DSE 生物｜光合作用與限制因素備課指引（導師用）｜氣泡計數、光強曲線、酵素與溫度

2026-11-03

學生背得出「二氧化碳加水變葡萄糖加氧氣」，但一見數據表就只識講「光越強越快」。這一堂用一組真實氣泡數，要學生自己算出速率、百分比與平台位置，再判斷哪一項才是限制因素。

本堂目標　學生能夠：① 寫出 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 並用摩爾質量核對兩邊質量都是 372 克；② 由四組重複氣泡數算出平均速率（10 厘米 45.0、20 厘米 29.0、30 厘米 16.0、40 厘米 8.0 粒／分鐘），並算出 40 厘米只及 10 厘米的 17.8%；③ 用「光強與距離平方成反比」解釋 10 厘米與 40 厘米的光強相差 16 倍，但速率不是相差 16 倍，從而指出限制因素已由光轉為二氧化碳或溫度。

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
光合作用方程	反應物與生成物各有幾多摩爾？	6 摩爾二氧化碳、6 摩爾水，生成 1 摩爾葡萄糖與 6 摩爾氧
擴散	氣體由哪裡走向哪裡？	由高濃度走向低濃度
酵素	溫度超過最適溫度會怎樣？	酵素變性，速率急跌
變數控制	公平測試要固定哪一類變數？	除自變數以外的所有變數

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	方程核對	寫方程，叫學生用摩爾質量算兩邊總質量	自己算出兩邊都是 372 克
8–20 分	讀數據表	給四組重複氣泡數，要求先算平均	算出 45.0、29.0、16.0、8.0
20–32 分	距離與光強	講 1/d²，算 10 厘米與 40 厘米的光強比	算出相差 16 倍
32–44 分	尋找平台	問為何光強差 {INT16:.0f} 倍，速率只差 {round(1 / (DROP / 100), 1)} 倍	指出二氧化碳或溫度已成為限制因素
44–52 分	題型演練	一題計算、一題曲線、一題實驗設計、一題應用	限時八分鐘獨立做
52–60 分	離場檢查	三題書面即場批	獨立完成

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：先把方程變成一條可以計數的等式

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂：左邊 6×44 + 6×18 = 264 + 108 = 372 克，右邊 180 + 6×32 = 180 + 192 = 372 克。質量守恆不是背誦，是可以用來檢查自己有無寫錯係數（化學計量數）的工具。學生要明白：收集到的氧氣摩爾數，等於被固定的二氧化碳摩爾數，所以氣泡數可以直接當速率用。

要學生講出：為何量氧氣就可以代表光合作用速率？

第二幕：氣泡數要計平均，才有資格比較

同一距離做三次：10 厘米 44、46、45，平均 45.0；20 厘米 28、30、29，平均 29.0；30 厘米 15、17、16，平均 16.0；40 厘米 8、9、7，平均 8.0。若一次水草未切新切口、或燈未預熱就計，數據會飄。40 厘米速率是 10 厘米的 17.8%，即 5.6 分之一。

要學生講出：為何一定要做三次重複，而不是做一次最靚的數？

第三幕：平台出現，代表換了限制因素

光強與距離平方成反比：10 厘米與 40 厘米相差 16 倍，但速率只差 5.6 倍，說明距離遠時光已是限制因素；再把距離拉近到 10 厘米以下，速率不再升，就輪到二氧化碳或溫度做限制因素。溫度表 15°C 得 12、25°C 得 45、35°C 得 38、45°C 得 2——45°C 幾乎停擺，因為酵素變性，不是「太熱光合作用不喜歡」。48 立方厘米氧氣用 5 分鐘收集，即每分鐘 9.6 立方厘米，一小時 576.0 立方厘米。

要學生講出：曲線变平的時候，你要改哪一個變數才知誰是限制因素？

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
數據計算	給三次重複的氣泡數，求平均速率並比較	① 先加總再除 ② 單位寫「粒／分鐘」 ③ 比較時用同一單位	10 厘米平均 45.0、40 厘米 8.0，後者是前者的 17.8%
曲線解釋	解釋光強—速率曲線為何在 high light 變平	① 指出曲線哪一段仍上升 ② 指出平台段 ③ 講出平台時新的限制因素	平台段二氧化碳濃度或溫度成為限制因素，光已不再是瓶頸
實驗設計	如何證明二氧化碳是平台段的限制因素	① 只改二氧化碳（加碳酸氫鈉）② 固定光距、溫度、水草 ③ 設對照組	同一距離下加碳酸氫鈉，速率上升即證明
應用	溫室為何要同时控制光、二氧化碳與溫度	① 找出哪一項最先不足 ② 針對該項調整 ③ 說明過度加熱的反效果	超過最適溫度（本組數據 25°C）速率反而跌

合理性檢查（一定要教）：合理性檢查：光強比用 1/d² 計，10 厘米對 40 厘米是 16 倍，不是 4 倍；速率百分比要用平均數計，不要用單次最高值；溫度一定要用同一水草、同一距離，否則不能歸因於溫度；45°C 的 2 粒是酵素變性，不是隨機誤差。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
三次氣泡數 44、46、45，平均幾多？	45.0 粒／分鐘	睇學生有無加總後除 3，而不是取中間值
40 厘米速率是 10 厘米的百分之幾？	17.8%	睇學生有無用平均數相除再乘 100
5 分鐘收集 48 立方厘米氧氣，每小時幾多？	每分鐘 9.6，每小時 576.0 立方厘米	睇學生有無先除 5 再乘 60

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
以為光越強永遠越快	「光強加倍，光合作用就加倍」	去到平台就唔再升，因為瓶頸換咗做二氧化碳或溫度。
用單次數據做結論	「我見過一次 50 粒，所以 10 厘米係 50」	三次重複係為咗壓住隨機誤差，唔係揀最靚嗰個。
把距離與光強當成直線關係	「距離加 4 倍，光強減 4 倍」	光強係同距離平方成反比，距離 4 倍即光強 16 分之一。
高溫當成「更活躍」	「45 度最快，因為溫度高」	酵素會變性，45 度幾乎停，最適大約 25 至 35 度。

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學生物章節索引　先讀索引，把光合作用一章的方程與摩爾質量抄一次
細胞呼吸（S4 章節）　重做該頁獨立練習第 2 題，把方程方向倒過來寫
酵素與影響因素（S4 章節）　用該頁溫度曲線，解釋本章 45°C 只得 2 粒的原因

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
方程兩邊總質量各幾多克？	372 克	錯：只寫葡萄糖 180 克 → 下堂重教摩爾質量
10 厘米與 40 厘米的光強相差幾倍？	16 倍	錯：答 4 倍 → 重教 1/d²
曲線變平代表什麼？	光已不是限制因素，改成二氧化碳或溫度	錯：答「植物累」→ 重教限制因素

09　導師常問

這章適合幾年級？

中四；中五重溫代謝與實驗設計時可直接用同一組數據。

六十分鐘夠不夠？

夠做三幕加一輪題型；若學生未熟摩爾質量，先用五分鐘補算，應用題改作家課。

有無配套練習？

章末家課連到站內生物章節頁，答案在該頁獨立練習部分。

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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。