DSE 生物｜生态系能量流动备课指引（导师用）｜能量金字塔、10% 定律、净生产量计算

2026-11-01

学生识画能量金字塔，但一问“上一层得几多能量、为什么跌得这么快”就只答“被吃了”。这一堂要他们把每一层的能量收支写成算式。

本堂目标　学生能够：① 用 GPP − 呼吸 = NPP 算出净生产量并写单位；② 用 10% 定律由生产者能量推算任一消费者阶层；③ 讲出能量散失的三个去向（呼吸热能、未被食用部分、排泄物）。

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
百分数	61,600 占 88,000 的百分之几	70%
单位	kJ m⁻² yr⁻¹ 代表什么	每平方米每年的能量
减法	80,000 − 22,000	58,000

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–5 分钟	开场快问	问“一棵树的能量，最后去到鹰身上有几多”，叫学生先写一个百分比	写下自己的估计
5–15 分钟	先备快检	三条快检，逐条叫学生读出单位	作答并圈出单位
15–35 分钟	三幕讲解	照脚本讲能量收支、10% 定律、散失去向	每幕后复述一句
35–45 分钟	题型示范	示范 GPP→NPP 与金字塔推算各一题	跟抄算式与单位
45–55 分钟	独立练习	巡行，只问“你由边一层开始乘”	做三题并自对答案
55–60 分钟	离场检查	收答案并即场统计错题	书面作答

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：第一幕：能量收支表

“生态系入面，植物先入账：光合作用固定落嚟的全部能量叫总生产量，GPP。但植物自己要呼吸，用了一部分，剩返的才可以用嚟生长，叫净生产量，NPP。所以 NPP = GPP − 呼吸。例如 GPP 88,000 kJ m⁻² yr⁻¹，呼吸 26,400 kJ，净得 61,600 kJ，即系 70%。呢 70% 才系下一层真正拿得到的上限。”

“NPP 那条式怎么写？为什么要减呼吸？”

第二幕：第二幕：10% 定律

“能量过一层，大约只剩十分一。120,000 kJ 的生产者，初级消费者得 12,000，次级 1,200，三级只有 120。为什么跌得这么急？三笔开支：一部分根本无被食；食了的有一部分消化不到，随排泄物走；剩下的用嚟呼吸，大部分变热散失。所以能量金字塔永远系正立，不会倒。”

“三笔能量开支分别是什么？”

第三幕：第三幕：金字塔为什么有两种

“能量金字塔一定正立，因为能量只会愈来愈少。但数量金字塔可以倒：一棵大树上万只蚜虫，个体数下层少上层多。生物量金字塔亦可能短暂倒转，例如浮游植物繁殖快、被食得快，standing crop 细但产量高。答题时先问题目画的是能量、数量还是生物量，再决定可不可以倒。”

“哪一种金字塔不可以倒？为什么？”

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
GPP → NPP	GPP 88,000 kJ m⁻² yr⁻¹，呼吸 26,400 kJ m⁻² yr⁻¹，求 NPP 及百分比。	① 减法 88,000 − 26,400；② 写单位 kJ m⁻² yr⁻¹；③ 除以 GPP 乘 100。	61,600 kJ m⁻² yr⁻¹，70%
金字塔推算（向下乘）	生产者 120,000 kJ，求三级消费者可用能量（10% 定律）。	① 每层 ×0.1；② 数清层数（三层＝乘三次）；③ 写单位。	120 kJ
金字塔推算（向上除）	三级消费者需要 80 kJ，生产者最少要固定多少？	① 每上一层 ÷0.1；② 三层＝÷0.001；③ 80 ÷ 0.001。	80,000 kJ
散失去向说明题	问“为什么能量传递效率只有约 10%”。	① 未被食用；② 排泄物未消化；③ 呼吸以热能散失。	三点齐，每点要写出“哪一部分能量”

合理性检查（一定要教）：合理性检查：NPP 一定要细过 GPP；百分比一定在 0 至 100 之间；120,000 ÷ 1000 才等于 120（三层＝两次除 10 再除一次，共三次）；若你算出的上层能量大过下层，就一定乘错了方向。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
GPP 50,000 kJ，呼吸 18,000 kJ，求 NPP 与百分比。	32,000 kJ，64%	有没有先减后除；百分比有没有写 %
生产者固定 250,000 kJ，次级消费者最多可得多少？	2,500 kJ	是否数对“两层”而不是三层
四级消费者需要 80 kJ，生产者要固定多少？	80,000 kJ	除 0.001 时有没有把 0 数错

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
把 GPP 当 NPP	直接用 GPP 乘 0.1	“下一层拿到的系净生产量，你要先减呼吸。”
层数数错	把次级消费者当第三层乘三次	“生产者系第一层，初级消费者第二，数清楚先乘。”
单位漏掉 m⁻² yr⁻¹	只写 kJ	“能量密度要连面积同时间一齐写，不系单写 kJ。”
以为能量可以循环	答“能量在食物链循环再用”	“物质会循环，能量只会散：入一次，最后全部变热。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学生物章节索引（细胞、遗传、生态与人体生理）　全科章节，先做生态一章
中学备课指引总览　全科索引

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
GPP 64,000 kJ、呼吸 16,000 kJ，净生产量与百分比？	48,000 kJ，75%	错＝重讲第一幕算式
生产者 500,000 kJ，次级消费者最多多少？	5,000 kJ	错＝重练层数
次级消费者得 300 kJ，初级消费者最少要有多少？	3,000 kJ	错两题以上＝回到第二幕 10% 定律

09　导师常问

这一章适合哪个年级？

中六 DSE 生物选修／必修生态部分都用得上，中五下学期亦可先用。

10% 定律要背实数吗？

不用，记“约十分一”并会用乘 0.1 推算就够，题目给的数字优先。

有无配套练习？

家课栏连到生物章节索引，可配站内生态与遗传章节一起排。

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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。