Langkau ke kandungan
Biologi · Tingkatan 6 (STPM Biology) · Ecology

16.2 Biogeochemical cycles

Unit ini menerangkan kitar biogeokimia (biogeochemical cycles) nitrogen, karbon dan fosforus serta peranan organisma dalam setiap kitar.

  • STPM
  • 1 SP
  • 12 latihan
  • Percuma

SP 16.2.1Explain the biogeochemical cycles of nitrogen, carbon and phosphorus.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)

Calon perlu menerangkan langkah dan organisma dalam kitar nitrogen, karbon dan fosforus, serta konsep jejak karbon dan sekuestrasi karbon dalam kitar karbon (catatan RPT).

  1. IsiKitar nitrogen
    Huraian

    N2 diikat menjadi NH4+ oleh Rhizobium, Azotobacter dan sianobakteria; amonifikasi oleh pengurai; nitrifikasi oleh Nitrosomonas (NH4+ ke NO2-) dan Nitrobacter (NO2- ke NO3-); asimilasi oleh tumbuhan; pendenitritan oleh Pseudomonas dalam keadaan anaerob mengembalikan N2.

    Contoh

    Petani menanam kekacang secara giliran kerana nodul akar yang mengandungi Rhizobium menambah nitrogen tanah.

  2. IsiKitar karbon, jejak karbon dan sekuestrasi
    Huraian

    CO2 diikat melalui fotosintesis, dipindah dalam rantai makanan dan dibebaskan melalui respirasi, penguraian dan pembakaran. Jejak karbon ialah jumlah gas rumah hijau (setara CO2) yang dibebaskan oleh aktiviti individu, organisasi atau produk. Sekuestrasi karbon ialah penyimpanan karbon jangka panjang dalam biojisim hutan, tanah gambut, lautan dan batuan.

    Contoh

    Perjalanan kereta harian menambah jejak karbon seseorang; hutan paya gambut dan paya bakau Malaysia ialah tempat sekuestrasi karbon yang besar.

  3. IsiKitar fosforus
    Huraian

    Tiada fasa gas penting; luluhawa batuan membebaskan fosfat yang diserap tumbuhan untuk ATP, DNA dan fosfolipid, dipindah kepada haiwan, dipulangkan oleh pengurai, termendap sebagai sedimen dan kembali melalui pengangkatan geologi.

    Contoh

    Larian baja fosfat ke tasik menyebabkan eutrofikasi dan ledakan alga.

Peta alirKitar nitrogen

  1. Pengikatan nitrogen (nitrogen fixation): N₂ → NH₃/NH₄⁺ oleh Rhizobium (nodul akar kekacang), Azotobacter, sianobakteria (Nostoc, Anabaena); kilat dan proses Haber
  2. Asimilasi: tumbuhan menyerap NO₃⁻ dan NH₄⁺ untuk membina asid amino dan protein; haiwan memakan tumbuhan
  3. Pengamonan (ammonification): pengurai (bakteria, kulat) menukar protein dan urea bangkai/kumuhan kepada NH₄⁺
  4. Penitritan dan penitratan (nitrification): Nitrosomonas NH₄⁺ → NO₂⁻; Nitrobacter NO₂⁻ → NO₃⁻ (aerob)
  5. Pendenitritan (denitrification): Pseudomonas, Thiobacillus denitrificans menukar NO₃⁻ → N₂ dalam tanah anaerob (berair)
SP 16.2.1

Peta alirKitar karbon

  1. CO₂ atmosfera diikat melalui fotosintesis menjadi sebatian organik
  2. Karbon organik dipindah melalui rantai makanan
  3. Respirasi organisma membebaskan CO₂
  4. Pengurai menguraikan bangkai dan membebaskan CO₂
  5. Sebahagian bahan organik menjadi bahan api fosil; pembakaran membebaskan CO₂
  6. CO₂ larut dalam laut membentuk HCO₃⁻ dan karbonat (cengkerang, batu kapur)
SP 16.2.1

Peta alirKitar fosforus

  1. Luluhawa batuan membebaskan ion fosfat (PO₄³⁻) ke tanah dan air
  2. Tumbuhan menyerap fosfat untuk ATP, DNA, fosfolipid
  3. Fosfat dipindah kepada haiwan melalui pemakanan
  4. Pengurai memulangkan fosfat daripada bangkai dan kumuhan ke tanah
  5. Fosfat larut resap ke sungai dan laut, termendap sebagai sedimen
  6. Pengangkatan geologi mendedahkan semula batuan fosfat (kitar sangat perlahan)
SP 16.2.1

IstilahIstilah kitar biogeokimia

Kitar biogeokimia (biogeochemical cycle)
Pergerakan unsur kimia antara komponen biotik dan abiotik ekosistem secara berulang.
Takungan (reservoir)
Tempat unsur disimpan dalam jumlah besar untuk tempoh lama.
Pengurai (decomposer)
Bakteria dan kulat yang menguraikan bahan organik dan memulangkan nutrien.
SP 16.2.1

JadualPerbandingan tiga kitar

CiriNitrogenKarbonFosforus
Takungan utamaAtmosfera (N₂ 78%)Atmosfera, lautan, fosil, batuan karbonatBatuan dan sedimen
Fasa gasAdaAdaTiada
Mikroorganisma utamaPengikat N, nitrifikasi, denitrifikasiPenguraiPengurai
Kesan manusiaBaja berlebihan, eutrofikasiPembakaran fosil, pemanasan globalBaja fosfat, eutrofikasi
SP 16.2.1

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

PANDA
Pengikatan, Asimilasi, Nitrifikasi, Denitrifikasi, Amonifikasi (pengamonan) - proses utama kitar nitrogen.

Kad imbas

Nitrosomonas
NH₄⁺ → NO₂⁻
Nitrobacter
NO₂⁻ → NO₃⁻
Pendenitritan
NO₃⁻ → N₂ oleh Pseudomonas dalam keadaan anaerob
Kitar tanpa fasa gas
Kitar fosforus
Proses mengeluarkan CO₂ dari atmosfera
Fotosintesis

Semak kefahaman

  1. Namakan bakteria yang menukar ion ammonium kepada nitrit dan bakteria yang menukar nitrit kepada nitrat. (SP 16.2.1)

    Lihat jawapan

    Nitrosomonas menukar ion ammonium kepada nitrit, manakala Nitrobacter menukar nitrit kepada nitrat dalam proses nitrifikasi.

12 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
  1. Mengingat

    Aktiviti: Murid melabel rajah kitar nitrogen, karbon dan fosforus dengan nama proses dan organisma yang terlibat.

    Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang kitar biogeokimia.

    SP disasar: 16.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. Memahami

    Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan kitar nitrogen dengan menunjukkan peranan bakteria pengikat nitrogen, nitrifikasi dan denitrifikasi.

    Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang kitar biogeokimia; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.

    SP disasar: 16.2.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. Mengaplikasi

    Aktiviti: Murid menjelaskan kesan pembajaan berlebihan pada ladang padi terhadap kitar nitrogen dan fosforus dan eutrofikasi sungai.

    Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang kitar biogeokimia; semak kaedah dan ketepatan jawapan.

    SP disasar: 16.2.1 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. Menganalisis

    Aktiviti: Dalam kumpulan, murid membandingkan ketiga-tiga kitar dalam jadual (simpanan utama, bentuk kimia, peranan hidupan) dan menganalisis kitar paling bergantung pada aktiviti manusia.

    Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis kitar biogeokimia; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.

    SP disasar: 16.2.1 · Latihan sepadan: aras Menganalisis

Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 66 unit Biologi STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam Ecology

  1. 16.1 Levels of ecological organisation
  2. 16.2 Biogeochemical cycles
  3. 16.3 Energy flow
  4. 16.4 Quantitative ecology
  5. 16.5 Population ecology