“细胞生物惊奇事件簿”是一套关于生命的科普图书，人体的生物钟、基因，以及药物对人体的作用，都在这套书中如实展现。
读完这套书，你将了解自己的身体与人类的生命，感受自我与世界的奇妙与瑰丽。
本书是其中一册，主题为“生物钟”。
本书让小读者们在了解生物钟原理的同时，能够遵循生物钟的运作规则，在正确的时间做正确的事情。

徐璎，中国细胞生物学学会生物节律分会会长、教授。主要从事生物节律方面研究。

第一章 看不见的生物钟
第二章 看花识时间——早期生物钟在植物学领域的研究
第三章 果蝇的朝朝暮暮
第四章 墙上的钟和手上的表
第五章 一日三餐的时间学问
第六章 百灵鸟、猫头鹰与好的睡眠
第七章 输掉的球赛和昏昏欲睡的旅途
第八章 傻傻分不清楚

地球上的生命五颜六色
、丰富多彩，所有这些形形
色色的生命现象和活动都是
通过细胞体现出来的，因此
，细胞是生命活动的最基本
的结构和功能单元，也是我
们理解生命现象的切入点。
中国细胞生物学学会是
隶属于中国科协的全国一级
学会，吸纳了从事细胞生物
学及其相关学科的广大科技
工作者，目前有近2万名会
员。学会下设9个工作委员
会和18个专业分会，覆盖了
细胞生物学各个领域。学会
一直致力于促进细胞生物学
的发展，为国内外科学家提
供学术交流平台，以多种形
式组织各类学术活动，有力
推动了细胞生物学领域的交
流与合作。学会通过举办各
类培训班，致力于提升我国
细胞生物学的教学水平，并
助力青年科技人才的成长。
同时，学会与多个国际学术
团体建立了良好的合作关系
，促进了我国细胞生物学的
国际交流与合作。在科普方
面，学会不断努力、积极探
索，通过搭建多种形式的科
普交流平台，向公众普及细
胞生物学的相关知识和最新
科研成果，包括每年在全国
范围内开展面向公众的实验
室开放日活动、科普大师校
院行以及一年一度的诺贝尔
生理学或医学奖和诺贝尔化
学奖解读讲座等一系列活动
；此外，我们还建立了多个
科普教育基地。
“细胞生物惊奇事件簿”
系列科普图书是中国细胞生
物学学会与南京大学出版社
的合作项目，通过出版细胞
生物学系列科普图书，向公
众普及细胞生物学相关知识
，特别是与人们的生活、身
心健康息息相关的知识。第
一批出版的书包括《你的生
物钟是几点？》（徐璎教授
等著）、《基因狂想曲》（
许兴智教授等著）、《药物
的体内奇幻漫游》（朱亮教
授等著）等，这些图书的编
著者都是相关领域的知名专
家，他们用通俗易懂的语言
介绍了什么是生物钟，生物
钟对人和动植物生命活动的
影响，基因的损伤与细胞功
能变化、疾病发生的关系，
药物如何进入细胞、在人体
内如何起作用，等等。
出版“细胞生物惊奇事件
簿”系列科普图书是本学会
在科学普及方面的一种新尝
试，我们希望通过出版更多
的、覆盖不同专题的优秀科
普图书，向公众普及细胞生
物学相关知识，同时也殷切
希望更多的科技工作者能加
入科普队伍当中。
最后，我衷心希望，你
们也能跟我一样，喜欢这些
通俗易懂的科普图书！
2021年12月2日

为什么人类长个子依赖于良好的睡眠？为什么一天中不同时段的学习效率和效果不一样？为什么不合理的饮食习惯会让人长胖？为什么大部分奥运比赛的纪录都在下午被打破？为什么清晨会是心血管病人最易突发心脏病的危险时段？为什么吃药要遵循一定的用药时间？……本书带你探索奇妙的生物钟。

当我坐在图书馆开始构思这篇文章的时候，正是下午三点，窗外阳光明媚，透过糖枫和橡树的叶子可以看到湛蓝的天空，十米开外的树荫，一只松鼠正在津津有味地啃着一只蘑菇，多么美好的午后时光！可是此时的我却哈欠连连，大脑似乎已经宕机，很难集中精力思考任何问题。作为一名研究生物钟的生物学家，我明白这是由于我刚刚经历了自西向东跨越十二个时区的飞行，即使已经过去三天时间，我的身体依然顽固地维持着我出发地的作息习惯——那里现在是凌晨三点，所以我会感觉非常地困倦。我知道这是时差在作祟，在逐渐适应当地作息时间之前，我需要继续对抗身体里那看不见的生物钟。
在这个小插曲里，有一个大家偶尔会听到的名词——牛物钟。很多人或许和我一样，很早就听说过生物钟，但是并不真正理解它的科学概念和生物学意义。其实，生物钟是包括我们人类在内的诸多生物在漫长进化过程中获得的最“聪明”、最“重要”的生理机制之一，使生物能够更好地适应自然环境的周期性变化。需要强调的是，2017年诺贝尔生理学或医学奖授予了生物钟研究领域的三位科学家。在这一章里我将和大家一起探索生物钟的奥秘。
生物钟通过遗传获得并“刻”在基因序列里，存在于构成生命的基石——细胞里，通过时空特异性的基因转录、蛋白表达，修饰、互作和降解等复杂的分子水平调控机制，最终使生物体能够“预测”时间，调控自身的生理生化活动的节律性，以适应机体内外环境的周期性变化。
“生物钟”一词借用人类日常生活中可见的计时工具这一形象化的概念来定义生物体内固有的一种无形的“时钟”。
从科学研究的角度来讲，生物钟属于时间生物学的范畴——简而言之，时间生物学是一门研究生物节律现象及其调控机制的科学，在微生物、动植物研究领域有重要理论意义，在医学、农业上有广泛的应用前景。
让我们暂时抛开枯燥的概念，共同走进大自然去发现那些无处不在的生物钟调控的周期节律现象。从清晨四点挂着露珠开放的牵牛花到午夜十二点如凌波仙子般惊鸿一现的昙花，从春暖花开时北飞的燕子到秋草枯黄后南翔的大雁，从太平洋海域踏上至死不渝的悲壮洄游旅程的大马哈鱼到非洲大草原勇往直前进行生死大迁徙的角马，从海滩寄居蟹在潮汐到来时忙碌觅食到松鼠在大雪覆盖后酣然冬眠……动植物在一天之内和四季轮回中都进行着与时间相协调的各类生命活动，如此循环往复，生生不息。这些自然界中神奇的节律现象均受到生物体内源的时间运行机制——生物钟的调节。当你了解了生物钟的相关知识，就会发现生物钟无处不在，你可以从旋转的金黄的向日葵花盘、迁徙的斑斓的帝王蝶、懂得“睡眠”的含羞草和罗望子树的羽状复叶上看到它；你会从清晨的公鸡啼鸣、孩子夜里睡梦中的呢喃、繁殖季节雄羚羊的角斗声中听到它；你也会从擦肩的落叶上感觉到它；从馥郁的花香中闻到它；在繁忙的一天中从清茶、咖啡或美食中品尝到它。 生物钟对于人类的生存也同样重要。例如，从远古时期我们就懂得要遵循“日出而作，日人而息”的作息规律。接下来，先让我们关注如下一系列疑问：
为什么人类长个子依赖于良好的睡眠？
为什么一天中不同时段的学习效率和效果不一样？
为什么不合理的饮食习惯会让人长胖？
为什么大部分奥运比赛的纪录都在下午被打破？
为什么清晨会是心血管病人最易突发心脏病的危险时段？ 为什么吃药要遵循一定的用药时间？
让我们带着上述问题开始生物钟探秘之旅，体会生物钟对于人类生长发育及维护身体健康的重要意义，相信你很快就会饶有兴趣地对上述疑问展开针对性的解析了。
1959年，美国医生弗朗兹·哈伯格博士提出用circadian clock一词来定义调控近24小时节律的生物钟。不仅高等动植物具有生物钟机制，低等动植物，包括果蝇和线虫，甚至低等的单细胞蓝藻，以及脉孢菌等真菌也都有各自的生物钟。这很容易让我们想到，在进化的层面，生物钟对于生命体也非常重要。
那么生物钟是从何起源的呢？提到起源和进化，大家和我一样，一定想到了达尔文，对了，生物钟也是自然选择的产物。我们和各种生命形式都生活在地球母亲的怀抱里，而地球围绕太阳进行周期一年的公转，地球同时还进行着周期约24小时的自转；此外，由于地轴倾斜，四季的变化产生了；月亮，作为地球的卫星，围绕地球进行着周期约27．3天的公转，这就是“昼涨称潮，夜涨称汐”的海水潮汐现象发生的主因。P3－9