Biogeokemični cikel ustreza neprekinjenemu gibanju atomov kemičnih elementov na planetu, ki so nujni za vzdrževanje življenja na Zemlji. To recikliranje elementov poteka z interakcijo med živimi bitji in okoljem.
a) Živa bitja, kemične reakcije in abiotske komponente
b) Mikroorganizmi, električne razelektritve in geološke transformacije
c) Fizične preobrazbe, anorganske komponente zemeljskega površja in človekove dejavnosti
d) Podnebni elementi, ekosistemi in biološka evolucija
ti živa bitja sodelujejo pri številnih transformacijah v biogeokemičnih ciklih, ki nastanejo z zaporednimi kemične reakcije za naravno gibanje kemičnih elementov med biosfero in abiotične komponente, torej med živimi bitji in okoljem.
Biogeokemični cikli so bistveni za vzdrževanje življenja na planetu, saj to omogočajo kemični elementi naravno tečejo med zemeljskimi sistemi: atmosfero, hidrosfero, litosfero in biosfero.
(FATEC/2016) Biogeokemični cikli so bistveni za obstoj in ohranjanje znanih življenjskih oblik. Med temi cikli jih ima pet večji pretok snovi in njihovi elementi predstavljajo več kot 95 % mase, ki sestavlja živa bitja. Ti cikli so:
a) voda, kisik, kalcij, žveplo in cezij.
b) voda, ogljik, dušik, fosfor in žveplo.
c) vodik, helij, kisik, dušik in žveplo.
d) voda, vodik, ogljik, fosfor in cezij.
e) helij, litij, berilij, bor in ogljik.
Od 118 znanih kemičnih elementov je le okoli 30 elementov bistvenih za živa bitja.
Glede na sestavo živih bitij več kot 95 % ustreza elementom ogljik (C), kisik (O), dušik (N), vodik (H), žveplo (S) in fosfor (P). Poleg tega voda () je tudi skupna sestavina in glavna sestavina.
Glede na tipe razvrstite naslednje biogeokemične cikle v plinaste (1) in sedimentne (2).
Za biogeokemični cikel je nujen obstoj rezervoarja kemičnega elementa, to je okolje, v katerem je na voljo v velikih količinah.
Plinasti biogeokemični cikli so tisti z glavno rezervo elementa v ozračju, kot v ciklu ogljika, kisika in dušika.
Sedimentni biogeokemični cikli so tisti z glavno rezervo elementa v zemeljski skorji, kot v ciklu kalcija, žvepla in fosforja.
Dušikov cikel ustreza reakcijskemu krogu, ki razporeja kemični element dušik prek dušikovih spojin med okoljem in živimi bitji.
a) biološka fiksacija, fizična fiksacija, asimilacija in oploditev
b) absorpcija, nitriranje, nitrozacija in izločanje
c) fiksacija, amonifikacija, nitrifikacija in denitrifikacija
d) nitromarkiranje, konzerviranje, stabilizacija in disperzija
Fiksacija: pretvorba plinastega dušika iz atmosfere v amoniak;
Amonifikacija: razgradnja dušikovih spojin in proizvodnja amoniaka;
Nitrifikacija: pretvorba amoniaka v nitrit in kasneje v nitrat;
Denitrifikacija: pretvorba nitratov v dušikov plin, ki se sprošča v okolje.
Kemične vrste, ki so del cikla dušika, so:
dušikov plin () prisoten v ozračju, ki se pretvori v amoniak (
) v fazi fiksacije in tudi amoniak nastane pri razgradnji dušikovih spojin v procesu amonifikacije.
Nato stopnja nitrifikacije pretvori amoniak v nitrit () in nato v nitrat (
).
Končno se dušik vrne v ozračje s pretvorbo talnih nitratov v dušikov plin (), v odsotnosti kisika ali tudi kot dušikov oksid (
).
(UFPR 2021) O biogeokemičnih ciklih, ki omogočajo interakcijo elementov z okoljem in živimi bitji, označite pravo alternativo.
a) Korenine stročnic, kot so fižol, soja in grah, se lahko povežejo z bakterijami, ki vežejo dušik.
b) Globalno segrevanje je posledica zmanjšanja količine kisika v ozračju in povečanja emisij žveplovega dioksida.
c) Cianobakterije so sposobne razgraditi anorgansko snov in dati fosfor na voljo drugim živim bitjem.
d) Glavni način za vključitev atmosferskega dušika () v organskih molekulah je skozi listno absorpcijo med fotosintezo.
e) Ohranjanje gozdov prispeva k zmanjšanju učinka tople grede, saj zagotavlja zajem atmosferskega CO2 z dihanjem rastlin.
Fiksacijske bakterije, povezane s koreninami stročnic, so sposobne biološke fiksacije dušika.
rod bakterij rhizobium in azobakter pretvori dušik iz zraka () v amoniak (
) razbijanje molekule z encimom nitrogenazo. Ta bitja so običajno vstavljena v vozličke korenin rastlin, predvsem stročnic.
(PUC-RS/2018) Spodnja slika je delni prikaz cikla dušika.
JAZ. Številka 1 predstavlja fiksacijo dušika.
II. Številki 2 in 3 predstavljata korake v procesu denitrifikacije.
III. Številki 2 in 3 posredujejo prokariontski organizmi.
IV. Številka 4 predstavlja proces nitrifikacije.
JAZ. PRAVILNO. Fiksacija dušika ustreza pretvorbi molekularnega dušika v amoniak.
II. NAPAKA. Pretvorba amoniaka v nitrit in nato v nitrat je del nitrifikacije.
III. PRAVILNO. Bakterije so prokariontska bitja in v tej fazi nitrificirajoče bakterije delujejo tako, da proizvajajo dušikove spojine, ki jih lahko rastline asimilirajo.
IV. NAPAKA. Predstavljeno je, da rastline asimilirajo produkt pri nitrfikaciji, ki so v tem primeru nitrati.
Fotosinteza in kemosinteza sta procesa, ki v naravi pretvorita ogljikov dioksid v organsko snov.
Vračanje tega plina v ozračje poteka s celičnim dihanjem, razgradnjo in zgorevanjem goriv.
Vodni krog ali hidrološki cikel ustreza kroženju snovi, ki je bistvena za preživetje živih bitij na Zemlji.
Razmislite o fazah cikla (1. stolpec) in jih povežite z njihovimi opisi (2. stolpec).
( ) Korak, v katerem se voda v plinastem stanju vrne v tekoče stanje.
( ) Faza, v kateri tla absorbirajo vodo in pride do tvorbe podzemnih rezervoarjev.
( ) Stopnja, v kateri voda iz hidrosfere prehaja v ozračje s prehodom iz tekočega v plinasto stanje.
( ) Faza, v kateri nastopi dež, to je sproščanje kondenziranih vodnih hlapov.
( ) Faza, v kateri listi rastlin sprostijo odvečno vodo s pretvorbo tekoče vode v vodno paro.
( ) Korak, v katerem voda v trdnem stanju preide v plinasto stanje, ne da bi prešla skozi tekoče stanje.
Pri izhlapevanje voda iz hidrosfere prehaja v ozračje tako, da preide iz tekočega v plinasto stanje.
Pri sublimacija voda v trdnem stanju preide v plinasto stanje, ne da bi prešla skozi tekoče stanje.
Pri kondenzacija voda v plinastem stanju se vrne v tekoče stanje.
Pri padavine pride do dežja, torej sproščanja kondenzirane vodne pare.
Pri infiltracija voda se absorbira v tla in pride do tvorbe podzemnih rezervoarjev.
Pri potenje Odvečno vodo izločajo rastlinski listi s pretvorbo tekoče vode v vodno paro.
