DSE 生物｜植物運輸備課指引（導師用）｜根毛吸收、木質部、蒸騰拉力與蒸騰速率計算

2026-11-04

學生識講「水由根上去葉」，但一問「水唔係要用力推上去咩」就答不出。這一堂要給他們一個負壓：蒸騰拉力。

本堂目標　學生能夠：① 解釋根毛如何增加吸收表面積並以水潛能梯度說明水流入；② 說明木質部的水柱靠內聚力與張力上升；③ 用氣泡計數據算蒸騰速率；④ 指出光、濕度、風、溫度如何改變速率。

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
擴散	物質由哪邊走到哪邊	高濃度到低濃度
水潛能	純水的水潛能是多少	0，溶液為負
細胞結構	植物細胞壁有什麼作用	防止過度吸水破裂

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	水的路徑	根毛→皮層→木質部→葉	畫出四個位置
8–20 分	根毛與水潛能	表面積大、細胞液負值	算一根根毛面積
20–34 分	木質部與蒸騰拉力	內聚力、張力、連續水柱	用飲管比喻
34–46 分	氣泡計計算	體積除以時間	算出 0.28 cm³/h
46–54 分	影響速率的因素	光、濕度、風、溫度	設計對照實驗
54–60 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：根毛：把表面積做大

根毛是表皮細胞的伸長，直徑約 10 µm、長約 200 µm 時，單根表面積約 2πrL，即約 12566 µm²。表面積大，擴散與滲透就快。水由土壤（水潛能接近 0）流向根毛細胞（細胞液有溶質，水潛能為負值），礦物離子則多數要主動運輸，逆濃度梯度。
導師做法：叫學生比較「一條根」與「同一條根加根毛」的表面積，唔需要背數字，但要講出「為何多」。
木質部是死細胞、中空、無橫壁，形成連續管道。葉肉細胞蒸騰失水後水潛能下降，向旁邊的木質部吸水，產生張力；水分子之間的氫鍵提供內聚力，令水柱可以承受張力而不斷，再加上附着力貼住管壁，整條水柱被「拉」上去。導師做法：用飲管吸飲品比喻，並強調「唔係泵，係拉」。

氣泡計：量氣泡在毛細管移動的距離，體積＝πr²×距離。管半徑 0.5 mm、5 分鐘移動 30 mm，體積約 23.6 mm³，即每小時約 0.28 cm³。速率受光照（氣孔開）、濕度（低＝快）、風（快）、溫度（高＝快）影響。做對照時只可以改一個變數。問學生：如果把裝置放在風扇前，氣泡移動會快還是慢？為什麼？

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
計算	蒸騰速率	體積除以時間，再換單位	0.28 cm³/h
解釋	水為何能上升到葉	蒸騰拉力＋內聚力＋附着力	連續水柱
判斷	哪個因素令速率上升	看氣孔開合與蒸氣壓差	風大＝快
實驗設計	對照組怎麼設	只改一個變數，其餘相同	光與暗兩組

合理性檢查（一定要教）：速率算完要檢查單位：mm³ 換 cm³ 要除以 1 000，分鐘換小時要乘 60。速率一定要為正，若算出負值代表氣泡往回走（漏氣或葉片已枯萎）。水潛能永遠由高（較不負）流向低（較負），純水為 0，不可能為正。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
半徑 0.5 mm 管內移動 30 mm 的體積	約 23.6 mm³	πr²×距離
上題 5 分鐘內的速率（cm³/h）	約 0.28 cm³/h	先換 cm³ 再乘 12
一根直徑 20 µm、長 200 µm 根毛的表面積	約 1.26 × 10⁴ µm²	2πrL
風速增大對蒸騰速率的影響	加快	帶走葉面水氣，加大蒸氣壓差

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
把蒸騰拉力講成泵	答「根加壓把水推上去」	「根壓只夠推矮草，大樹靠葉拉，唔係推。」
混淆木質部與韌皮部	答「糖由木質部運」	「木質部運水同礦物，韌皮部運糖，方向都唔同。」
速率單位錯	答「0.28 cm³/min」	「5 分鐘係 0.024 cm³，換成每小時要乘 12。」
對照實驗改兩個變數	答「一組吹風一組黑暗」	「兩樣一齊改，就唔知係邊樣令氣泡快。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學生物章節索引（植物章）　重做本章兩條氣泡計題
導師備課指引總覽　配搭光合作用一章

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
木質部運送什麼	水與礦物離子	三題全對＝可進韌皮部
管半徑 0.5 mm、5 分鐘 30 mm 的速率	約 0.28 cm³/h	錯一題＝重做單位換算
為何大樹的水柱不會斷	內聚力與附着力	錯兩題以上＝回到第一幕

09　導師常問

根壓重要嗎？

在矮小植物與夜間有作用，但大樹主要靠蒸騰拉力。

氣孔何時關閉？

缺水、黑暗或高二氧化碳時關閉，以減少失水。

為何要在同一葉片做對照？

不同葉片年齡與面積不同，會令速率不可比。

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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。