具有國際水平的時(shí)間生物學(xué)研究基地，推廣時(shí)間生物學(xué)在我國醫(yī)學(xué)臨床的應(yīng)用。 生物鐘 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人體擁有自己的生理時(shí)鐘。同時(shí)，生理美容學(xué)家也證實(shí)，每個(gè)人的皮膚隨生理時(shí)鐘的變化有其須特別遵循的時(shí)刻表。專家建議，美容保養(yǎng)若能與皮膚自然作息時(shí)刻相配合，就可發(fā)揮它最大的功效。晚上11點(diǎn)至凌晨5點(diǎn)，細(xì)胞分裂的速度要比平時(shí)快8倍左右，這時(shí)肌膚對護(hù)膚品的吸收率極強(qiáng)，若使用富含營養(yǎng)物質(zhì)的滋潤晚霜及保濕劑，能使皮膚保養(yǎng)和修復(fù)達(dá)到最佳效果。早晨6點(diǎn)至7點(diǎn)，腎上腺皮質(zhì)激素的分泌此時(shí)達(dá)到高峰期，它抑制蛋白質(zhì)合成，而且再生作用減慢，細(xì)胞的再生活動(dòng)降到最低點(diǎn)。水分聚集于細(xì)胞內(nèi)，淋巴循環(huán)緩慢，一些人會眼皮腫脹。為了應(yīng)付一天中皮膚所承受的壓力，如灰塵、日曬等，所以早晨應(yīng)當(dāng)使用防止水分流失、抗紫外線及富含維生素A、C、E的保養(yǎng)品，以抵抗自由基。晨起眼皮浮腫的人，可用能增強(qiáng)眼部循環(huán)，分解積于眼部的毒素和收緊眼袋的眼霜。上午8點(diǎn)至12點(diǎn)，皮膚的承受能力最佳，抵抗力最強(qiáng)，皮膚腺分泌也最為活躍，整形大夫可于此時(shí)施行手術(shù)，也可做面部、身體脫毛、除斑脫痣及文眉、文眼線等美容項(xiàng)目。下午1點(diǎn)至3點(diǎn)，血壓及激素分泌降低，身體逐漸產(chǎn)生倦怠感，皮膚易出現(xiàn)細(xì)小皺紋，15分鐘的小憩能使臉部充分放松。這時(shí)肌膚對于含高效物質(zhì)的化妝品吸收能力特別弱，若想使肌膚看來有生氣，可額外用些精華素和保濕營養(yǎng)水。下午4點(diǎn)至8點(diǎn)，隨著微循環(huán)的增強(qiáng)，血液中氧含量提高，心肺功能增強(qiáng)，胰腺分泌十分旺盛，能充分吸收營養(yǎng)，肌膚對美容化妝品的吸收力增強(qiáng)。人體痛感下降，適合修眉毛及脫毛，職業(yè)女性適宜到美容院做保養(yǎng)。晚上8點(diǎn)至11點(diǎn)，組織胺分泌增加，此時(shí)最易出現(xiàn)過敏反應(yīng)，微血管的抵抗力最弱，血壓降低，人體容易水腫、流血及發(fā)炎，故不宜做整形手術(shù)及美容護(hù)理。人是大自然的產(chǎn)物，人體的生物規(guī)律與自然的規(guī)律有著內(nèi)在聯(lián)系，這樣人體的生物規(guī)律稱生物鐘。生物鐘的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是人體健康、長壽、益智、歡愉、增美的保證。人體一天中的各種生理波動(dòng)如下： 1點(diǎn)鐘：處于深夜，大多數(shù)人已經(jīng)睡了3-5小時(shí)，由入睡期--淺睡期---中等程度睡眠期--深睡期，此時(shí)進(jìn)入有夢睡眠期。此時(shí)易醒/有夢，對痛特別敏感，有些疾病此時(shí)易加劇。 2點(diǎn)鐘：肝臟仍繼續(xù)工作，利用這段人體安靜的時(shí)間，加緊產(chǎn)生人體所需要的各種物質(zhì)，并把一些有害物質(zhì)清除體外。此時(shí)人體大部分器官工作節(jié)律均放慢或停止工作，處于休整狀態(tài)。 3點(diǎn)鐘：全身休息，肌肉完全放松，此時(shí)血壓低，脈搏和呼吸次數(shù)少。 4點(diǎn)鐘：血壓更低，腦部的供血量最少，肌肉處于最微弱的循環(huán)狀態(tài)，呼吸仍然很弱，此時(shí)人容易死亡。此時(shí)全身器官節(jié)律仍放慢，但聽力很敏銳易被微小的動(dòng)靜所驚醒。 5點(diǎn)鐘：腎臟分泌少，人體已經(jīng)歷了3-4個(gè)“睡眠周期”（無夢睡眠與有夢睡眠構(gòu)成睡眠周期），此時(shí)覺醒起床，很快就能進(jìn)入精神飽滿狀態(tài)。 6點(diǎn)鐘：血壓升高，心跳加快，體溫上升，腎上腺皮質(zhì)激素分泌開始增加，此時(shí)機(jī)體已經(jīng)蘇醒，想睡也睡不安穩(wěn)了，此時(shí)為第一次最佳記憶時(shí)期。 7點(diǎn)鐘：腎上腺皮質(zhì)激素的分泌進(jìn)入高潮，體溫上升，血液加速流動(dòng)，免疫功能加強(qiáng)。 8點(diǎn)鐘：機(jī)體休息完畢而進(jìn)入興奮狀態(tài)，肝臟已將身體內(nèi)的毒素全部排盡。大腦記憶力強(qiáng)，為第二次最佳記憶時(shí)期。 9點(diǎn)鐘：神經(jīng)興奮性提高，記憶仍保持最佳狀態(tài)，疾病感染率降低，對痛覺最不敏感。此時(shí)心臟開足馬力工作，精力旺盛。 10點(diǎn)鐘：積極性上升，熱情將持續(xù)到午飯，人體處于第一次最佳狀態(tài)，苦痛易消。此時(shí)為內(nèi)向性格者創(chuàng)造力最旺盛時(shí)刻，任何工作都能勝任，此時(shí)虛度實(shí)在可惜。 11點(diǎn)鐘：心臟照樣有節(jié)奏地繼續(xù)工作，并與心理處于積極狀態(tài)保持一致，人體不易感到疲勞，幾乎感覺不到大的工作壓力。 12點(diǎn)鐘：人體的全部精力都已調(diào)動(dòng)起來。全身總動(dòng)員，需進(jìn)餐。此時(shí)對酒精仍敏感。午餐時(shí)一桌酒席后，下半天的工作會受到重大影響。 13點(diǎn)鐘：午飯后，精神困倦，白天第一階段的興奮期已過，此時(shí)感到有些疲勞，宜適當(dāng)休息，最好午睡半到1小時(shí)。 生物鐘 14點(diǎn)鐘：精力消退，此時(shí)是24小時(shí)周期中的第二個(gè)低潮階段，此時(shí)反應(yīng)遲緩。 15點(diǎn)鐘：身體重新改善，感覺器官此時(shí)尤其敏感，人體重新走入正軌。工作能力逐漸恢復(fù)是外向型性格者分析和創(chuàng)造最旺盛的時(shí)刻，可持續(xù)數(shù)小時(shí)。 16點(diǎn)鐘：血液中糖分增加，但很快又會下降，醫(yī)生把這一過程稱為“飯后糖尿病”。 17點(diǎn)鐘：工作效果更高，嗅覺、味覺處于最敏感時(shí)期，聽覺處于一天中的第二高潮。此時(shí)開始鍛煉比早晨效果好。 18點(diǎn)鐘：體力活動(dòng)的體力和耐力達(dá)一天中最高峰，想多運(yùn)動(dòng)的愿望上升。此時(shí)痛感重新下降，運(yùn)動(dòng)員此時(shí)應(yīng)更加努力訓(xùn)練，可取得好的運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練成績。 19點(diǎn)鐘：血壓上升，心理穩(wěn)定性降到最低點(diǎn)，精神最不穩(wěn)定，容易激動(dòng)，小事可引起口角。 20點(diǎn)鐘：當(dāng)天的食物、水分都已充分貯備，體重最重。反應(yīng)異常迅速、敏捷、司機(jī)處于最佳狀態(tài)，不易出事故。 21點(diǎn)鐘：記憶力特別好，直到臨睡前為一天中最佳的記憶時(shí)間(第四次，也是最高效時(shí))。 22點(diǎn)鐘：體溫開始下降，睡意降臨，免疫功能增強(qiáng)，血液內(nèi)的白細(xì)胞增多。呼吸減慢，脈搏和心跳降低，激素分泌水平下降。體內(nèi)大部分功能趨于低潮。 23點(diǎn)鐘：人體準(zhǔn)備休息，細(xì)胞修復(fù)工作開始。 0點(diǎn)鐘：身體開始其最繁重的工作，要換已死亡的細(xì)胞，建立新的細(xì)胞，為下一天作好準(zhǔn)備。

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