生物節律實驗
含羞草葉子一般白天打開,晚上關閉。於是,科學家把含羞草放在持續黑暗的地方,他發現,含羞草葉片的活動仍能保持 24 小時的波動性變化。植物似乎都有自己的生物鍾,那次發現也被認為是生物具有內源生物節律的最早證據
② 生物學家對動植物的生物鍾有哪些實驗研究
有人發現,許多昆蟲都能利用自己體內的天體定向器來保持正確的行動方向,即藉助於陽光版來定向,權蜜蜂和大螞蟻等昆蟲就是這樣。
可德國的生物學家貝林通過實驗發現,一些動物的定向不一定非藉助陽光不可。他將蜜蜂關在暗室里,發現即使沒有陽光,甚至在完全黑暗的情況下,它們也能察覺出晝夜的變化。
利用螞蟻進行的實驗
瑞士昆蟲學家維納爾和蘭費郎科尼利用大螞蟻做的實驗,更能說明這個問題。
大螞蟻中的工蟻常常到幾百米以外的地方覓食,他們就把這些工蟻放進黑洞洞的潮濕的容器里。過了6個小時,帶到一個它們不熟悉的地方放出來,同時在它們頭上安裝一個特製的東西,使螞蟻看不見能夠當做定向目標的各種物體。其結果令人驚訝,153隻螞蟻都順利地找到了自己的家。
這個實驗表明,這種螞蟻既具有穩定的記憶力,能夠記住太陽在一天的不同時間里在天空運行所走過的路線,而且還具有時鍾系統,這使它們能夠找出正確的方向。
未解之謎
怎樣來認識動物體內的生物鍾,至今還是一個懸而未決的謎。
有人分析這可能是來源於動物空腹感的「腹時鍾」;還有人認為這種時鍾可能與物質代謝的速度有關。
不過這些還都僅僅是猜測,其具體的生理機制,還有待進一步研究。
蜜蜂
③ 脈搏跳動是我們隨身攜帶的生物鍾,那麼你能否較為准確的測出你的脈搏跳動一次的時間嗎請寫出需要的實驗
這個實驗太基礎了吧~一般情況下正常人的脈搏和心率是一樣的。即脈率等於心率。除非發生心房顫動的人的脈率和心率會不相等。脈率會小於心率。但是基於你是正常人而且由於心率比脈搏容易觀察所以我們通過測量心率來反映脈搏
實驗器材:紙,筆,秒錶,醫用聽診器
測量方法:設置秒錶為2分鍾,戴上耳塞賽頭,將聽診器薄膜貼於左側胸腔處,將秒錶調至兩分鍾處開始計時,在計時的過程中在紙上畫正字來記錄心跳,兩分鍾結束後將計算正字平均到分,重復實驗9次
數據表格:這個就不用說了吧
ps:本人非醫學或邊緣學科專業,設計實驗純屬心血來潮,望以批判的態度來看待
④ 年鍾及其生物節律是什麼
(1)年鍾的影響
①夏季和冬季出生的人長壽
廣西人口學者央吉在對廣西巴馬縣長壽人口群體進行實地考察和全面的數據分析後,得出了這樣一個初步的結論。
巴馬縣是中國最貧窮的地區之一,現在,年人均收入只有240元,但卻出人意料地生活著比例最高的長壽人口群。
統計數字表明,在總人口為224000人的巴馬縣,80歲以上的老人有2055人,平均每萬人中有91.72人;百歲老人71人,平均每萬人中有3.17人。後者高出中國平均數85倍多。
央吉在對巴馬縣做長壽人口狀況研究時發現,在全縣80歲以上老人中,夏季出生的人口最多,其次是冬季,最少的是秋季;而在百歲以上老人中亦呈現同樣的規律,這表明人口壽命與出生的季節有關。
②人的血脈受氣候時辰的影響
杭州市第一人民醫院副主任醫師李佩璋等5人選擇了48名高血壓患者、48名冠心病患者、48名心肌炎患者和216名健康人共360個樣本,將他們分為例數、病種和相同的24組,在農歷每月朔日(初一)、望日(十五)輪流對15個樣本進行24小時動態心電圖監測。監測從1987年開始,歷時四年半。
試驗結果顯示:春、冬兩季人體血脈變化明顯高於夏、秋兩季,心肌缺血、心律失常的發病率升高,且程度加重。房性早搏一年四季的發病率都比較高。房性早搏春天易發生在後半夜的子時至寅時(0點至6點),冬天易發生在半夜的酉時至亥時(18點至24點)。室性早搏和心肌缺血發病時間大多集中在卯時至申時(6點至18點),即一天的光照時間。
③冬春受孕不利於優生
據有關科研人員對100名患早發性痴呆症幼兒進行的調查發現,約有2/3的母親受孕時間為3至5月份,胎兒大腦皮層初步形成的時間是6至8月。在我國,這幾個月溫度較高,常常是悶熱難當的天氣,這對孕婦的飲食和起居造成了種種的不便,胎兒攝入營養也較難滿足其大腦皮層的發育需要。這可能是造成小兒痴呆症的主要原因。
有人從病例分析中,發現精神分裂症患者都以冬季和早春出生的人較多,此時嬰兒大腦皮層正在分化,而此時正值夏季,在夏季發生的任何代謝過程的紊亂,都能影響大腦皮層發育的嚴重障礙,從而種下不幸的種子。
看來,冬春受孕對嬰兒素質確實有一定的影響,年輕夫婦,應盡量避開這個非優生的受孕的季節。
⑤ 生物節律與周期現象有哪些,其機制是什麼
1、日節律:以24小時為周期的節律,通稱晝夜節律(如細胞分裂、高等動植物組織中多種成分的濃度、活性的24小時周期漲落、光合作用速率變化等)。
2、潮汐節律:生活在沿海潮線附近的動植物,其活動規律與潮汐時相一致。
3、月節律:約29.5天為一期,主要反映在動物動情和生殖周期上。
4、年節律:動物的冬眠、夏蟄、回遊,植物的發芽、開花、結實等現象均有明顯的年周期節律。
一種認為生物體系根據外界自然周期現象定時,因而產生了與天體物理因子等同步的節律。這是一種外源說。生物節律
另一種假說是內源說,它認為生物鍾是先天性和遺傳性的,是一種內在的振盪機制;節律周期之所以與自然周期一致,則是在外界調時因子作用下,長期適應和自然選擇的結果。1974年D.恩賈斯曾提出生物鍾的膜模型,以離子濃度和離子運轉功能間的反饋循環所產生的振盪,解釋晝夜節律。A.F.溫弗里(1971)和T.帕夫利迪斯(1969)認為,晝夜節律可能來源於一些周期為分鍾量級的生化振子的偶合。20世紀80年代以來,多次研究證明哺乳動物的時間結構位於視交叉上核(SCN)。如佐佐木正己1980年提出,視交叉上核通過上頸部神經節向分布在松果腺的交感神經細胞不斷發放信號,促使正腎上腺素不斷釋放,從而控制松果腺分泌褪黑激素的過程,而褪黑激素具有晝夜節律。美國哈佛大學用猴子試驗並觀察患者證實,人腦視交叉上部寬度不到1/4毫米的細胞群為時限細胞,是生物鍾細胞的一種。
⑥ 生物節律與睡眠的關系
要養成按時作息的習慣
生物鍾在晚上會關閉長期記憶的作用機制。
--阿諾德·埃斯金
美英兩國的研究人員發現,人的情緒好壞不僅受睡眠時間長短的影響,而且還與是否按時作息有很大關系。
美國波士頓和英國曼徹斯特的兩個研究小組對生物鍾、睡眠和情緒之間的關系進行研究後發現,人體生物鍾能決定人在一天內哪幾個小時心情好。如果在人體生物鍾仍處在睡眠階段起床,即使已經睡了很長時間,仍然會感覺情緒不好;即使兩三天沒睡覺的人,如果他的生物鍾處在清醒期,那麼他也會感覺情緒高漲。
研究人員說,生物鍾存在於大腦中的一個區域,它決定人體從睡眠、清醒到消化等多種活動的生物節律。他們通過對24例健康的年輕志願者長達一個月的研究後發現,當試驗對象的睡眠周期從24小時延長到28小時至30小時後,其情緒高低受每天睡眠情況和體溫兩個因素的綜合影響。
研究人員指出,這兩項新的研究結果使科學家們能夠根據人的睡眠時間表和其自身生物鍾判斷人的情緒,並有望在將來幫助醫生治療情緒抑鬱症患者,也可以幫助經常"三班"倒的人和需要倒時差的人盡快適應。
由於人體生物鍾的變化,大腦皮層的不同區域的功能也在時時發生著變化,研究結果表明:
上午8~11點,是組織、計劃、寫作和進行一些創造性思維活動的最佳時間。最好把一天中最艱巨的任務放在此時完成。同時,這段時間疼痛最不敏感,此時治牙最合適。
上午11~12點,是開會的最佳時間,人們此時最為清醒。這段時間易用於解決問題和進行一些復雜的決策。
12時~下午2時,此間一天中快樂的情緒達到了高潮,適宜進行商業社會活動。
下午2~4時,會出現所謂的"下午低沉期"。此時易出現睏乏現象,最好午睡片刻,或是打一些必要的電話,作些有趣的閱讀,盡量避免乏味的活動。
下午4~6時,人體從"低沉期"解脫出來,思維又開始活躍。可把一天中較重要的工作放在此時做,並且這是進行長期記憶的好時光。
下午5~7時,人體的體溫最高,此時作些鍛煉有助於你在晚上順利入睡,提高睡眠質量。
晚上7~10時,可就一些較嚴肅的家庭話題進行討論,也是學習的最好時間。
晚上11~12時,人體准備休息,各臟器活動極慢,進入夢鄉。
目前,對人體的生物節律研究已被廣泛地應用於人體衛生保健,保障安全生產,指導人們生活等方面。所以當了解了自己的生物節律後,就會揚長避短,充分利用生物節律的高潮期,獲取理想的學習、工作和科研成績。在低潮期適當調整安排自己的生活,以提高適應能力,減少生物節律的不良影響。
每個人都有自己的睡眠方式與習慣,有的人喜歡早睡早起,即所謂"百靈鳥"式的人;有的則善於晚睡晚起,即所謂"貓頭鷹"式的人。這兩種不同的睡眠方式各有哪些特點呢?
所謂"百靈鳥"式睡眠的人,每天很早醒來,起床活動,精神飽滿地投入當天的工作,到下午工作效率就慢慢降低,夜暮降臨,即呵欠不斷,昏昏欲睡,急忙上床就寢,很快便進入夢鄉,這類人一般很少有失眠。所謂"貓頭鷹式"睡眠的人,早晨醒來後,慢悠悠地翻翻身,睡意盎然,戀床難舍,磨蹭很久,勉強起床後,上午的工作效率不高,到了下午精神才慢慢上來了,入夜後勁頭反而最足,工作至深夜毫無倦意,好像有用不完的勁,只是迫於第二天還有工作,才勉強上床就寢,這類人即使讓他們早上床也是難以入睡的。
美國斯坦福大學醫學院的睡眠研究中心發現這種節律的養成與工作有一定關系。長期從事農業勞動的人多屬於"百靈鳥式",他們的主要工作都在白天,這類人常常天蒙蒙亮就起床活動,太陽落山後即准備就寢了,而從事腦力勞動的人則多是"貓頭鷹式"的,他們常常利用安靜的夜晚來工作。
最近,位於美國芝加哥醫療中心的生物節奏研究室的研究人員指出:周末睡懶覺對絕大多數人來說並非好事,因為這會使人體生物鍾紊亂,睡眠時間順延,使星期天晚上難以入睡,星期一早上昏昏沉沉,而這種紊亂狀態甚至需要數天時間才能恢復正常。
根據人社會分工的不同,可分為早晨型和晚上型兩種生物節律。國外學者研究發現:在職員中,早晨型佔28%,腦力勞動者晚上型佔多數,體力勞動者中半數人是"無節律"型(非節律型)。而你的睡眠習慣,關繫到你第二天的精力和工作狀態,所以你一定要適應自己的睡眠生物節律,也就是養成自己的睡眠習慣。
如果想找出合適的睡眠時間,你不妨進行這樣的試驗:
第一個星期,每天晚上你按平時上床的時間睡覺;第二個星期,每天遲一小時上床;第三個星期,每天早一個小時上床。如果你在上床後半小時內入眠,醒後又覺得精力充足,那一個星期的睡眠時間,就接近你自己睡眠充足的時間了。
既然人類在長期的自然進化過程中,形成了人體與自然界同步的生物節律和生物鍾,而人類要想生存就必須適應這個生物節律,且睡眠是人類生活中不可缺少的內容,因此,你一定要遵守自己的作息規律,即什麼時間該休息就一定不要打破這個規律,這樣才能保證優質睡眠。
你的睡眠習慣,關繫到你第二天的精力和工作狀態,所以你一定要適應自己的睡眠生物節律,也就是養成自己的睡眠習慣。
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⑦ 人類第一次發現生物鍾相關的的基因是在哪一年發現的
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。
⑧ 許多實驗表明,生物的晝夜節律並()直接由晝夜變化引起的,()生物體內存在一種生命時鍾
許多實驗都表明,生物的晝夜節律並不是直接由晝夜變化引起的,而是生物體內存在一種生命時鍾。
⑨ 生物節律與周期現象有哪些,其機制是什麼
生物節律與周期現象有哪些
1、日節律:以24小時為周期的節律,通稱晝夜節律(如細胞分裂、高等動植物組織中多種成分的濃度、活性的24小時周期漲落、光合作用速率變化等).
2、潮汐節律:生活在沿海潮線附近的動植物,其活動規律與潮汐時相一致.
3、月節律:約29.5天為一期,主要反映在動物動情和生殖周期上.
4、年節律:動物的冬眠、夏蟄、回遊,植物的發芽、開花、結實等現象均有明顯的年周期節律.
一種認為生物體系根據外界自然周期現象定時,因而產生了與天體物理因子等同步的節律.這是一種外源說.生物節律
另一種假說是內源說,它認為生物鍾是先天性和遺傳性的,是一種內在的振盪機制;節律周期之所以與自然周期一致,則是在外界調時因子作用下,長期適應和自然選擇的結果.1974年D.恩賈斯曾提出生物鍾的膜模型,以離子濃度和離子運轉功能間的反饋循環所產生的振盪,解釋晝夜節律.A.F.溫弗里(1971)和T.帕夫利迪斯(1969)認為,晝夜節律可能來源於一些周期為分鍾量級的生化振子的偶合.20世紀80年代以來,多次研究證明哺乳動物的時間結構位於視交叉上核(SCN).如佐佐木正己1980年提出,視交叉上核通過上頸部神經節向分布在松果腺的交感神經細胞不斷發放信號,促使正腎上腺素不斷釋放,從而控制松果腺分泌褪黑激素的過程,而褪黑激素具有晝夜節律.美國哈佛大學用猴子試驗並觀察患者證實,人腦視交叉上部寬度不到1/4毫米的細胞群為時限細胞,是生物鍾細胞的一種.
⑩ 時間生物學的實驗研究
如上所述,動物和植物的周期性現象很早就為人所知。1759年就有人製作了第一張豆類植物葉運動的近晝夜節律圖表。首先植物的葉子會與杠桿的一端相連,杠桿的另一端放置在一個滾輪之上。若葉子下垂,杠桿會在滾輪上留下一條向上的線,相反當葉子向上提起的時候,就會得到一條向下的曲線。實驗為期數天。前三天每天光照12小時,第四天起停止光照, 若果這種光是葉運動的原因的話,人們應該會得到這樣的結果,就是葉子在沒有光照的後幾天會一直下垂。但事實並非如此。因此光照並不是葉運動的原因。
20世紀80年代有實驗,去觀察究竟外在因素會不會產生作用。太空實驗室1號將真菌脈孢菌帶到太空,去看看離地後生物節律的變化。實驗結果卻與在Cape Canaveral對照組所得的結果相同。從此時起,人們在近晝夜節律,次晝夜(超日)節律和超晝夜(亞日)節律是內因產生的這一點上,達成了共識。
上世紀最重要的研究手段是基因的突變篩選。1970年Konopka首次在黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)上應用了這一技術。這種果蠅的成蟲破蛹行為有著明顯的近晝夜節律,接近24小時。就是說蠅破蛹的時刻不是隨機的,而是在一天的特定時刻。若一天已經過了這一時刻,那麼成蟲不會在當天,而時下一天出蛹。這種節律代代相傳。Konopka找到了三種特變品種並不斷培育其後代:第一種Pershort,並不遵循這種24小時節律,而是19小時,其後代也如是。第二種Perlong,其周期為29小時。第三種Per-,沒有節律。所有這些特變品種在基因的同一區段上出現了缺陷。90年代末在不同的哺乳類動物里科學家找到了這些「時鍾基因」(BMal, Clock, MPer1, Mper2, Mper3, Cry1, Cry2)。
20世紀90年代開始,生物鍾學開始了跨學科協作。該領域的研究不單止著眼於某種方法或是某種現象,而是去尋找其內在的聯系。微生物學,生理學,生態學,心理學和數學為時間生物學提供了重要的支持。而時間生物學的研究對象包括植物和動物,還有人。
時間生物學對畜牧業,社會學和醫學有重要的意義,如輪班制,葯理學,精神病學都離不開時間生物學。行為生理學研究生物鍾的大腦機制,提供了生理學基礎。