师：各位同学大家好，今天我们一起来学习生物学选择性必修一第一章的第二节——内环境的稳态。通过上节课的学习，我们知道内环境为机体细胞提供了适宜的生存环境，机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。那同学们设想一下，在太空的微重力环境下，人体体液的分布会不会发生变化呢？

　　生：会发生变化。

　　师：是的，体液会重新分布，比如血浆会向头部、上肢转移，长期飞行会使得航天员的心血管等方面发生变化。那么他们是如何进行对抗失重生理效应的防护的呢？让我们通过视频来了解一下航天员在轨生活一个多月，他们的工作生活怎么样了呢？接下来我们就来详细了解，先来关注一下他们的身体健康状况。现在我们看到的这个画面，首次展示了神十二航天员在天河核心舱摸黑开展活动，他们究竟在做什么呢？

　　生：航天员汤洪波正在为航天员刘伯明进行眼底镜检查。

　　师：许多全身性疾病往往发生眼底病变，如高血压、肾脏病、糖尿病、某些血液病等。太空中眼底检查作为航天员医监医保工作的重要项目，有利于对航天员身体状况进行实时跟踪，特别是航天员已经在太空中生活了一个多月，可能会出现一些空间病症状，体检就成为了更加重要的工作。这三位航天员正在进行骨密度测试。骨密度测试需要将脚伸进测试机中进行检测，航天员在轨生活一段时间后，会出现名为骨丢失的空间病理现象。随着在失重环境下生活得越久，航天员的骨密度也会逐渐下降，如果不加以综合干预，甚至可能有发生骨质疏松的可能。对抗骨丢失，是空间站建设期间，航天员和地面科技工作者必须要面对的重要课题。另外，为了对抗失重生理效应，航天员每天都需要进行体育锻炼。好，原来我们航天员通过在轨运动锻炼、进行多项身体检查，对身体的状况进行实时跟踪等措施来对抗失重生理效应的。而在日常生活中，常规体检都要做血液生化检查，以了解肝功能、肾功能、血糖、血脂等是否正常。这是一张部分检查报告单，同学们分析报告单，思考这两个问题。为什么血液的生化指标能够反映机体的健康状况呢？

　　生：因为当机体某项生理功能出现障碍时，势必会影响其代谢产物含量，进而引起血液生化指标的改变。所以，血液中的生化指标可以反映机体的健康状况，并且可以作为诊断疾病的依据。

　　师：那每种成分的参考值有什么特点呢？

　　生：每种成分的参考值不是一个恒定值，而是一个范围。

　　师：这说明内环境中成分的含量不是恒定不变的，而是在一定的范围内波动，表现出一种动态平衡，而且不同个体间存在着一定的差异。通过上节课学习，我们了解到体温是人体内环境的重要理化性质之一，那么体温在一天中会发生怎样的变化呢？同学们看到教材12页，这里安排了一个课外实践活动，调查体温的日变化规律。这里用到的调查法是科学探究中常用的方法之一，老师利用同学们提供的一家四口的腋窝温度数据和气温数据绘制成曲线图，你能从中分析到哪些信息呢？

　　生：不同的家庭成员体温不完全一致，也就是不同的人体温会存在微小的差异，这与年龄、性别等因素有关。同一个人的体温在一天内有变化，但是变化幅度不超过1摄氏度。此外，气温波动范围比较大，体温始终接近37摄氏度，体温变化与气温变化之间没有明显的必然联系。

　　师：pH值也是人体内环境的重要理化性质之一。美国人曾经提出酸碱体质理论，并且著有《酸碱奇迹》系列丛书。有些癌症患者受该理论的影响，不去医院进行正规治疗，而是寄希望于注射碱性物质，达到治愈疾病的目的。那么这个理论是什么样的内容呢？

　　生：它的主要意思是，人的体质有酸碱之分，酸性体质是万病之源；人如果想要获得健康，应该摄入碱性食物。

　　师：那你们认同酸碱体质理论吗？同学们应该和老师一样，有很多疑问，比如多摄入碱性食物能否改变内环境的pH值呢？而实际上，我们细胞代谢也会产生许多酸性物质，比如碳酸、乳酸，人和动物吃的食物在代谢之后也会产生酸性或碱性物质。那现在我们就急需解决一个问题，酸性或者是碱性物质进入人体内环境后，究竟会使得pH值发生怎样的变化？要回答这个问题就需要实时监测人体血浆的pH，可是这很难实现，那我们能否寻求变通的方法呢？同学们看到教材第7页上的探究实践活动。

　　生：我们可以运用模拟实验法，通过体外进行实验来模拟体内的pH变化过程。

　　师：下面我们就要来设计实验了，我们首先要解决这个问题，选择什么来分别模拟生物体内的内环境以及进入内环境中的酸性和碱性物质呢。教材提供的肝匀浆、蛋清稀释液都是非常容易获取的实验材料，还有动物血浆，比如鸡血浆也比较容易获取，这些材料都适合用来模拟生物体的内环境。那用什么来模拟进入内环境的酸性和碱性物质呢？

　　生：可以采用滴加0.1摩尔每升的盐酸和0.1摩尔每升的氢氧化钠来模拟。

　　师：如何设置对照实验呢？同学们思考一下。

　　生：选择自来水作为对照实验，因为自来水是没有调节pH的能力的。

　　师：本实验中还需要设置另外一组对照。怎么设置呢？请同学们看到教材第8页上的实验数据记录表。

　　生：采用磷酸缓冲液作为对照。因为磷酸缓冲液是由磷酸氢根和磷酸二氢根组成的酸碱缓冲对，其缓冲的机理是，磷酸氢根呈碱性，当加入少量的盐酸时，可以中和氢离子；磷酸二氢根呈酸性，当加入少量的氢氧化钠时，可以中和氢氧根，从而对酸碱度起到缓冲作用。

　　师：此外，同学们从该表中也能够明确整个实验的总体设计思路，那就是每个组别中分别加入不同滴数的盐酸和不同滴数的氢氧化钠后测定并记录pH值。下面我们来明确实验材料用具，我们最终选择了猪肝匀浆、鸡血浆为实验材料，实验试剂有自来水、pH为7.0的磷酸盐缓冲液、0.1摩尔每升的盐酸、0.1摩尔每升的氢氧化钠。由于强酸强碱具有腐蚀性，在实验过程中我们需要佩戴护目镜和手套。此外还需要量筒、烧杯、pH计、胶头滴管、玻璃棒等用具。我们按照以下实验步骤进行实验，以测定猪肝匀浆的pH变化为例，首先量取25毫升猪肝匀浆倒入烧杯中。接着我们用pH计测定其初始pH值并记录，然后滴入5滴0.1摩尔每升的盐酸。注意一定要混匀之后再去测定pH值并记录，接下来重复滴加、混匀、测定、记录的过程，直至滴完30滴盐酸为止。滴加盐酸的数据测定完毕后，接着测定滴加氢氧化钠之后的pH数据，要注意充分清洗烧杯和pH计探头，然后再重新量取25毫升的猪肝匀浆液，以同样的方法滴加、摇匀、测定、记录，直至滴完30滴氢氧化钠为止。这样，猪肝匀浆液的数据全部测定完毕之后，我们再一次充分清洗烧杯和pH计探头，再用同样的方法测定其他组别的相关数据。为了提高实验数据的准确度，减小实验误差，我们还需要做另外两组平行重复实验，然后对三次测定的数据求取平均值。接着我们以酸碱的滴数为横坐标，以pH值为纵坐标，利用平均值数据绘制成曲线图。同学们，请分析实验的结果，你能得出什么样的结论呢？

　　生：自来水组的pH变化是最为显著的。猪肝匀浆、鸡血浆中滴加酸碱后的pH变化更像磷酸缓冲液，都可以使pH在一个相对较小的范围内变化。所以，酸性或碱性物质进入内环境后，内环境的pH会在较小的范围内波动，也就是说，内环境对进入其中的酸性或者是碱性物质具备一定的缓冲能力。

　　师：我们已经了解了磷酸缓冲液的缓冲机理，那么人体内环境对酸性和碱性物质的缓冲机理又是怎样的呢？我们来看一看美国生理学家亨德森的研究成果，他于1904年开始研究血液的酸碱平衡问题。他发现血液中包含碳酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠等多对缓冲体系，每一对都是由弱酸和该种弱酸的强碱盐组成。其中碳酸和碳酸氢钠是人体最重要的缓冲对，两者的比例约为20 : 1。当某种酸进入血浆时，碳酸氢钠与之发生反应；某种碱性物质进入血浆时，碳酸与之发生反应。那么在缓冲作用发生后，相应的一些产物如何被细胞和机体代谢掉呢？消耗的碳酸氢根又是如何补充上的呢？

　　生：在缓冲作用发生后，产生的碳酸可以进一步分解成二氧化碳和水。二氧化碳可以通过呼吸系统排出体外，产生的某酸钠和碳酸氢根都可以通过泌尿系统排出体外，而消耗的碳酸氢根则主要通过肾小管的重吸收作用得以补充。