| Inti | Tambahan |
|---|---|
| 1 Nyatakan bahwa Matahari adalah sumber utama masukan energi ke sistem biologis | |
| 2 Deskripsikan aliran energi melalui organisme hidup, termasuk energi cahaya dari Matahari dan energi kimia dalam organisme, serta perpindahan akhirnya ke lingkungan |
Organisme dan lingkungannya
Biologi IGCSE · Topik 19
8:11
Organisme dan Lingkungannya
Savana Afrika. Terumbu karang. Keduanya tampak sangat berbeda, tetapi keduanya beroperasi berdasarkan aturan yang sama. Setiap makhluk hidup di sini terhubung dengan yang lain melalui pemakanan. Energi…
Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung
19.1
Aliran energi
Silabus
Sumber: Silabus Cambridge International
Matahari adalah sumber utama energi bagi hampir seluruh kehidupan. Tumbuhan menangkap energi cahaya melalui fotosintesis dan menyimpannya sebagai energi kimia dalam makanan. Energi ini kemudian berpindah dari organisme ke organisme lainnya saat mereka makan. Pada setiap tahap, sebagian energi hilang (terutama sebagai panas dari respirasi) ke lingkungan. Energi mengalir satu arah — tidak didaur ulang.
Jelajahi
Aliran energi dalam rantai makanan
Energi dari Matahari masuk ke makhluk hidup melalui tumbuhan, lalu berpindah sepanjang rantai makanan — dengan kehilangan besar di setiap tahap.
19.2
Rantai makanan dan jaring-jaring makanan
Silabus
| Inti | Tambahan |
|---|---|
| 1 Deskripsikan rantai makanan sebagai penunjukkan transfer energi dari satu organisme ke organisme berikutnya, dimulai dari produsen | |
| 2 Bangun dan interpretasikan rantai makanan sederhana | |
| 3 Deskripsikan jaring-jaring makanan sebagai jaringan rantai makanan yang saling terhubung dan interpretasikan jaring-jaring makanan | |
| 4 Deskripsikan produsen sebagai organisme yang membuat nutrisi organik sendiri, biasanya menggunakan energi dari sinar matahari, melalui fotosintesis | |
| 5 Deskripsikan konsumen sebagai organisme yang mendapatkan energinya dengan memakan organisme lain | |
| 6 Nyatakan bahwa konsumen dapat diklasifikasikan sebagai primer, sekunder, tersier, dan kuaterner berdasarkan posisi mereka dalam rantai makanan | |
| 7 Deskripsikan herbivora sebagai hewan yang mendapatkan energinya dengan memakan tumbuhan | |
| 8 Deskripsikan karnivora sebagai hewan yang mendapatkan energinya dengan memakan hewan lain | |
| 9 Deskripsikan dekomposer sebagai organisme yang mendapatkan energinya dari bahan organik mati atau limbah | |
| 10 Gunakan rantai makanan dan jaring-jaring makanan untuk menggambarkan dampak manusia melalui eksploitasi berlebihan terhadap spesies pangan dan melalui pengenalan spesies asing ke habitat | |
| 11 Gambar, deskripsikan dan interpretasikan piramida jumlah dan piramida biomassa | 15 Gambar, deskripsikan dan interpretasikan piramida energi |
| 12 Diskusikan keunggulan penggunaan piramida biomassa daripada piramida jumlah untuk merepresentasikan sebuah rantai makanan | 16 Diskusikan keunggulan penggunaan piramida energi daripada piramida jumlah atau biomassa untuk merepresentasikan sebuah rantai makanan |
| 13 Deskripsikan tingkat trofik sebagai posisi organisme dalam rantai makanan, jaring-jaring makanan, atau piramida ekologi | |
| 14 Identifikasikan tingkat trofik berikut dalam jaring-jaring makanan, rantai makanan, dan piramida ekologi: produsen, konsumen primer, konsumen sekunder, konsumen tersier, dan konsumen kuartener | |
| 17 Jelaskan mengapa transfer energi dari satu tingkat trofik ke tingkat lainnya sering kali tidak efisien | |
| 18 Jelaskan, berdasarkan konsep kehilangan energi, mengapa rantai makanan biasanya memiliki kurang dari lima tingkat trofik | |
| 19 Jelaskan mengapa lebih hemat energi bagi manusia untuk mengonsumsi tanaman pangan daripada mengonsumsi ternak yang telah diberi pakan tanaman pangan |
Sumber: Silabus Cambridge International
Sebuah rantai makanan menunjukkan perpindahan energi dari satu organisme ke organisme berikutnya, dimulai dari produsen. Setiap panah menunjuk ke arah aliran energi:
rumput → kelinci → rubah
Sebuah jaring-jaring makanan adalah banyak rantai makanan yang saling terhubung.
Produsen, konsumen, dan dekomposer
| Jenis | Makna |
|---|---|
| produsen | membuat makanannya sendiri (nutrisi organik), biasanya melalui fotosintesis |
| konsumen | mendapatkan energinya dengan memakan organisme lain |
| herbivora | konsumen yang memakan tumbuhan |
| karnivora | konsumen yang memakan hewan lain |
| dekomposer | mendapatkan energinya dari materi mati atau limbah, menyebabkan dekomposisi |
Konsumen dinamai berdasarkan posisi mereka: konsumen primer memakan produsen; konsumen sekunder memakan konsumen primer; kemudian diikuti oleh konsumen tersier dan kuaterner.
Tingkat trofik dan piramida
Sebuah tingkat trofik adalah posisi organisme dalam sebuah rantai makanan (produsen pertama, lalu konsumen primer, dan seterusnya). Anda dapat menampilkan rantai makanan sebagai sebuah piramida:
- piramida jumlah menghitung jumlah organisme pada setiap tingkat.
- piramida biomassa menunjukkan total massa pada setiap tingkat — biasanya memberikan gambaran yang lebih baik, karena tidak bergantung pada ukuran organisme.
- (Tambahan) piramida energi menunjukkan energi pada setiap tingkat — gambaran yang paling berguna di antara semua piramida.
Kerugian energi sepanjang rantai (Tambahan)
Hanya sekitar 10% energi pada satu tingkat trofik yang diteruskan ke tingkat berikutnya. Sisa energi hilang sebagai panas (dari respirasi), dalam pergerakan, dan dalam limbah. Karena begitu banyak energi yang hilang, rantai makanan biasanya memiliki kurang dari lima tingkat trofik. Lebih efisien secara energi bagi manusia untuk makan tanaman pangan secara langsung daripada memakan hewan yang diberi pakan tanaman tersebut, karena setiap tingkat tambahan membuang-buang energi.
Contoh terpecahkan. Produsen di sebuah ladang menjebak 40 000 kJ energi. Sekitar berapa banyak yang sampai ke konsumen sekunder, dan mengapa rantai makanan tetap pendek? Sekitar 10% diteruskan pada setiap tahap. Konsumen primer menerima 10% dari 40 000 = 4000 kJ. Konsumen sekunder menerima 10% dari 4000 = 400 kJ - hanya 1% dari apa yang ditangkap oleh tumbuhan. Setelah beberapa tingkat, energi yang tersisa terlalu sedikit untuk mendukung tingkat berikutnya, itulah sebabnya rantai jarang melebihi lima tingkat. Terapkan persentase 10% lagi di setiap tahap, bukan sekali saja untuk seluruh rantai.
Dampak manusia
Manusia dapat merusak jaring-jaring makanan dengan:
- pemanenan berlebih — mengambil terlalu banyak satu spesies (seperti penangkapan ikan berlebihan), sehingga populasinya anjlok.
- memperkenalkan spesies asing — spesies baru mungkin tidak memiliki predator dan dapat menggeser spesies asli.
Jelajahi
Rute energi jaring-jaring makanan
Pindahkan energi dari produsen ke konsumen dan lihat mengapa setiap mata rantai kehilangan energi.
Jelajahi
Bangun piramida energi
Seret energi yang ditangkap tumbuhan dan saksikan hanya satu per sepuluh naik di setiap tingkat — sehingga predator puncak hampir tidak mendapat apa-apa.
Kosa kata
Latih
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| energy/ˈenədʒi/ | tenaga |
| photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ | fotosintesis |
| respiration/ˌrespɪˈreɪʃn/ | respirasi |
| environment/enˈvaɪrənmənt/ | lingkungan |
| food chain/fuːd tʃeɪn/ | rantai makanan |
| food web/fuːd web/ | jaring-jaring makanan |
| producer/prəˈdjuːsə/ | produsen |
| nutrients/ˈnjuːtrɪənts/ | nutrisi |
| consumer/kənˈsuːmə/ | konsumen |
| herbivore/ˈhɜːbɪvɔː/ | herbivora |
| carnivore/ˈkɑːnɪvɔː/ | karnivora |
| decomposer/ˌdiːkəmˈpəʊzə/ | dekomposer |
| decomposition/ˌdiːkɒmpəˈzɪʃn/ | dekomposisi |
| trophic level/ˈtrəʊfɪk ˈlevl/ | tingkat trofik |
| pyramid/ˈpɪrəmɪd/ | piramida |
| biomass/ˌbaɪəʊˈmæs/ | biomassa |
| crop plants/krɒp plænts/ | tanaman budidaya |
| overharvesting/ˌəʊvəˈhɑːvɪstɪŋ/ | pemanfaatan berlebihan |
| foreign species/ˈfɒrən ˈspiːsiːz/ | spesies asing |
| ecosystem/ˈiːkəʊsɪstəm/ | ekosistem |
| competition/ˌkɒmpəˈtɪʃn/ | kompetisi |
| predation/prɪˈdeɪʃn/ | pemangsaan |
| resources/rɪˈzɔːsɪz/ | sumber daya |
| lag phase/læɡ feɪz/ | fase lag |
| exponential phase/ˌekspəˈnenʃl feɪz/ | fase eksponensial |
| stationary phase/ˈsteɪʃənəri feɪz/ | fase diam |
| limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ | faktor pembatas |
| death phase/deθ feɪz/ | fase kematian |
19.3
Siklus nutrisi
Silabus
| Inti | Tambahan |
|---|---|
| 1 Uraikan siklus karbon, terbatas pada: fotosintesis, respirasi, pemakanan, dekomposisi, pembentukan bahan bakar fosil, dan pembakaran | |
| 2 Uraikan siklus nitrogen dengan mengacu pada: • dekomposisi protein tumbuhan dan hewan menjadi ion amonium • nitrifikasi • fiksasi nitrogen oleh petir dan bakteri • penyerapan ion nitrat oleh tumbuhan • produksi asam amino dan protein • pemakanan dan pencernaan protein • deaminasi • denitrifikasi | |
| 3 Nyatakan peran mikroorganisme dalam siklus nitrogen, terbatas pada: dekomposisi, nitrifikasi, fiksasi nitrogen, dan denitrifikasi (nama spesifik bakteri individu seperti Rhizobium tidak diperlukan) |
Sumber: Silabus Cambridge International
Berbeda dengan energi, nutrisi didaur ulang — digunakan berulang kali.
Siklus karbon
Dalam siklus karbon:
- fotosintesis menghilangkan karbon dioksida dari udara.
- respirasi dan pembakaran (pembakaran) mengembalikan karbon dioksida ke udara.
- pemakanan memindahkan karbon dari satu organisme ke organisme berikutnya.
- dekomposisi mengembalikan karbon ke udara dan tanah.
- selama jutaan tahun, organisme mati dapat membentuk bahan bakar fosil (batu bara dan minyak), yang melepaskan karbon dioksida saat dibakar.
Siklus nitrogen (Suplemen)
Siklus nitrogen mendaur ulang nitrogen untuk membuat protein. Mikroorganisme melakukan sebagian besar pekerjaan:
- dekomposisi: pengurai memecah protein mati menjadi ion amonium.
- nitrifikasi: bakteri mengubah ion amonium menjadi ion nitrat.
- fiksasi nitrogen: kilat dan beberapa bakteri mengubah gas nitrogen menjadi senyawa yang dapat digunakan tumbuhan.
- tumbuhan menyerap ion nitrat untuk membuat asam amino dan protein; hewan mendapatkannya melalui pemakanan dan pencernaan.
- deaminasi (di hati) dan dekomposisi melepaskan kembali senyawa nitrogen.
- denitrifikasi: beberapa bakteri mengubah ion nitrat kembali menjadi gas nitrogen.
Jelajahi
Siklus karbon
Karbon bergerak antara udara, makhluk hidup, dan tanah dalam siklus tanpa akhir.
Kosa kata
Latih
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| carbon cycle/ˈkɑːbən ˈsaɪkl/ | siklus karbon |
| carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ | karbon dioksida |
| combustion/kəmˈbʌstʃn/ | pembakaran |
| fossil fuels/ˈfɒsl ˈfjuːəlz/ | bahan bakar fosil |
| nitrogen cycle/ˈnaɪtrədʒn ˈsaɪkl/ | siklus nitrogen |
| proteins/ˈprəʊtiːnz/ | protein |
| microorganisms/ˌmaɪkrəʊˈɔːɡənɪzəmz/ | mikroorganisme |
| ammonium ions/æˈməʊnɪəm ˈaɪɒnz/ | ion amonium |
| nitrification/ˌnaɪtrɪfɪˈkeɪʃn/ | nitratifikasi |
| nitrate ions/ˈnaɪtreɪt ˈaɪɒnz/ | ion nitrat |
| nitrogen fixation/ˈnaɪtrədʒn fɪkˈseɪʃn/ | fiksasi nitrogen |
| bacteria/bækˈtɪərɪə/ | bakteri |
| amino acids/əˈmiːnəʊ ˈæsɪdz/ | asam amino |
| digestion/daɪˈdʒestʃn/ | pencernaan |
| deamination/ˌdiːmɪˈneɪʃn/ | deaminasi |
| denitrification/diːˌnaɪtrɪfɪˈkeɪʃn/ | denitrifikasi |
19.4
Populasi
Silabus
| Inti | Tambahan |
|---|---|
| 1 Jelaskan populasi sebagai kelompok organisme dari satu spesies, yang hidup di area yang sama, pada waktu yang bersamaan | |
| 2 Jelaskan komunitas sebagai seluruh populasi berbagai spesies dalam sebuah ekosistem | |
| 3 Jelaskan ekosistem sebagai kesatuan yang berisi komunitas organisme dan lingkungannya, yang berinteraksi bersama | |
| 4 Identifikasi dan nyatakan faktor-faktor yang memengaruhi laju pertumbuhan populasi untuk populasi organisme, terbatas pada: pasokan makanan, kompetisi, predasi, dan penyakit | |
| 5 Identifikasi fase lag, eksponensial (log), stasioner, dan kematian dalam kurva sigmoid pertumbuhan populasi untuk populasi yang tumbuh di lingkungan dengan sumber daya terbatas | |
| 6 Interpretasikan grafik dan diagram pertumbuhan populasi | 7 Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan setiap fase dalam kurva sigmoid pertumbuhan populasi, dengan merujuk, jika sesuai, pada peran faktor pembatas |
Sumber: Silabus Cambridge International
- populasi adalah kelompok organisme dari satu spesies, hidup di area yang sama pada waktu yang sama.
- komunitas adalah seluruh populasi spesies berbeda di satu tempat.
- ekosistem adalah komunitas bersama dengan lingkungannya, semuanya berinteraksi.
Pertumbuhan populasi
Pertumbuhan populasi bergantung pada pasokan makanan, persaingan, predasi (dimakan) dan penyakit.
Ketika populasi tumbuh di tempat dengan sumber daya terbatas, pertumbuhannya mengikuti kurva berbentuk S dengan empat fase:
| Fase | Apa yang terjadi |
|---|---|
| fase lag | pertumbuhan lambat di awal, saat jumlah masih kecil |
| fase eksponensial | pertumbuhan sangat cepat, dengan makanan dan ruang yang melimpah |
| fase stasioner | pertumbuhan berhenti; kelahiran ≈ kematian (faktor pembatas seperti makanan menghambatnya) |
| fase kematian | jumlah menurun karena makanan habis, limbah menumpuk, atau penyakit menyebar |
Jelajahi
Bagaimana populasi tumbuh
Ubah laju pertumbuhan dan kapasitas tampung. Pertumbuhan cepat di awal, lalu melandai saat sumber daya habis.
Kosa kata
Latih
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ | populasi |
| species/ˈspiːsiːz/ | spesies |
| community/kəˈmjuːnɪti/ | komunitas |
19.4
Tips ujian
- Energi masuk dari Matahari, mengalir satu arah sepanjang rantai, dan hilang sebagai panas di setiap langkah. Nutrien didaur ulang.
- Rantai makanan dimulai dengan produsen; panah menunjukkan aliran energi. Pelajari produsen, konsumen, herbivora, karnivora, dan pengurai.
- Hanya ~10% energi yang berpindah naik di setiap tingkat trofik, sehingga rantai pendek dan memakan tumbuhan lebih efisien.
- Siklus karbon: fotosintesis ↔ respirasi dan pembakaran; siklus nitrogen (Suplemen): fiksasi, nitrifikasi, denitrifikasi oleh mikroorganisme.
- Populasi: satu spesies, satu area, satu waktu. Pelajari empat fase kurva pertumbuhan berbentuk S.
Pelajaran interaktif untuk topik ini
Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.