DSE 生物｜滲透、擴散與細胞運輸備課指引（導師用）｜水勢方向、馬鈴薯實驗與表面積體積比

2026-11-03

學生識講「水由高濃度去低濃度」，但一問「水由 0.8 M 走去 0.2 M 還是反過來」就出錯。這一堂用水勢講清方向，再用馬鈴薯數據把百分比變化練到不會失分。

本堂目標　學生能夠：① 用「有無半透膜、有無耗能、方向」分辨擴散、滲透與主動運輸；② 由實驗前後質量算出百分比變化，並用數據找出等張濃度；③ 用表面積體積比解釋為什麼細胞要細、為什麼小腸與根毛有特別形狀。

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
細胞膜結構	磷脂雙層中間夾着什麼	蛋白質（通道與載體）
濃度定義	0.4 M 代表什麼	每公升溶液含 0.4 mol 溶質
百分比變化	由 50 變 60，變化幾 %	+20%

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–10 分	三種運輸	用三個問題分類	口頭分類六個例子
10–24 分	擴散與滲透	水勢方向 vs 溶質濃度	判斷三題水的去向
24–38 分	馬鈴薯實驗	2.00 g 起，計百分比變化	得 +12.0% 與 -7.0%
38–48 分	等張濃度	由數據找 0% 那一點	答出約 0.4 M
48–56 分	表面積體積比	邊長 20 µm 與 10 µm 比較	0.30 與 0.60 µm⁻¹
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：擴散、滲透、主動運輸：三個問題分清楚

問三件事：① 有無涉及半透膜？② 有無用 ATP？③ 移動的是水還是溶質？
擴散：任何粒子由高濃度去低濃度，不需膜、不需能量，例如氧氣入肺泡。滲透：只有水，經半透膜，由水勢高（溶質少）去水勢低（溶質多）。主動運輸：逆濃度梯度，需要載體蛋白與 ATP，例如根部吸收礦物離子。
水勢 ψ = 溶質勢 ψs + 壓力勢 ψp；純水 ψs = 0，加了溶質 ψs 變負，所以水一定走向 ψ 較低的一邊。

要學生複述：滲透只講水，方向睇水勢，唔係睇「水濃度」。

第二幕：馬鈴薯實驗：百分比變化點計

每條薯條起始質量 2.00 g。蒸餾水那組變 2.24 g：(2.24 − 2.00) ÷ 2.00 × 100% = +12.0%，細胞吸水、膨壓上升、變硬。高濃度糖水那組變 1.86 g：即 -7.0%，細胞失水、質壁分離、變軟。
畫圖時 x 軸是糖水濃度、y 軸是百分比變化，曲線與 x 軸的交點就是等張濃度（本組約 0.4 M）。
對照要講齊：同一品種、同一大小、同一時間、同一溫度，只改濃度——否則差異不能歸因於滲透。

要學生複述：分母永遠是起始質量，唔係平均值。

第三幕：表面積體積比：為什麼細胞這麼細

邊長 20 µm 的立方體：表面積 2400 µm²、體積 8000 µm³，比值 0.30 µm⁻¹。邊長減半到 10 µm，比值升到 0.60 µm⁻¹，即每單位體積多一倍表面去交換物質。
同一原理：小腸有絨毛與微絨毛、根毛細胞拉長、肺泡成球狀，都是為了提高表面積體積比。
擴散所需時間大約與距離平方成正比：距離加倍，時間約 4 倍，所以大生物一定要有循環系統。

要學生複述：細胞細，表面積體積比大，交換快；唔係「細就快」四個字，要講出比值。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
分類	擴散／滲透／主動運輸	三問：膜、能量、移動物	水走滲透，離子可主動運輸
計算	質量變化百分比	(後 − 前) ÷ 前 × 100%	2.00 → 2.24 即 +12.0%
解釋	為何細胞要細	表面積體積比與交換效率	0.30 對 0.60 µm⁻¹
實驗	求等張濃度	畫圖找 0% 變化那一點	約 0.4 M

合理性檢查（一定要教）：百分比變化的分母一定是起始質量 2.00 g；用平均值或最終值都會算錯。吸水變重一定是放在水勢較高（溶質較少）的溶液；如果 +12% 出現在 1.0 M 糖水，就是標籤貼錯。表面積體積比的單位是長度倒數（µm⁻¹），數值越大交換越快，永遠不會因為細胞變大而上升。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
2.00 g 變 1.86 g 的百分比變化	-7.0%	分母是否用起始質量
邊長 10 µm 立方體的表面積體積比	0.60 µm⁻¹	有否計 6 個面
水由 0.2 M 溶液流向 0.8 M 溶液，屬於哪種運輸	滲透（水由水勢高去水勢低）	方向與名稱有否混淆

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
用平均質量做分母	算出 −6.9% 或 −7.5%	「分母永遠係起始質量 2.00 g。」
把擴散與滲透混為一談	寫「糖分子滲透入細胞」	「滲透只講水；糖走擴散，而且要睇膜透不透。」
水由溶質濃度高走去低	答「水由 1.0 M 走去 0.0 M」	「水由水勢高（溶質少）走去水勢低（溶質多）。」
動物細胞放蒸餾水	答「唔會有事」	「動物細胞冇細胞壁，會吸水脹爆；植物有細胞壁才有膨壓。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

DSE 生物操卷攻略（卷一）　滲透、細胞運輸與實驗數據題
中學生物章節索引　全科章節

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
2.00 g 變 1.86 g，變化幾 %	-7.0%	三題全對＝可進酶與代謝
滲透的方向由什麼決定	水勢（由高去低）	錯一題＝重講水勢
為什麼大生物需要循環系統	擴散距離太長，時間與距離平方成正比	錯兩題以上＝回到第三幕

09　導師常問

水勢與溶質濃度有什麼關係？

溶質越多，溶質勢越負，水勢越低；所以在沒有壓力差時，水會由稀溶液走向濃溶液。

植物細胞放入純水會爆嗎？

不會。細胞壁提供壁壓，壓力勢上升抵消水勢差，最後達到平衡（膨壓）。

為什麼要同一時間取出薯條？

浸泡時間越長，滲透越接近平衡，不同組別時間不同就無法比較。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引，內容由 TutorZone 團隊編寫；題目與流程為原創，並非任何學校或出版社的教材。