Penguraian

Di mana ia berlaku

Penguraian berlaku di mana-mana sahaja organisma mati, daun gugur, najis dan bahan buangan organik lain terdapat, dan dijalankan terutamanya oleh bakteria dan kulat yang bertindak sebagai pengurai.

Tapak utamanya ialah permukaan tanah dan sarap daun di hutan, lumpur di dasar kolam dan sungai, timbunan kompos, serta usus dan kulit haiwan yang mati. Kulat mendominasi bahan tumbuhan yang liat dan kaya selulosa dan lignin, dengan menghantar hifa seakan benang menembusi bahan itu; bakteria mendominasi sisa lembut yang kaya protein.

Detritivor seperti cacing tanah, gonggok dan kutu kayu bukan pengurai dalam erti kata yang sebenar, kerana ia menelan makanan pepejal, tetapi dengan mencarik sarap daun ia meningkatkan dengan banyaknya luas permukaan yang tersedia untuk bakteria dan kulat.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: tumbuhan dan haiwan mati, daun gugur, najis dan air kencing, semuanya kaya dengan sebatian organik kompleks seperti selulosa, protein dan lipid.
• Bahan masuk: enzim pencernaan yang dirembeskan oleh bakteria dan kulat, termasuk selulase, protease dan lipase.
• Bahan masuk: oksigen, digunakan oleh pengurai aerobik untuk merespirasikan bahan yang diserapnya.
• Bahan masuk: air, diperlukan supaya enzim berfungsi dan hasil larut dapat diserap.
• Hasil: karbon dioksida dan air daripada respirasi pengurai, serta haba, dan inilah sebabnya timbunan kompos terasa panas.
• Hasil: ammonia dan sebatian nitrogen lain, ion mineral seperti fosfat dan kalium, serta humus yang memperbaiki struktur tanah.

Langkah-langkahnya

1. Sesuatu organisma mati atau mengeluarkan bahan buangan, dan bahan organik itu mula dikoloni oleh bakteria dan spora kulat yang sedia ada dalam tanah, air dan udara.
2. Detritivor seperti cacing tanah dan gonggok mencarik dan mencerna sebahagian bahan itu, meningkatkan luas permukaan untuk pengurai bertindak.
3. Bakteria dan kulat merembeskan enzim pencernaan ke atas bahan itu: selulase bertindak pada dinding sel tumbuhan, protease pada protein dan lipase pada lemak.
4. Enzim menghidrolisiskan sebatian organik kompleks di luar badan pengurai kepada bahan ringkas yang larut seperti glukosa, asid amino, asid lemak dan gliserol.
5. Pengurai menyerap hasil larut ini merentasi dinding sel dan membrannya, satu cara pemakanan yang dipanggil pemakanan saprofit.
6. Bahan yang diserap digunakan dalam respirasi aerobik, membebaskan karbon dioksida, air dan haba ke persekitaran.
7. Nitrogen daripada asid amino dibebaskan sebagai ammonia, yang ditukar oleh bakteria pengnitritan dalam tanah kepada nitrat; fosfat dan ion mineral lain dikembalikan ke air tanah.
8. Pengeluar menyerap karbon dioksida yang dibebaskan melalui fotosintesis dan ion mineral melalui akarnya, melengkapkan kitaran nutrien.

Faktor yang mempengaruhi kadarnya

Kadar penguraian tidak malar; 3 faktor persekitaran mempercepat atau memperlahankannya.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Penguraian mengelakkan kehilangan kekal nutrien apabila bahan organik terkumpul. Dengan memecahkan organisma mati dan bahan buangan, pengurai mengekalkan nutrien penting seperti nitrogen dan karbon berkitar melalui ekosistem, menjadikannya tersedia semula untuk pengeluar.

Kadarnya dikawal oleh faktor yang sama yang mengawal mana-mana proses berasaskan enzim, kerana penguraian dijalankan oleh enzim. Keadaan panas, lembap dan mempunyai pengudaraan baik dengan pH hampir neutral membolehkan pengurai tumbuh dan merespirasi paling pantas, dan inilah sebabnya sarap daun hilang dalam beberapa minggu di hutan hujan tropika tetapi kekal bertahun-tahun di tanah yang sejuk atau berair.

Apabila oksigen tiada, hanya bakteria anaerob dapat bertindak, penguraian menjadi perlahan dan tidak lengkap, dan bahan itu mungkin terpelihara sebagai gambut atau akhirnya sebagai bahan api fosil.

Manusia mengurus penguraian dengan sengaja. Pengomposan menimbun sisa organik supaya haba, kelembapan dan udara mempercepat pereputan dan menghasilkan baja.

Penyejukan, pengeringan, pengasinan dan penjerukan mengawet makanan dengan menghilangkan satu daripada keadaan yang diperlukan pengurai: suhu rendah memperlahankan aktiviti enzim, pengeringan menghilangkan air, dan garam atau asid mewujudkan persekitaran yang tidak dapat ditahan oleh kebanyakan pengurai.

Bagaimana ia diperiksa

Penguraian diperiksa terutamanya melalui kitaran nutrien dan melalui item bergaya eksperimen. Dalam gambar rajah kitaran, anak panah daripada organisma mati ke nitrat tanah atau ke karbon dioksida atmosfera melalui pengurai, dan anda diminta menamakan organisma dan prosesnya.

Item eksperimen menghuraikan roti, daun atau buah yang disimpan pada suhu, tahap kelembapan atau ketersediaan oksigen yang berbeza dan meminta anda meramalkan sampel yang mereput paling cepat serta menerangkan sebabnya, menggunakan idea aktiviti enzim dan respirasi. Item esei mengaitkan penguraian dengan kesan rumah hijau, pengawetan makanan atau peranan mikroorganisma dalam ekosistem, dan markah bergantung pada pernyataan bahawa pengurai membebaskan nutrien untuk digunakan semula oleh pengeluar.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seorang pelajar meletakkan roti segar berjisim sama dalam 4 bekas lut sinar yang tertutup. Bekas A disimpan lembap pada suhu bilik, bekas B disimpan lembap dalam peti sejuk, bekas C disimpan kering pada suhu bilik, dan bekas D disimpan lembap pada suhu bilik selepas roti direndam dalam larutan garam pekat.

Selepas 10 hari, pertumbuhan kulat yang kelihatan paling banyak dalam A dan paling sedikit dalam C dan D. (a) Namakan jenis pemakanan yang ditunjukkan oleh kulat pada roti.

(b) Terangkan mengapa pertumbuhan kulat lebih banyak dalam A berbanding B. (c) Terangkan mengapa sangat sedikit pertumbuhan berlaku dalam C.

(d) Cadangkan mengapa roti dalam D tidak mereput, dan kaitkan ini dengan satu kaedah pengawetan makanan.

Jawapan model. (a) Pemakanan saprofit: kulat merembeskan enzim ke atas roti, mencernanya secara luaran dan menyerap hasil larut. (b) Bekas A berada pada suhu yang lebih tinggi, jadi enzim kulat bertindak lebih pantas dan kulat merespirasi dan tumbuh lebih pantas.

Dalam peti sejuk, suhu rendah memperlahankan aktiviti enzim, jadi penguraian lebih perlahan. (c) Roti dalam C kering.

Kulat memerlukan air supaya enzimnya bertindak dan untuk menyerap hasil terlarut, dan spora memerlukan kelembapan untuk bercambah, jadi pertumbuhan sangat sedikit. (d) Larutan garam pekat menarik air keluar daripada sel kulat secara osmosis, jadi kulat tidak dapat tumbuh; inilah prinsip di sebalik pengasinan ikan dan daging untuk mengawet makanan.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim