Biogeochemický cyklus odpovídá nepřerušovanému pohybu atomů chemických prvků na planetě, které jsou nezbytné pro udržení života na Zemi. K této recyklaci prvků dochází prostřednictvím interakce mezi živými bytostmi a prostředím.
a) Živé bytosti, chemické reakce a abiotické složky
b) Mikroorganismy, elektrické výboje a geologické přeměny
c) Fyzikální přeměny, anorganické složky zemského povrchu a lidské činnosti
d) Klimatické prvky, ekosystémy a biologický vývoj
Vy živé bytosti podílejí se na četných přeměnách v biogeochemických cyklech, které vznikají postupnými chemické reakce pro přirozený pohyb chemických prvků mezi biosférou a abiotické složky, tedy mezi živými bytostmi a prostředím.
Biogeochemické cykly jsou nezbytné pro udržení života na planetě, jak to umožňují chemické prvky přirozeně proudí mezi zemskými systémy: atmosférou, hydrosférou, litosférou a biosféra.
(FATEC/2016) Biogeochemické cykly jsou nezbytné pro existenci a zachování známých forem života. Mezi těmito cykly má pět z nich větší tok hmoty a jejich prvky tvoří více než 95 % hmoty, která tvoří živé bytosti. Tyto cykly jsou:
a) voda, kyslík, vápník, síra a cesium.
b) voda, uhlík, dusík, fosfor a síra.
c) vodík, helium, kyslík, dusík a síra.
d) voda, vodík, uhlík, fosfor a cesium.
e) helium, lithium, berylium, bor a uhlík.
Ze 118 známých chemických prvků je pouze asi 30 prvků nezbytných pro živé organismy.
Pokud jde o složení živých bytostí, více než 95 % odpovídá prvkům uhlík (C), kyslík (O), dusík (N), vodík (H), síra (S) a fosfor (P). Navíc voda () je také běžnou součástí a hlavní složkou.
S ohledem na typy klasifikujte následující biogeochemické cykly na plynné (1) a sedimentární (2).
Pro uskutečnění biogeochemického cyklu je nezbytná existence rezervoáru chemického prvku, tedy prostředí, ve kterém je dostupný ve velkém množství.
Plynné biogeochemické cykly jsou cykly s hlavní rezervou prvku v atmosféře, jako v cyklu uhlíku, kyslíku a dusíku.
Sedimentární biogeochemické cykly jsou cykly s hlavní rezervou prvku v zemské kůře, jako je tomu v cyklu vápníku, síry a fosforu.
Cyklus dusíku odpovídá reakčnímu okruhu, který rozděluje chemický prvek dusík prostřednictvím dusíkatých sloučenin mezi životní prostředí a živé bytosti.
a) biologická fixace, fyzická fixace, asimilace a oplodnění
b) vstřebávání, nitrace, nitrosace a vylučování
c) fixace, amonifikace, nitrifikace a denitrifikace
d) nitromarking, konzervace, stabilizace a disperze
Fixace: přeměna plynného dusíku z atmosféry na amoniak;
Amonifikace: rozklad sloučenin dusíku a produkce amoniaku;
Nitrifikace: přeměna amoniaku na dusitan a později na dusičnan;
Denitrifikace: přeměna dusičnanů na plynný dusík, který se uvolňuje do životního prostředí.
Chemické druhy, které jsou součástí cyklu dusíku, jsou:
plynný dusík () přítomný v atmosféře, který se přeměňuje na amoniak (
) ve fixačním kroku a také amoniak vzniká při rozkladu sloučenin dusíku v procesu amonifikace.
Následně krok nitrifikace převádí amoniak na dusitany () a poté na dusičnany (
).
Nakonec se dusík vrací do atmosféry přeměnou půdních dusičnanů na plynný dusík (), v nepřítomnosti kyslíku, nebo také jako oxid dusný (
).
(UFPR 2021) O biogeochemických cyklech, které umožňují interakci prvků s prostředím a s živými bytostmi, označte správnou alternativu.
a) Kořeny luštěnin, jako jsou fazole, sója a hrách, mají schopnost asociovat se s bakteriemi fixujícími dusík.
b) Globální oteplování je způsobeno snížením množství kyslíku v atmosféře a zvýšením emisí oxidu siřičitého.
c) Sinice jsou schopny degradovat anorganickou hmotu a zpřístupnit fosfor dalším živým bytostem.
d) Hlavní způsob, jak zabudovat atmosférický dusík () v organických molekulách je prostřednictvím foliární absorpce během fotosyntézy.
e) Ochrana lesa přispívá ke snížení skleníkového efektu, protože zajišťuje zachycování atmosférického CO2 prostřednictvím dýchání rostlin.
Fixační bakterie spojené s kořeny luštěnin jsou schopné biologické fixace dusíku.
rodové bakterie rhizobium a azobacter přeměňovat dusík ze vzduchu () na čpavek (
) rozbití molekuly enzymem dusíkatou. Tyto bytosti se obvykle vkládají do uzlíků kořenů rostlin, hlavně luštěnin.
(PUC-RS/2018) Obrázek níže je částečné znázornění cyklu dusíku.
já Číslo 1 představuje fixaci dusíku.
II. Čísla 2 a 3 představují kroky v procesu denitrifikace.
III. Čísla 2 a 3 jsou zprostředkována prokaryotickými organismy.
IV. Číslo 4 představuje proces nitrifikace.
já OPRAVIT. Fixace dusíku odpovídá přeměně molekulárního dusíku na amoniak.
II. ŠPATNĚ. Přeměna amoniaku na dusitan a poté na dusičnan je součástí kroku nitrifikace.
III. OPRAVIT. Bakterie jsou prokaryotické bytosti a v této fázi nitrifikační bakterie produkují sloučeniny dusíku, které mohou být asimilovány rostlinami.
IV. ŠPATNĚ. Ukazuje se, že rostliny při nitrifikaci asimilují produkt, což jsou v tomto případě dusičnany.
Fotosyntéza a chemosyntéza jsou procesy, které v přírodě přeměňují oxid uhličitý na organickou hmotu.
Návrat tohoto plynu do atmosféry probíhá buněčným dýcháním, rozkladem a spalováním paliv.
Koloběh vody neboli hydrologický cyklus odpovídá koloběhu látky nezbytné pro přežití živých bytostí na Zemi.
Zvažte fáze cyklu (sloupec 1) a spojte je s jejich popisy (sloupec 2).
( ) Krok, ve kterém se voda v plynném skupenství vrací do kapalného skupenství.
( ) Fáze, ve které je voda absorbována půdou a dochází k tvorbě podzemních nádrží.
( ) Stádium, ve kterém voda z hydrosféry přechází do atmosféry změnou z kapalného do plynného skupenství.
( ) Etapa, ve které dochází k dešti, tedy k uvolňování zkondenzovaných vodních par.
( ) Fáze, ve které je přebytečná voda uvolňována listy rostlin přeměnou kapalné vody na vodní páru.
( ) Krok, ve kterém voda v pevném skupenství přechází do plynného skupenství, aniž by procházela skupenstvím kapalným.
V vypařování voda z hydrosféry přechází do atmosféry přechodem z kapalného do plynného skupenství.
V sublimace voda v pevném skupenství přechází do plynného skupenství, aniž by procházela skupenstvím kapalným.
V kondenzace voda v plynném skupenství se vrací do kapalného skupenství.
V srážky dochází k dešti, tedy k uvolňování zkondenzovaných vodních par.
V infiltrace voda je absorbována půdou a dochází k tvorbě podzemních nádrží.
V pocení Přebytečnou vodu uvolňují listy rostlin přeměnou kapalné vody na vodní páru.