Biogeokemijski ciklus odgovara neprekinutom kretanju atoma kemijskih elemenata na planetu, koji su neophodni za održavanje života na Zemlji. Ovo recikliranje elemenata događa se kroz interakciju između živih bića i okoliša.
a) Živa bića, kemijske reakcije i abiotske komponente
b) Mikroorganizmi, električna pražnjenja i geološke transformacije
c) Fizičke transformacije, anorganske komponente zemljine površine i ljudske aktivnosti
d) Klimatski elementi, ekosustavi i biološka evolucija
Vas živa bića sudjeluju u brojnim transformacijama u biogeokemijskim ciklusima, koji nastaju uzastopnim kemijske reakcije za prirodno kretanje kemijskih elemenata između biosfere i abiotske komponente, odnosno između živih bića i okoline.
Biogeokemijski ciklusi neophodni su za održavanje života na planeti, kako to dopuštaju kemijski elementi prirodno teku između zemaljskih sustava: atmosfere, hidrosfere, litosfere i biosfera.
(FATEC/2016) Biogeokemijski ciklusi neophodni su za postojanje i održavanje poznatih oblika života. Među tim ciklusima, njih pet ima veći protok materije i njihovi elementi čine više od 95% mase koju čine živa bića. Ovi ciklusi su:
a) voda, kisik, kalcij, sumpor i cezij.
b) voda, ugljik, dušik, fosfor i sumpor.
c) vodik, helij, kisik, dušik i sumpor.
d) voda, vodik, ugljik, fosfor i cezij.
e) helij, litij, berilij, bor i ugljik.
Od 118 poznatih kemijskih elemenata, samo je oko 30 elemenata esencijalno za živa bića.
Što se tiče sastava živih bića, više od 95% odgovara elementima ugljik (C), kisik (O), dušik (N), vodik (H), sumpor (S) i fosfor (P). Osim toga, voda () je također zajednička komponenta i glavni sastojak.
S obzirom na tipove, razvrstajte sljedeće biogeokemijske cikluse u plinovite (1) i sedimentne (2).
Da bi se dogodio biogeokemijski ciklus, neophodno je postojanje rezervoara kemijskog elementa, odnosno okoliša u kojem je on dostupan u velikim količinama.
Plinoviti biogeokemijski ciklusi su oni s glavnom rezervom elementa u atmosferi, kao u ciklusu ugljika, kisika i dušika.
Sedimentni biogeokemijski ciklusi su oni s glavnom rezervom elementa u Zemljinoj kori, kao u ciklusu kalcija, sumpora i fosfora.
Dušikov ciklus odgovara reakcijskom krugu koji distribuira kemijski element dušik kroz dušične spojeve između okoliša i živih bića.
a) biološka fiksacija, fizička fiksacija, asimilacija i oplodnja
b) apsorpcija, nitracija, nitroza i izlučivanje
c) fiksacija, amonifikacija, nitrifikacija i denitrifikacija
d) nitromarkiranje, konzervacija, stabilizacija i disperzija
Fiksacija: transformacija plinovitog dušika iz atmosfere u amonijak;
Amonifikacija: razgradnja dušikovih spojeva i proizvodnja amonijaka;
Nitrifikacija: pretvaranje amonijaka u nitrit, a kasnije u nitrat;
Denitrifikacija: pretvaranje nitrata u plinoviti dušik koji se oslobađa u okoliš.
Kemijske vrste koje su dio ciklusa dušika su:
Plin dušik () prisutan u atmosferi, koji se pretvara u amonijak (
) u koraku fiksacije, a također nastaje amonijak u razgradnji dušikovih spojeva u procesu amonifikacije.
Nakon toga, korak nitrifikacije pretvara amonijak u nitrit (), a zatim u nitrate (
).
Konačno, dušik se vraća u atmosferu pretvaranjem nitrata tla u dušikov plin (), u nedostatku kisika, ili također kao dušikov oksid (
).
(UFPR 2021) O biogeokemijskim ciklusima, koji omogućuju interakciju elemenata s okolišem i živim bićima, označite ispravnu alternativu.
a) Korijeni mahunarki kao što su grah, soja i grašak imaju sposobnost povezivanja s bakterijama koje fiksiraju dušik.
b) Globalno zagrijavanje posljedica je smanjenja količine kisika u atmosferi i povećanja emisije sumporovog dioksida.
c) Cijanobakterije su sposobne razgraditi anorgansku tvar i učiniti fosfor dostupnim drugim živim bićima.
d) Glavni način ugradnje atmosferskog dušika () u organskim molekulama je kroz folijarnu apsorpciju tijekom fotosinteze.
e) Očuvanje šuma doprinosi smanjenju efekta staklenika, jer osigurava hvatanje atmosferskog CO2 kroz disanje biljaka.
Fiksacijske bakterije povezane s korijenjem mahunarki sposobne su za biološku fiksaciju dušika.
rod bakterija rizobij i azobakter pretvoriti dušik iz zraka () u amonijak (
) razbijanje molekule enzimom nitrogenazom. Ta su bića obično umetnuta u kvržice korijena biljaka, uglavnom mahunarki.
(PUC-RS/2018) Slika ispod je djelomični prikaz ciklusa dušika.
ja Broj 1 predstavlja fiksaciju dušika.
II. Brojevi 2 i 3 predstavljaju korake u procesu denitrifikacije.
III. Brojeve 2 i 3 posreduju prokariotski organizmi.
IV. Broj 4 predstavlja proces nitrifikacije.
ja TOČNO. Fiksacija dušika odgovara pretvorbi molekularnog dušika u amonijak.
II. POGREŠNO. Pretvorba amonijaka u nitrit, a zatim u nitrat dio je koraka nitrifikacije.
III. TOČNO. Bakterije su prokariotska bića i u ovoj fazi nitrifikacijske bakterije djeluju tako da proizvode dušikove spojeve koje biljke mogu asimilirati.
IV. POGREŠNO. Smatra se da biljke asimiliraju proizvod u nitrifikaciji, a to su u ovom slučaju nitrati.
Fotosinteza i kemosinteza su procesi koji u prirodi pretvaraju ugljični dioksid u organsku tvar.
Povratak tog plina u atmosferu odvija se staničnim disanjem, razgradnjom i sagorijevanjem goriva.
Kruženje vode ili hidrološki ciklus odgovara kruženju tvari bitne za opstanak živih bića na Zemlji.
Razmotrite faze ciklusa (1. stupac) i povežite ih s njihovim opisima (2. stupac).
( ) Korak u kojem se voda u plinovitom stanju vraća u tekuće stanje.
( ) Faza u kojoj tlo apsorbira vodu i dolazi do stvaranja podzemnih rezervoara.
( ) Stadij u kojem voda iz hidrosfere prelazi u atmosferu prelazeći iz tekućeg u plinovito stanje.
( ) Faza u kojoj nastaje kiša, odnosno oslobađanje kondenzirane vodene pare.
( ) Faza u kojoj lišće biljaka oslobađa višak vode pretvaranjem tekuće vode u vodenu paru.
( ) Korak u kojem voda u čvrstom stanju prelazi u plinovito stanje bez prolaza kroz tekuće stanje.
Na isparavanje voda iz hidrosfere prelazi u atmosferu prelazeći iz tekućeg u plinovito stanje.
Na sublimacija voda u čvrstom stanju prelazi u plinovito stanje bez prolaza kroz tekuće stanje.
Na kondenzacija voda se u plinovitom stanju vraća u tekuće stanje.
Na taloženje dolazi do kiše, odnosno do oslobađanja kondenzirane vodene pare.
Na infiltracija voda se upija tlom i dolazi do stvaranja podzemnih rezervoara.
Na znojenje Višak vode oslobađa lišće biljke pretvaranjem tekuće vode u vodenu paru.
