IB 生物｜細胞與膜運輸備課指引（導師用）

IB 生物｜細胞與膜運輸備課指引（導師用）｜放大率、表面積比與水勢

2026-10-28

學生識講「 diffusion 由高濃度去低濃度」，但一問「為什麼細胞要細」就答不出。這一堂用表面積對體積比，把形狀與功能綁在一起。

本堂目標　學生能夠：① 由圖像與實際尺寸算放大率；② 用表面積對體積比解釋細胞大小上限；③ 用水勢比較判斷滲透方向。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
單位	1 mm 等於多少 µm	1000 µm
面積體積	邊長 2 cm 的正方體表面積	24 cm²
濃度梯度	什麼是梯度	由高濃度到低濃度的差異

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–8 分	膜與運輸	被動、主動、囊泡	分類三個例子
8–22 分	放大率	圖像 30 mm、實物 0.03 mm	算出 1000 倍
22–36 分	表面積對體積	邊長 2 cm 方塊	算出 24 : 8 = 3
36–50 分	水勢	ψ = ψs + ψp，−600 + 200	算出 −400 kPa
50–56 分	實驗設計	控制變數、對照組	寫出三個控制
56–60 分	離場檢查	三題收回即批	獨立完成

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：放大率：圖像除以實物，單位先統一

放大率 = 圖像尺寸 ÷ 實際尺寸。圖像 30 mm、實物 0.03 mm：30 ÷ 0.03 = 1000 倍。
若實物給的是 µm，先換成 mm 再除，否則會差 1000 倍。

要學生講：放大率變大，解析度會不會一齊變好（不會，解析度由顯微鏡決定）。

第二幕：表面積對體積：為什麼細胞不能太大

邊長 2 cm 的方塊：表面積 6 × 4 = 24 cm²，體積 8 cm³，比為 3 : 1。
再放大一倍，表面積變 4 倍、體積變 8 倍，比值跌一半，物質交換就追不上需求。

提醒：答「效率下降」要寫出「表面積增長慢過體積」，不是只寫「太大」。

第三幕：水勢：數字越負越低

ψ = ψs + ψp。細胞內溶質勢 −600 kPa、壓力勢 200 kPa，水勢 = -400 kPa。
外面溶液 −300 kPa 比細胞高，水由外面入細胞（由水勢高去水勢低）。

要學生判斷：若外面是 −800 kPa，水會向哪邊走（由細胞出去）。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
放大率	圖像 30 mm、實物 0.03 mm	先統一單位再除	1000 倍
比值	邊長 2 cm 方塊	表面積 ÷ 體積	3 : 1
水勢	ψs −600、ψp 200	相加，再與外界比較	-400 kPa
實驗	測滲透的變數	獨立、依變、控制	寫出三個控制變數

合理性檢查（一定要教）：水一定由水勢高（數字較不負）流向水勢低（數字較負）；算出「水向高水勢流」就一定方向反了。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
圖像 30 mm、實物 0.03 mm 的放大率	1000 倍	單位有沒有統一
邊長 2 cm 方塊的表面積對體積比	3 : 1	有沒有寫成面積比體積
ψs −600、ψp 200 的水勢	-400 kPa	兩個勢有沒有相加

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
放大率單位混用	算出 1000 000 倍	「mm 同 µm 要先換算。」
比值寫成體積比表面積	1 : 3	「先講表面積，再講體積。」
水勢方向反轉	水向 −400 流走	「由高（−300）去低（−400）。」
只講濃度不講水勢	答「水向低濃度走」	「要用水勢，因為有壓力勢。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

IB 生物章節索引　本頁三題作課後練習

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
放大率 30 mm 對 0.03 mm	1000 倍	三題全對＝可進遺傳
邊長 2 cm 方塊的表面積對體積比	3 : 1	錯一題＝下堂前重講比值
ψs −600、ψp 200 的水勢	-400 kPa	錯兩題以上＝回到第三幕

09　導師常問

要背公式嗎？

放大率與 ψ = ψs + ψp 兩條一定要，其餘可靠推理。

IB 與 DSE 生物分別？

IB 更重實驗設計與資料分析，答題要寫控制變數。

圖表題怎樣拿分？

先描述趨勢，再用機制解釋，最後寫局限。

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