ج.4.2 · انتقال الطاقة والمادة

دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Biology · SL · الموضوع 23

عرض الشرائح تدريب

23.1

النطاق والشروط المسبقة

تغطي هذه الورقة موضوعات مختارة من المستوى العادي للمادة الأولى التي تم تقييمها في 2025؛ وهي لا تمثل المنهج الكامل.

المؤهلات السابقة: قراءة الكميات والوحدات المحددة، واستخدام العمليات الحسابية وشروط النموذج أدناه.

الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.

مفردات تدريب

English	العربية
trophic transfer efficiency/ˈtrəʊfɪk ˈtrænsfɜː ɪˈfɪʃənsi/	كفاءة انتقال المستوى الغذائي
assimilation/əˌsɪmɪˈleɪʃn/	الامتصاص

23.2

انتقال الطاقة: استخدام الإنتاج وحدد الحدود

ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟

الطاقة المتاحة ككتلة حيوية جديدة عادة ما تقل على طول سلسلة غذائية. تُحفظ الطاقة بشكل عام، لكن بعض الطاقة المنتقلة تخرج من مسار الإنتاج في المستوى التالي.

بنِ النموذج

المحولات.primary تحول مدخل الطاقة إلى طاقة كيميائية في المواد العضوية.
المستهلكون يحصلون على المادة عن طريق التغذية.
كفاءة انتقال المستويات الغذائية تقارن الإنتاج المتاح عند مستوى ما بالإنتاج عند المستوى السابق عبر مساحة وزمن مشتركين.
يمكن للطاقة الدخول في مسارات الحطام، البقاء في المواد غير المؤكلة، الخروج في فضلات الإخراج أو الانتقال كحرارة عبر التنفس.
كفاءة انتقال المستويات الغذائية: الإنتاج عند مستوى غذائي مقسوماً على الإنتاج عند المستوى السابق خلال فترة مشتركة.
الامتصاص: امتصاص المواد المهضومة داخل المخزون الداخلي القابل للاستخدام للكائن الحي.

الإنتاج لكل م² في السنة: منتج 10,000 كيلو جول، مستهلك أولي 1,200 كيلو جول، مستهلك ثانوي 180 كيلو جول — يقل الإنتاج عند كل مستوى: 12% ثم 15% انتقال، وليس ثابت 10%

اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج

استخدم نفس وحدات الطاقة والفترة في البسط والمقام.
التمييز بين الاستهلاك والتكافؤ والإنتاج: الطاقة المستهلكة لا تُمتص بالكامل، والطاقة الممتصة لا تُخزن كلها ككتلة حيوية جديدة.
السلسلة الهرمية للطاقة تسجل تدفقًا لكل وحدة مساحة لكل وحدة زمن؛ بينما لقطة الكتلة الحيوية الثابتة تمثل كمية مختلفة تمامًا.

في المختبر: حلل بيانات ميزانية النظام البيئي المنسوبة أو الوهمية. ارسم حدوداً وأسهم للتغذية والحطام ونقل الحرارة. حدد القيم المقاسة والمستنتجة، وتحقق مما إذا كانت الميزانية تتضمن المحللين. تجنب اعتبار قاعدة ثابتة 10% كمقياس عالمي لكل نظام بيئي.

اعمل من الكميات المعروفة

معلوم: إنتاج المنتجين هو 10,000 kJ/m²/سنة وإنتاج المستهلكين الأوليين هو 1,200 kJ/m²/سنة.
كفاءة النقل هي 1,200/10,000×100=12%.
إنتاج المستهلكين الثانويين بمقدار 180 kJ/m²/سنة يعطي 180/1,200×100=15% لهذه المرحلة.
تظهر هذه القيم المختلفة لماذا تفشل افتراض عالمية 10% في تمثيل هذا المجموعة البيانات.

دورك الآن: إنتاج المنتجين هو 8,000 وإنتاج المستهلكين الأوليين هو 800 kJ/m²/سنة. احسب كفاءة النقل.

تحقق من الاستنتاج وحدوده

الطاقة لا تُفنى عند التنفس عندما تنتقل على شكل حرارة.
المواد يمكن أن تدور داخل النظام البيئي، بينما يعتمد تدفق الطاقة القابلة للاستخدام على الإدخال المستمر.
لا يمكن تعويض عداد السلاسل الهرمية أو لقطة الكتلة الحيوية تلقائيًا في حسابات كفاءة الطاقة.

غير صحيح: التنفس يدمر الطاقة بدلاً من نقلها لأشكال أخرى. التنفس ينقل الطاقة إلى المحيطات على شكل حرارة - الطاقة ما زالت موجودة. "الفقدان" بين المستويات الغذائية يعني مغادرة الطاقة لتدفق السلسلة الغذائية القابل للاستخدام؛ ولا يُنتهك مبدأ الحفظ أبدًا.

المفتاح:

المحولات.primary تحول مدخل الطاقة إلى طاقة كيميائية في المواد العضوية.
استخدم نفس وحدات الطاقة والفترة في البسط والمقام.
انتبه: الطاقة لا تُفنى عند التنفس عندما تنتقل على شكل حرارة.

اكتب بناءً على كفاءة نقل قدرها 15 بالمائة

إنتاج المنتجين هو 6,000 وإنتاج المستهلكين الأوليين هو 900 كيلو جول لكل متر مربع في السنة.
أوجد كفاءة الانتقال. التنفس ينقل الطاقة ولا يدمرها.

استكشف

Different transfer steps, different efficiencies

10,000 → 1,200 → 180 kJ per m² per year gives 12% then 15% transfer efficiency, and 1.8% overall. Keep production, area and time consistent while accounting for the remaining energy pathways.

المزيد من المواضيع في دبلومة البكالوريا الدولية · IB Diploma · Biology · SL