本文来自River教室丹洋

质疑真理热爱科学

何为科学？科学就是永远的探索！

延伸你的感官运用你的理性像科学家一样探索未知领域

（River洋同学）

生物是研究生命与环境互动规律的科学，上个学期从最简单的生物——细胞着手，我们探究了细胞及开花植物与环境互动的规律，了解到它们凭借其自身结构与环境不断博弈、进击。本学期，我们继续揭示生命的奥秘，探究结构、功能更为复杂的多细胞生物与环境互动的规律，毫无疑问，人体是已知宇宙中最最复杂的生命形式，让人类走上智力巅峰的大脑，充满韧性又足够强劲有力的骨骼，全年无休不停工作的血泵-心脏……这所有的一切都如此迷人，人体到底是如何完成运动、呼吸、思考、创造等等这一系列复杂活动的？！带着这些疑问，跟我一起走进人体。

我与消化系统的“初相识”

//DELICIOUS//

我们人体总体可分为8大系统：我们吃的一切食物都是通过消化系统完成物质与能量间的转换的；泌尿系统可以将剩余的废物排泄出去；呼吸系统更重要，因为人体时刻都需要氧气，这是最基本的几大系统，因为它们的存在，生命才可以正常运转。当然，还有循环系统，我们身体内的血液无时无刻都在循环着，将我们吸入的氧气输送到各个器官、组织、遍布全身每一个细胞，让它们可以进行呼吸作用产生能量；而作为动物想要更好的活着还需要运动系统，我们的身体是由骨骼和肌肉组成的，没有骨骼我们就是一坨肉泥，而肌肉也可以使我们进行各种各样的运动；当然我们也会生病，这时候免疫系统至关重要，它们会竭尽全力在我们体内与病毒抗争；而内分泌系统还可以产生各种激素，对人类的生长发育起到重要作用。最后，还有神经系统，通过大脑就可以控制各个器官的运行。当然作为一个生命体最最重要是生殖，繁衍后代。这些系统每一个看似独立运转，其实相互交织、共同协作构成整个人体。而对于一个生物体来说，最最基本的当然就是摄食，保证自己活下来，这就涉及我们的消化系统。

我们每天要吃那么多的食物，它们是如何进入我们的身体？纷繁复杂的食物为何能毫无阻碍的被人体消化、吸收？这整个过程究竟是如何完成的？消化系统有着怎样的结构？接下来我们就一探究竟吧！

在揭秘消化系统之前，先要搞明白两个问题，我们为什么要摄取食物？如果必须要，那我们的身体需要摄取哪些物质？

首先，生物为什么要摄食？

自然是通过摄食来获取能量：生物摄食后，需要其中的有机营养物质，这些物质通过细胞的呼吸作用转化成能量，就可以供各个器官各个部门运转。所以，摄食当然是所有生物最基本的需求。

既然如此我们的身体需要哪些营养物质？

想一想生活中父母会让我们吃哪些食物？米饭，鸡蛋，蔬菜，肉，维生素，水，钙等等，从任何一种食品包装袋上，我们都可以看到，这些食物中的营养成分大概包括：糖，蛋白质，脂肪，维生素，水，矿物质。糖，无疑是很重要的，它直接给身体供能。蛋白质也非常重要，它在身体内占了很大的比重，是人体一切细胞、组织重要的组成成分。脂肪也就是我们吃的肉，就更神奇了，不仅是我们身体里的储能物质，给我们提供能量，还能维持体温、保护内脏。

但是，只吃这些能直接供能的物质就可以了吗？当然不行，比如：维生素也是身体发育必不可少的物质，缺维C会得坏血病，缺维A视力会下降；比如：钙能维持我们的骨头和肌肉运转，铁是红细胞中某种物质的主要组成成分，一旦缺乏会引起贫血，这样矿物质也是我们必不可少的。当然，占据人体体重70%的水，其重要性不言而喻，而这些物质我们体内无法合成，所以必须从外界获取。所以每一种营养物质都至关重要，缺一不可。

当然，这是我们的生活经验，那么，食物中真的含有我刚才所提到营养物质吗？如何验证呢？

这就要设计实验，分别鉴定：食物中是否含有上述营养物质。

1我们先来鉴定糖类，其中最常见的就是多糖-淀粉了，上学期通过实验我们已经了解到：淀粉遇到碘液就会变成深蓝色，那我们只需将碘液滴到要鉴定的食物上进行验证即可。当然，为了让实验更具说服力，需要设置实验组和对照组。

2那么，如何验证蛋白质的存在呢？我想，应该也有某种试剂可以与蛋白质发生特殊的反应，使其颜色产生变化，这就是双缩尿试剂（由氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液构成）。准备两组实验，将等量淡黄色蛋清分别滴入两个试管中，将氢氧化钠和硫酸铜依次滴入试管A中，振荡看其是否会变紫，试管B中加等量清水进行对照。试验结果：滴入双缩尿试剂的试管A中发生紫色变化，B组依然为淡黄色。这可以说明，蛋清中含有大量蛋白质。

3同样的，脂肪可以通过苏丹三染液进行鉴定，如果加入红色染液后物质变成橘红色或粉红色，则可证明脂肪的存在，具体过程在此就不一一叙述了。当然，所有的实验都需要多次重复，选择的实验材料也要尽可能的多。最终，通过化学试剂的鉴定，我们可以明确食物中所含的营养成分主要为：淀粉，蛋白质，脂肪，维生素，水，无机盐。

那么，问题来了，我们吃进去的食物那么多，形状大小各不相同，它们中的营养物质到底是如何从食物中被分解出来，进入我们的细胞中？这就要靠消化系统来完成。

消化系统拥有怎样的结构呢？

如图：从上到下进行梳理，首先是口腔，里面包含牙齿和舌头，我猜想：牙齿的主要作用就是将食物研碎，而舌头起到搅拌的作用，最终食物在通过咽部进入食道，食道非常的细长，通过食道可以将食物运输到下面的器官。接下来就到了胃，食物到了胃部之后，借助胃酸将食物分解成更小的碎块，方便进一步消化；而在肝的部分同样还有一个胆，我认为它的主要作用就是分解脂肪和蛋白质。再到胃的下面就是胰，这个胰应该也可以起到帮助消化的作用，最终食物进入大肠和小肠。小肠的长度非常的长，并且弯弯曲曲，我猜想：它的目的主要就是要充分消化食物，吸收养分，最终食物残渣通过大肠在肛门排出。

大体认识了人体的消化系统结构之后，接下来就需要进一步深入探究每一个器官的作用，猜想，证明它们在消化中的功能。

探究：食物在口腔中的变化

口腔是整个消化系统中最初的一环，所有的食物都要先经过口腔，它的重要性不言而喻。那如何探究呢？

我想我们可以从亲身的体验开始，当我们吃一个馒头时，仔细感受它在嘴里的变化。首先，我可以感受到牙齿上下的咬合，将馒头分成更小的碎块，同时舌头也起到搅拌的作用，除此之外我还可以感受到有唾液的分泌，并且伴随着一股淡淡的甜味。但是这只是我初步的感官判断，是最初的推理猜测，我们还需要通过进一步观察口腔的结构进行推理。

我们先从牙齿开始看，牙齿有着怎样的结构？

如图：我们的牙齿大体可以分为几类，分别是尖牙，磨牙和切牙。尖牙就是我们长得比较尖的牙齿，它主要起到撕咬食物的作用。而切牙自然就起到切割食物的作用，磨牙就是我们最后面的几个大牙，它主要负责将食物研磨得更碎。整体来说牙齿就起到切割食物的作用，将食物变得更小，方便吞咽。

探究：唾液的功能

这个过程中，会分泌唾液，其实是在舌头下面有两个唾液腺，两个小孔中会分泌出唾液，伴随唾液咀嚼馒头会感受到一股淡淡的甜味，我想，这个甜味应该就是馒头中的糖——淀粉。于是我猜想：唾液能将馒头中的淀粉进行分解。

但这只是一个猜想，还需要通过实验证明

如何进行实验？

设计实验：前面已经提到，淀粉遇到碘液会变蓝，那么，如果唾液具有分解淀粉的能力，将唾液滴到淀粉中，淀粉的含量就会变少，这时再滴入碘液，自然就不会变蓝。但是这样的方法并不严谨，我们还需要一个对照试验，将两个试管中滴入等量的淀粉液，然后分别向各个淀粉液中滴入等量的唾液和清水，这时分别向两个试管中滴入一滴碘液，看是否是有唾液的一组没有变蓝，有清水的一组变蓝。最终实验结果是两个都变蓝了。但实际上，若操作正当应该是有唾液的一组没有变蓝，有清水的一组变蓝。

那么，我们的实验到底哪里出了问题？

我想有几个方面，首先，我们的提取的唾液不够纯净；其次，唾液在空气中停留的时间太长，可能有对它的功能有影响；最后，唾液是在口腔中进行作用的，而人体口腔温度是36度左右，所以我们应该给实验组和对照组液设置一个同样的温度环境；还有一点，可能是淀粉含量太多，而唾液的量太少，作用效果不够明显。

综合以上几点，我的改进方法是：可以将淀粉液通过水域加热至人体温度，减少淀粉液的量，适当增加唾液的量，并且迅速实施。做实验每一步都必须想得足够仔细才可以，实验也就是要在不断的改进中，才可以逐渐越来越严谨。

果不其然，当我们第二次完成实验后，实验结果是：对照组混合液为深蓝色；实验组混合液为淡淡的淡淡的蓝，这说明实验组的淀粉有部分被唾液分解掉了，效果很明显。最终的实验结论就是：唾液中的某种物质可以分解淀粉，这种物质如此特殊，所以我们把它命名为唾液淀粉酶。

最终我们可以得到结论：口腔消化食物的步骤是，牙齿先进行物理切割，将食物变小，同时舌头进行搅拌，辅助这一过程，而这种消化是物理性消化，同时，唾液腺分泌唾液分解食物中的淀粉，以便进行下一步消化，这个过程是化学性消化。

作为食物的第一道关卡，口腔是否还会存在着其他结构？我们依然可以继续探究。我们每天不断进食不断排泄，但却从未真正思考过：食物到底是如何一步步“消失”在我们身体之中的。当你回过头来思考这个问题时，会恍然间发现：整个人体的消化系统是如此的奇妙，每一个结构也都是如此的不可思议，甚至有的时候你都无法想象它是如何完成这一举动的。每一个部门都各自执行各自的任务，同时还相互协调，共同构成一个消化系统，是如此的神奇，如此的奇妙……

指导教师责任编辑/星星

??喜欢就赞赏吧