DSE 生物｜生态系能量流动备课指引（导师用）｜10% 传递效率、90% 损失与四层金字塔

2026-11-03

学生识讲“大鱼食细鱼”，但问到为何食物链只有四五层就答不出。这一堂用一串除以十的数字，把能量流动讲成一条可以算的算式。

本堂目标　学生能够：① 由生产者固定的能量逐层计算消费者的可用能量，并写出传递效率；② 说明其余九成能量去了哪里（呼吸、排泄、未摄食、尸体）；③ 用能量金字塔解释食物链长度上限，并指出生物量金字塔在树木等情况会倒置。

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
光合作用	生产者用什么固定能量	光能转化学能，存于葡萄糖
呼吸作用	呼吸作用释放的能量去了哪	部分供活动，大部分以热散失
百分比	20 占 20,000 的百分比	0.1%

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	能量的来源	太阳能、光合作用、化学能	讲清“固定”的意思
8–20 分	逐层递减	20,000 到 2,000 到 200 到 20	每层剩 10%
20–32 分	九成去哪	呼吸、排泄、未摄食、尸体	四项要齐
32–42 分	金字塔限制	四至五层的算术理由	第五层只 2 kJ
42–52 分	金字塔倒置	树木的生物量例子	数量与生物量要分开
52–60 分	离场检查	三题即场批	三题全对

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：能量是单向流动，不是循环

生态系的能量由太阳输入，生产者以光合作用固定为化学能：一片草地每年每平方米固定 20,000 kJ。
这股能量之后只会单向传递，不会回到太阳；物质（碳、氮）可以循环，能量不可以。这是本章第一个要背清楚的分别，答题写“能量循环”即失分。
初级消费者吃掉的部分只有 2,000 kJ，即 10%；其余九成从未被摄食、或以热散失、或存于未能消化的部分。

要学生讲：能量可否像碳一样循环再用（不可以，单向流动）。

第二幕：十分一定律是除十

由 20,000 kJ 开始：初级消费者 2,000（10%）、次级 200（1%）、三级 20（0.1%）、第四级只剩 2（0.01%）。
每一层的传递效率＝下一层 ÷ 上一层 × 100%：2,000 ÷ 20,000 = 10%，如此类推。要留意这是“大约”，实际在 5% 至 20% 之间，题目给数字就用数字算。
九成的去向要讲齐四项：呼吸作用以热散失（最大项）、排泄物中的能量、未被摄食的部分、以及尸体与落叶。只写“消耗了”通常只得一半分。

要学生讲：三级消费者只余 0.1%，即 20 kJ；这 20 kJ 要多少生产者支持（20,000 kJ）。

第三幕：金字塔为何不能高

要养活一层三级消费者（20 kJ），需要 2,000 kJ 的次级、20,000 kJ 的初级以上生产者，面积需求每升一层就乘十。
到第五层只剩 2 kJ，即 0.01%，能量已不足以支持一个可繁殖的族群——这就是食物链通常只有四至五层的算术理由，不是“大自然喜欢简洁”。
生物量金字塔多数与能量金字塔同向，但树木一片叶养活大量昆虫时，生产者生物量虽大而数量金字塔会倒置；考题常考“哪一种金字塔可以倒置”。

要学生讲：为何食物链不能无限延长（每层只剩十分一能量）。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
计算	逐层能量与传递效率	上一层乘 10%，再除一次验算	2,000／200／20
解释	九成能量去向	呼吸、排泄、未摄食、尸体	四项齐全
比较	能量与生物量金字塔	同向多数、数量可倒置	树木与昆虫
论述	食物链长度限制	能量不足支持可繁殖族群	以 0.01% 收尾

合理性检查（一定要教）：每层乘以 0.1：20,000 → 2,000 → 200 → 20 → 2，四步都要验算。
传递效率是除法：2,000 除 20,000 得 10%，不是减法。
能量不循环，物质才循环；写错方向整题失分。
0.1% 与 1% 要分清：三级消费者占生产者 0.1%，不是 1%。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
初级消费者的传递效率	10%	2,000 除 20,000
三级消费者占生产者能量的百分比	0.1%	20 除 20,000 乘 100%
养活三级消费者 20 kJ 所需的生产者能量	20,000 kJ	20 除 0.001

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
说能量循环	答“能量在食物链中循环”	“能量系单向流动，循环的系物质。”
只写“消耗了”	九成能量去向只写一项	“要写呼吸、排泄、未食到、尸体四项。”
百分比位数错	三级消费者答 1%	“20 除 20,000 系 0.1%，不系 1%。”
把数量金字塔当能量金字塔	答“能量金字塔可倒置”	“可以倒置的系数量或生物量，能量一定正立。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

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08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
初级消费者能量	2,000 kJ	三题全对＝可进物质循环
三级消费者百分比	0.1%	错一题＝重讲除十
所需生产者能量	20,000 kJ	错两题以上＝回到第三幕

09　导师常问

十分一定律是定律吗？

是经验法则，实际效率 5% 至 20%，题目给数据时必须用数据。

为何呼吸损失最大？

维持体温、肌肉活动与代谢都以热形式散失，占去最大一份。

分解者算不算一层？

不算消费者层级，但能量同样由尸体与排泄物流向分解者。

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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。