DSE 生物｜渗透、扩散与细胞运输备课指引（导师用）｜水势方向、马铃薯实验与表面积体积比

2026-11-03

学生识讲“水由高浓度去低浓度”，但一问“水由 0.8 M 走去 0.2 M 还是反过来”就出错。这一堂用水势讲清方向，再用马铃薯数据把百分比变化练到不会失分。

本堂目标　学生能够：① 用“有无半透膜、有无耗能、方向”分辨扩散、渗透与主动运输；② 由实验前后质量算出百分比变化，并用数据找出等张浓度；③ 用表面积体积比解释为什么细胞要细、为什么小肠与根毛有特别形状。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
细胞膜结构	磷脂双层中间夹着什么	蛋白质（通道与载体）
浓度定义	0.4 M 代表什么	每升溶液含 0.4 mol 溶质
百分比变化	由 50 变 60，变化几 %	+20%

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–10 分	三种运输	用三个问题分类	口头分类六个例子
10–24 分	扩散与渗透	水势方向 vs 溶质浓度	判断三题水的去向
24–38 分	马铃薯实验	2.00 g 起，计百分比变化	得 +12.0% 与 -7.0%
38–48 分	等张浓度	由数据找 0% 那一点	答出约 0.4 M
48–56 分	表面积体积比	边长 20 µm 与 10 µm 比较	0.30 与 0.60 µm⁻¹
56–60 分	离场检查	三题收回即批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：扩散、渗透、主动运输：三个问题分清楚

问三件事：① 有无涉及半透膜？② 有无用 ATP？③ 移动的是水还是溶质？
扩散：任何粒子由高浓度去低浓度，不需膜、不需能量，例如氧气入肺泡。渗透：只有水，经半透膜，由水势高（溶质少）去水势低（溶质多）。主动运输：逆浓度梯度，需要载体蛋白与 ATP，例如根部吸收矿物离子。
水势 ψ = 溶质势 ψs + 压力势 ψp；纯水 ψs = 0，加了溶质 ψs 变负，所以水一定走向 ψ 较低的一边。

要学生复述：渗透只讲水，方向看水势，不系看“水浓度”。

第二幕：马铃薯实验：百分比变化点计

每条薯条起始质量 2.00 g。蒸馏水那组变 2.24 g：(2.24 − 2.00) ÷ 2.00 × 100% = +12.0%，细胞吸水、膨压上升、变硬。高浓度糖水那组变 1.86 g：即 -7.0%，细胞失水、质壁分离、变软。
画图时 x 轴是糖水浓度、y 轴是百分比变化，曲线与 x 轴的交点就是等张浓度（本组约 0.4 M）。
对照要讲齐：同一品种、同一大小、同一时间、同一温度，只改浓度——否则差异不能归因于渗透。

要学生复述：分母永远是起始质量，不系平均值。

第三幕：表面积体积比：为什么细胞这么细

边长 20 µm 的立方体：表面积 2400 µm²、体积 8000 µm³，比值 0.30 µm⁻¹。边长减半到 10 µm，比值升到 0.60 µm⁻¹，即每单位体积多一倍表面去交换物质。
同一原理：小肠有绒毛与微绒毛、根毛细胞拉长、肺泡成球状，都是为了提高表面积体积比。
扩散所需时间大约与距离平方成正比：距离加倍，时间约 4 倍，所以大生物一定要有循环系统。

要学生复述：细胞细，表面积体积比大，交换快；不系“细就快”四个字，要讲出比值。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
分类	扩散／渗透／主动运输	三问：膜、能量、移动物	水走渗透，离子可主动运输
计算	质量变化百分比	(后 − 前) ÷ 前 × 100%	2.00 → 2.24 即 +12.0%
解释	为何细胞要细	表面积体积比与交换效率	0.30 对 0.60 µm⁻¹
实验	求等张浓度	画图找 0% 变化那一点	约 0.4 M

合理性检查（一定要教）：百分比变化的分母一定是起始质量 2.00 g；用平均值或最终值都会算错。吸水变重一定是放在水势较高（溶质较少）的溶液；如果 +12% 出现在 1.0 M 糖水，就是标签贴错。表面积体积比的单位是长度倒数（µm⁻¹），数值越大交换越快，永远不会因为细胞变大而上升。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
2.00 g 变 1.86 g 的百分比变化	-7.0%	分母是否用起始质量
边长 10 µm 立方体的表面积体积比	0.60 µm⁻¹	有否计 6 个面
水由 0.2 M 溶液流向 0.8 M 溶液，属于哪种运输	渗透（水由水势高去水势低）	方向与名称有否混淆

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
用平均质量做分母	算出 −6.9% 或 −7.5%	“分母永远系起始质量 2.00 g。”
把扩散与渗透混为一谈	写“糖分子渗透入细胞”	“渗透只讲水；糖走扩散，而且要看膜透不透。”
水由溶质浓度高走去低	答“水由 1.0 M 走去 0.0 M”	“水由水势高（溶质少）走去水势低（溶质多）。”
动物细胞放蒸馏水	答“不会有事”	“动物细胞没有细胞壁，会吸水胀爆；植物有细胞壁才有膨压。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

DSE 生物操卷攻略（卷一）　渗透、细胞运输与实验数据题
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08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
2.00 g 变 1.86 g，变化几 %	-7.0%	三题全对＝可进酶与代谢
渗透的方向由什么决定	水势（由高去低）	错一题＝重讲水势
为什么大生物需要循环系统	扩散距离太长，时间与距离平方成正比	错两题以上＝回到第三幕

09　导师常问

水势与溶质浓度有什么关系？

溶质越多，溶质势越负，水势越低；所以在没有压力差时，水会由稀溶液走向浓溶液。

植物细胞放入纯水会爆吗？

不会。细胞壁提供壁压，压力势上升抵消水势差，最后达到平衡（膨压）。

为什么要同一时间取出薯条？

浸泡时间越长，渗透越接近平衡，不同组别时间不同就无法比较。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。