DSE 生物｜生態系能量流動備課指引（導師用）｜10% 傳遞效率、90% 損失與四層金字塔

2026-11-03

學生識講「大魚食細魚」，但問到為何食物鏈只有四五層就答不出。這一堂用一串除以十的數字，把能量流動講成一條可以算的算式。

本堂目標　學生能夠：① 由生產者固定的能量逐層計算消費者的可用能量，並寫出傳遞效率；② 說明其餘九成能量去了哪裡（呼吸、排泄、未攝食、屍體）；③ 用能量金字塔解釋食物鏈長度上限，並指出生物量金字塔在樹木等情況會倒置。

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	生產者用什麼固定能量	光能轉化學能，存於葡萄糖
呼吸作用	呼吸作用釋放的能量去了哪	部分供活動，大部分以熱散失
百分比	20 佔 20,000 的百分比	0.1%

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	能量的來源	太陽能、光合作用、化學能	講清「固定」的意思
8–20 分	逐層遞減	20,000 到 2,000 到 200 到 20	每層剩 10%
20–32 分	九成去哪	呼吸、排泄、未攝食、屍體	四項要齊
32–42 分	金字塔限制	四至五層的算術理由	第五層只 2 kJ
42–52 分	金字塔倒置	樹木的生物量例子	數量與生物量要分開
52–60 分	離場檢查	三題即場批	三題全對

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：能量是單向流動，不是循環

生態系的能量由太陽輸入，生產者以光合作用固定為化學能：一片草地每年每平方米固定 20,000 kJ。
這股能量之後只會單向傳遞，不會回到太陽；物質（碳、氮）可以循環，能量不可以。這是本章第一個要背清楚的分别，答題寫「能量循環」即失分。
初級消費者吃掉的部分只有 2,000 kJ，即 10%；其餘九成從未被攝食、或以熱散失、或存於未能消化的部分。

要學生講：能量可否像碳一樣循環再用（不可以，單向流動）。

第二幕：十分一定律是除十

由 20,000 kJ 開始：初級消費者 2,000（10%）、次級 200（1%）、三級 20（0.1%）、第四級只剩 2（0.01%）。
每一層的傳遞效率＝下一層 ÷ 上一層 × 100%：2,000 ÷ 20,000 = 10%，如此類推。要留意這是「大約」，實際在 5% 至 20% 之間，題目給數字就用數字算。
九成的去向要講齊四項：呼吸作用以熱散失（最大項）、排泄物中的能量、未被攝食的部分、以及屍體與落葉。只寫「消耗了」通常只得一半分。

要學生講：三級消費者只餘 0.1%，即 20 kJ；這 20 kJ 要多少生產者支持（20,000 kJ）。

第三幕：金字塔為何不能高

要養活一層三級消費者（20 kJ），需要 2,000 kJ 的次級、20,000 kJ 的初級以上生產者，面積需求每升一層就乘十。
到第五層只剩 2 kJ，即 0.01%，能量已不足以支持一個可繁殖的族群——這就是食物鏈通常只有四至五層的算術理由，不是「大自然喜歡簡潔」。
生物量金字塔多數與能量金字塔同向，但樹木一片葉養活大量昆蟲時，生產者生物量雖大而數量金字塔會倒置；考題常考「哪一種金字塔可以倒置」。

要學生講：為何食物鏈不能無限延長（每層只剩十分一能量）。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
計算	逐層能量與傳遞效率	上一層乘 10%，再除一次驗算	2,000／200／20
解釋	九成能量去向	呼吸、排泄、未攝食、屍體	四項齊全
比較	能量與生物量金字塔	同向多數、數量可倒置	樹木與昆蟲
論述	食物鏈長度限制	能量不足支持可繁殖族群	以 0.01% 收尾

合理性檢查（一定要教）：每層乘以 0.1：20,000 → 2,000 → 200 → 20 → 2，四步都要驗算。
傳遞效率是除法：2,000 除 20,000 得 10%，不是減法。
能量不循環，物質才循環；寫錯方向整題失分。
0.1% 與 1% 要分清：三級消費者佔生產者 0.1%，不是 1%。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
初級消費者的傳遞效率	10%	2,000 除 20,000
三級消費者佔生產者能量的百分比	0.1%	20 除 20,000 乘 100%
養活三級消費者 20 kJ 所需的生產者能量	20,000 kJ	20 除 0.001

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
說能量循環	答「能量在食物鏈中循環」	「能量係單向流動，循環嘅係物質。」
只寫「消耗了」	九成能量去向只寫一項	「要寫呼吸、排泄、未食到、屍體四項。」
百分比位數錯	三級消費者答 1%	「20 除 20,000 係 0.1%，唔係 1%。」
把數量金字塔當能量金字塔	答「能量金字塔可倒置」	「可以倒置嘅係數量或生物量，能量一定正立。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

中學生物章節索引　生態系練習
中學備課指引總覽　其他科目對照

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
初級消費者能量	2,000 kJ	三題全對＝可進物質循環
三級消費者百分比	0.1%	錯一題＝重講除十
所需生產者能量	20,000 kJ	錯兩題以上＝回到第三幕

09　導師常問

十分一定律是定律嗎？

是經驗法則，實際效率 5% 至 20%，題目給數據時必須用數據。

為何呼吸損失最大？

維持體溫、肌肉活動與代謝都以熱形式散失，佔去最大一份。

分解者算不算一層？

不算消費者層級，但能量同樣由屍體與排泄物流向分解者。

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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。