-
TopikKompetensi Dasar
Tujuan
Pokok materi
A. NITROGEN
Nitrogen bebas (N2) memenuhi 80% komposisi dominan dari
unsur-unsur lainnya. Mungkin kalian berfikir, mengapa bukan oksigen
yang paling banyak. Cobalah cari alasannya.
Baik tumbuhan maupun hewan membutuhkan nitrogen. amino. Apa itu
asam amino? Asam aminoberguna sebagai penyusun tubuh seperti otot
dan daging. Protein juga berperan dalam proses metabolime sebagi
enzim dan hormon.
N asam amino proteinDi alam Nitrogen berbentuk persenyawaan
seperti
B. FUNGSI NITROGEN1. Sebagai penyusun asam amino2. Sebagai
penyusun asam nukleat
unsur N menjadi unsur terpenting karena menjadi penyusun asam
amino dan asam nukleat. adalah unsur makro pertumbuhan buah menjadi
kecil. Tanaman Pupuk-pupuk yang digunakan petani sebagian besar
mengandung unsur nitrogen seperti UREA (47%), NPK dan ZA (21%).
C. SUMBER-SUMBER NITROGEN
Sumber nitrogen terbesar adalah Nbereaksi) sehingga dibutuhkan
energi besar untuk memecahnya. Proses pemecahan nitrogen di udara
secara alami bisa terjadi melalui:
1. Petir (energi petir)Petir memiliki energi yang besar untuk
memecah N sehingga dapat bersenyoksigen membentuk Nitrat
(NOmenyuburkan tanaman.
Topik : DAUR NITROGEN (N)Kompetensi Dasar : Mendeskripsikan
peran ekosistem dalam aliran energi dan
daur biogeokimiaTujuan : Siswa dapat menjelaskan konsep daur
nitrogen melalui skema
Siswa dapat menyebutkan peranan daur nitrogenPokok materi :
Nitrogen, Fungsi Nitrogen, Daur Nitrogen
) memenuhi 80% komposisi atmosfer bumi. Jadi Nitrogen di unsur
lainnya. Mungkin kalian berfikir, mengapa bukan oksigen yang
paling
banyak. Cobalah cari alasannya.
Baik tumbuhan maupun hewan membutuhkan nitrogen. Nitrogen adalah
unsur pembentuk asam amino. Apa itu asam amino? Asam amino adalah
molekul pembentuk protein. Protein bagi tubuh berguna sebagai
penyusun tubuh seperti otot dan daging. Protein juga berperan dalam
proses metabolime sebagi enzim dan hormon.
Gambar N.1 Asam amino
protein ; enzim, hormon, otot dan daging.Di alam Nitrogen
berbentuk persenyawaan seperti N2, NO2, NO3, dan NH
Sebagai penyusun asam amino (komponen pembentuk protein)asam
nukleat (komponen pembentuk DNA dan RNA)
unsur N menjadi unsur terpenting karena menjadi penyusun asam
amino dan asam nukleat. adalah unsur makro pertumbuhan tanaman.
Kekurangan N mengakibatkan daun menguning dan
Tanaman yang kekurangan N membutuhkan asupan pupuk N yang cukup.
pupuk yang digunakan petani sebagian besar mengandung unsur
nitrogen seperti UREA
SUMBER NITROGEN
Sumber nitrogen terbesar adalah N2 di atmosfer bumi. Namun
molekul ini relatif stabil (sukar bereaksi) sehingga dibutuhkan
energi besar untuk memecahnya. Proses pemecahan nitrogen di udara
secara alami bisa terjadi melalui:
Petir memiliki energi yang besar untuk memecah N sehingga dapat
bersenyoksigen membentuk Nitrat (NO3). Nitrat jatuh ke tanah dan
menjadi unsur hara yang
DAUR NITROGEN (N)Mendeskripsikan peran ekosistem dalam aliran
energi dan
Siswa dapat menjelaskan konsep daur nitrogen melalui skemaSiswa
dapat menyebutkan peranan daur nitrogen
Daur Nitrogen
bumi. Jadi Nitrogen di udara lebih unsur lainnya. Mungkin kalian
berfikir, mengapa bukan oksigen yang paling
Nitrogen adalah unsur pembentuk asam adalah molekul pembentuk
protein. Protein bagi tubuh
berguna sebagai penyusun tubuh seperti otot dan daging. Protein
juga berperan dalam proses
NH4.
pembentuk DNA dan RNA)
unsur N menjadi unsur terpenting karena menjadi penyusun asam
amino dan asam nukleat. N tanaman. Kekurangan N mengakibatkan daun
menguning dan
yang kekurangan N membutuhkan asupan pupuk N yang cukup. pupuk
yang digunakan petani sebagian besar mengandung unsur nitrogen
seperti UREA
lekul ini relatif stabil (sukar bereaksi) sehingga dibutuhkan
energi besar untuk memecahnya. Proses pemecahan nitrogen di
Petir memiliki energi yang besar untuk memecah N sehingga dapat
bersenyawa dengan ). Nitrat jatuh ke tanah dan menjadi unsur hara
yang
-
2. Fiksasi oleh mikroorganisme pengikat NitrogenUmumnya tidak
ada makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen secara langsung
dari udara. Tetapi ada beberapa bakteri yang mampu memfiksasi
(mengikat) N dari udara dan mengubahnya menjadi nitrat. Contohnya
dengan tanaman kacang-mutualistik, bakteri mendapatkan tempat hidup
dan tanaman memperoleh kebutuhan hara (nitrogen).
Gambar N.2c.
Selain Rhizobium, beberapa bakteri seperti dan Clostridium juga
memiliki kemampuan dalam menambat nitrogenkelompok alga biru
seperti paku air Azolla pinata dan pakis hajikelompok jamur
(Mycorhizaberperan dalam daur N
D. DAUR NITROGEN
Fiksasi oleh mikroorganisme pengikat NitrogenUmumnya tidak ada
makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen secara langsung dari
udara. Tetapi ada beberapa bakteri yang mampu memfiksasi (mengikat)
N dari udara dan mengubahnya menjadi nitrat. Contohnya Rhizobium,
bakteri kemoautotrof yang bersimbio
-kacangan membentuk bintil pada akar. Simbiosis ini bersifat
mutualistik, bakteri mendapatkan tempat hidup dan tanaman
memperoleh kebutuhan hara
a. Tanaman kedelai, b. Bintil akar tanaman kedelai, c. Rhizobium
pada akar Leguminoceae
beberapa bakteri seperti Azotobacter, Marsiella crenata,
Rhodospirillum juga memiliki kemampuan dalam menambat nitrogen
kelompok alga biru seperti Anabaena azolae dan Anabaena
cycadaedan pakis haji Cycas rumphii), Gloeocapsa dan
Mycorhiza). (Lihat di halaman bawah : daftar mikroorganisme yang
berperan dalam daur N)
Gambar N.3 Skema Daur Nitrogen
Umumnya tidak ada makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen
secara langsung dari udara. Tetapi ada beberapa bakteri yang mampu
memfiksasi (mengikat) N dari udara dan
bakteri kemoautotrof yang bersimbiosis kacangan membentuk bintil
pada akar. Simbiosis ini bersifat
mutualistik, bakteri mendapatkan tempat hidup dan tanaman
memperoleh kebutuhan hara
a. Tanaman kedelai, b. Bintil akar tanaman kedelai,
Marsiella crenata, Rhodospirillum juga memiliki kemampuan dalam
menambat nitrogen. Ada juga dari
(bersimbiosis dengan dan Nostoc. Ada juga dari
daftar mikroorganisme yang
-
1. Fiksasi NitrogenFiksasi nitrogen adalah proses penambatan
atau pengambilan nitrogen dari udara. Nitrogen (N2) di udara
diambil oleh bakteri pengikat nitrogen (contoh : Rhizobium) yang
terdapat pada bintilakar tanaman (Leguminoceae/polong-polongan).
Bakteri mengubah nitrogen bebas menjadi nitrat yang langsung
diserap oleh tanaman simbiotik.
Gambar N.3 Rhizobium mengikat nitrogen bebas (N2) dari udara
Selain Rhizobium, kelompok proteobacteria lain juga memiliki
kemampuan dalam mengikat nitrogen (N-fixing bacteria).
Proses pemecahan nitrogen bebas juga berlangsung dengan bantuan
energi petir. Petir memicu terjadinya reaksi Nitrogen dengan
oksigen menjadi senyawa NO2 dan NH2. Senyawa yang terbentuk
tersebut turun bersama air hujan.
Gambar N.4 Bakteri tanah juga mengikat N bebas dari udara
2. AmonifikasiAmonifikasi adalah pengubahan senyawa tertentu
(amonia maupun nitrat) menjadi ammonium.
-
Amonium bisa dihasilkan dari pengubahan nitrat. Proses ini
sebenarnya merugikan tanaman karena jumlah nitrat di tanah menjadi
berkurang. Contoh bakteri yang berperan dalam amonifikasi nitrat
menjadi amonium adalah Micrococcus denitrifican.
Gambar N.5 Amonifikasi dari Nitrat
Ammonium juga terbentuk dari perombakan jasad mati makhluk
hidup. Hasil ekskresi dan jasad mati makhluk hidup terdekomposisi
oleh detritivor menghasilkan amonia (NH3). Amonia diubah menjadi
amonium (NH4).
Gambar N.6 Jasad mati makhluk hidup terurai menjadi ammonium
(NH4+)
Reaksi amonifikasi :pengubahan senyawa menjadi ammonium
-
Amonium memang bisa dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan, tetapi
sebagian besar amonium digunakan oleh bakteri aerob sebagai sumber
energi.
Gambar N.7 Ammonium diserap tumbuhan
3. NitrifikasiNitrifikasi adalah proses pengubahan amonium
menjadi nitrat. Enzim yang berperan dalam proses tersebut adalah
enzim nitrogenase. Nitrifikasi melibatkan dua tahapan proses yaitu
nitritasi kemudian nitratasi. Nitritasi adalah pengubahan amonium
menjadi nitrit (NO2). Bakteri yang berperan dalam nitritasi
contohnya Nitrosomonas. Sedangkan nitratasi adalah pengubahan
nitrit menjadi nitrat (NO3). Bakteri yang berperan dalam nitratasi
contohnya Nitrobacter.
Gambar N.8 Nitritasi dan Nitratasi
Nitrat yang tersedia digunakan tumbuhan untuk asimilasi
(fotosintesis). Sementara hewan memperoleh kebutuhan nitrogen lewat
rantai makanan.
-
Gambar N.9 Nitrat hasil nitratasi diserap tumbuhan
Untuk mengamati reaksi-reaksi pembentukan nitrat amati Tabel N.1
berikut ini.
Tabel N.1 Reaksi-reaksi dalam nitrifikasi
Nitrifikasi hanya bisa berlangsung dalam kondisi aerob (cukup
oksigen). Bila tidak cukup oksigen akan terjadi denitrifikasi.
4. DenitrifikasiDenitrifikasi adalah proses pelepasan nitrogen
ke atmosfer. Proses ini dipicu oleh jumlah oksigen yang terbatas di
dalam tanah.
Pada kondisi anaerob (kekurangan oksigen), bakteri tanah
mengambil oksigen dari senyawa nitrat yang tersedia di dalam tanah.
Akibatnya beberapa nitrat berubah kembali menjadi nitrogen bebas
(N2). Seperti halnya amonifikasi, proses denitrifikasi juga
merugikan tanamankarena mengurangi kesuburan tanah. Contoh bakteri
yang berperan antara lain Thiobacillus denitrifican, Micrococcus
denitrifican, dan Pseudomonas denitrifican.
-
Gambar N.10 Bakteri denitrifikasi mengembalikan nitrat dari
tanah ke udara
Banyak mikroorganisme yang terlibat dalam daur biogeokimia N
ini. Adapun mikroorganisme yang berperan dalam daur N dapat diamati
pada Tabel N.2 di bawah ini.
Tabel N.2 Mikroorganisme yang berperan dalam daur N
E. RINGKASAN Nitrogen adalah unsur penting dalam pembentukan
protein. Jumlah nitrogen terbanyak di atmosfer tetapi tidak dapat
digunakan langsung. Nitrogen
diserap tumbuhan sebagai nitrat (NH3) dan amonium (NH4).
Sementara hewan memperoleh kebutuhan nitrogen lewat rantai
makanan.
Di dalam daur nitrogen ada 4 tahap yaitu fiksasi nitrogen,
amonifikasi, nitrifikasi dan denitrifikasi.
Nitrogen bebas (N2) di udara adalah senyawa stabil yang sukar
bereaksi. Energi petir membantu persenyawaan nitrogen bebas dan
oksigen menjadi nitrat. Beberapa mikroorganisme mampu menambat atau
memfiksasi nitrogen bebas dari udara dan
-
mengubahnya menjadi nitrat. Mikroorganisme tersebut antara lain
Rhizobium (Rhizobium leguminosarum, Rhizobium japanicum, dan
Rhizobium phaseoli), Azotobacter, Clostridium, dan kelompok alga
biru.
Amonifikasi adalah pengubahan nitrat menjadi amonium. Contoh
bakteri yang berperan adalah Micrococcus denitrifican.
Nitrifikasi adalah pengubahan amonium menjadi nitrat.
Nitrifikasi melibatkan dua proses bertahap yaitu nitritasi kemudian
nitratasi. Bakteri yang berperan dalam nitrifikasi yaitu
nitrosomonas dan nitrobacter.
Denitrifikasi adalah pelepasan nitrogen ke atmosfer. Bakteri
yang berperan antara lain Thiobacillus denitrifican, Micrococcus
denitrifican, dan Pseudomonas denitrifican.
F. REFERENSI BukuSri Pujianto. 2011. Buku biologi Menjelajah
Dunia Biologi 1. Solo: Tiga Serangkai Pustaka
MandiriIstamar Syamsuri. 2005. Buku biologi SMU Jilid 1B.
Jakarta : Erlangga
Buku Sekolah Elektronik :Idun, Kistinah. 2009. Biologi 1 :
Makhluk Hidup dan Lingkungannya Untuk SMA/MA Kelas X.
Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.Fictor
Ferdinand P. 2009. Praktis Belajar Biologi 1. Untuk Kelas X Sekolah
Menengah
Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta :
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Herni Budiati. 2009. Biologi: untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta
: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Rikky Firmansyah. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Biologi 1: untuk
Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu
Pengetahuan Alam. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan
Nasional
Sri Widiyati. 2009. Biologi: SMA dan MA Kelas X. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Subardi. 2009. Biologi 1: untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Riana Yani. 2009. Biologi 1: Kelas X SMA dan MA. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
GambarN.1 :
http://dadandarmawan2006.wordpress.com/2008/09/25/komposisi-asam-amino-
mendasari-keragaman-protein/N.2 :
http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/11/aplikasi-rhizobium-sp-dalam-
peningkatan-produktivitas-pertanian/http://organikhayati.blogspot.com/2011/06/hasil-penerapan-teknologi.htmlhttp://flora-ku.blogspot.com/2011/01/bintil-akar-pada-tanaman.htmlhttp://110.138.206.53/bahan-ajar/modul_online/biologi/MO_86/kb1_5.htm
N.3 :
http://bioh.wikispaces.com/file/view/36-16-NitrogenCycle-L.gif/31445777/36-16-NitrogenCycle-L.gif
http://dadandarmawan2006.wordpress.com/2008/09/25/komposisi-asam-amino-mendasari-keragaman-protein/http://dadandarmawan2006.wordpress.com/2008/09/25/komposisi-asam-amino-mendasari-keragaman-protein/http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/11/aplikasi-rhizobium-sp-dalam-peningkatan-produktivitas-pertanian/http://aguskrisnoblog.wordpress.com/2011/01/11/aplikasi-rhizobium-sp-dalam-peningkatan-produktivitas-pertanian/http://organikhayati.blogspot.com/2011/06/hasil-penerapan-teknologi.htmlhttp://flora-ku.blogspot.com/2011/01/bintil-akar-pada-tanaman.htmlhttp://110.138.206.53/bahan-ajar/modul_online/biologi/MO_86/kb1_5.htmhttp://bioh.wikispaces.com/file/view/36-16-NitrogenCycle-L.gif/31445777/36-16-NitrogenCycle-L.gifhttp://bioh.wikispaces.com/file/view/36-16-NitrogenCycle-L.gif/31445777/36-16-NitrogenCycle-L.gif
-
G. LATIHAN SOALKerjakan soal di bawah ini dengan benar.
1. Sebutkan fungsi nitrogen dalam kehidupan.2. Bagaimana
tumbuhan memperoleh kebutuhan nitrogen?3. Jelaskan proses
ketersediaan nitrogen di dalam tanah? 4. Proses nitrifikasi hanya
bisa terjadi pada saat tanah tersedia cukup oksigen. Jelaskan
mengapa demikian.5. Mengapa kondisi anaerob pada tanah memicu
penurunan nitrogen?6. Gambarkan skema daur nitrogen dan berilah
penjelasan secara singkat.
________________________________________
Copyright@ Biologi SMAN 2 Jemberwww.biosmadaj.blogspot.com
http://www.biosmadaj.blogspot.com/
DAUR NITROGEN (N)A. NitrogenB. Fungsi NitrogenC. Sumber
NitrogenD. Daur NitrogenE. RingkasanF. ReferensiG. Latihan
soalwww.biosmadaj.blogspot.com