Daur fosfor adalah salah satu siklus biogeokimia esensial yang menopang kehidupan di Bumi. Siklus ini menggambarkan pergerakan fosfor melalui litosfer, hidrosfer, dan biosfer, memainkan peran krusial dalam pembentukan DNA, RNA, ATP, serta membran sel. Memahami daur fosfor sangat penting dalam biologi karena dampaknya terhadap produktivitas ekosistem, kesuburan tanah, hingga isu lingkungan seperti eutrofikasi. Artikel ‘Kuasai Daur Fosfor!’ ini hadir sebagai panduan komprehensif untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda. Kami menyajikan beragam jenis soal mulai dari 20 pilihan ganda yang menguji konsep dasar, 5 isian singkat untuk detail penting, 5 soal uraian untuk analisis mendalam, hingga 2 soal menjodohkan yang melatih koneksi antar istilah. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan penjelasan rinci, memastikan Anda tidak hanya mengetahui jawaban yang benar tetapi juga memahami alasan di baliknya. Siap menghadapi ujian atau sekadar ingin menguasai materi ini? Mari kita mulai!
I. Soal Pilihan Ganda
- Manakah reservoir utama fosfor di bumi?
- A. Atmosfer
- B. Batuan sedimen
- C. Air laut
- D. Tumbuhan
Jawaban: B
Penjelasan: Fosfor sebagian besar tersimpan dalam batuan sedimen, bukan di atmosfer seperti siklus nitrogen atau karbon. Batuan ini mengalami pelapukan untuk melepaskan fosfor ke lingkungan.
- Dalam bentuk apa fosfor paling banyak diserap oleh tumbuhan?
- A. P₄
- B. HPO₄²⁻
- C. PO₄³⁻
- D. H₂PO₄⁻
Jawaban: D
Penjelasan: Tumbuhan menyerap fosfor dari tanah dalam bentuk ion fosfat anorganik, terutama dihidrogen fosfat (H₂PO₄⁻) dan monohidrogen fosfat (HPO₄²⁻), tergantung pH tanah. H₂PO₄⁻ lebih dominan pada pH asam.
- Proses pelepasan fosfor dari batuan ke tanah dan air disebut…
- A. Denitrifikasi
- B. Fiksasi
- C. Pelapukan
- D. Eutrofikasi
Jawaban: C
Penjelasan: Pelapukan (weathering) adalah proses fisik dan kimia yang memecah batuan, melepaskan mineral termasuk fosfat ke dalam lingkungan.
- Peran utama fosfor dalam organisme hidup adalah sebagai komponen…
- A. Klorofil
- B. Hemoglobin
- C. Asam nukleat dan ATP
- D. Dinding sel tumbuhan
Jawaban: C
Penjelasan: Fosfor merupakan komponen vital dalam DNA, RNA (asam nukleat) sebagai tulang punggung gula-fosfat, dan ATP (adenosin trifosfat) sebagai pembawa energi utama sel.
- Organisme yang berperan mengubah fosfor organik menjadi fosfor anorganik yang dapat diserap tumbuhan adalah…
- A. Produsen
- B. Konsumen primer
- C. Dekomposer
- D. Kemosintetik
Jawaban: C
Penjelasan: Dekomposer (bakteri dan jamur) mengurai materi organik mati, melepaskan fosfor dalam bentuk anorganik (fosfat) kembali ke tanah melalui proses mineralisasi.
- Salah satu dampak negatif dari kelebihan fosfor di perairan adalah…
- A. Peningkatan kadar oksigen
- B. Penurunan pertumbuhan alga
- C. Eutrofikasi
- D. Peningkatan keanekaragaman hayati
Jawaban: C
Penjelasan: Eutrofikasi adalah pengayaan nutrisi, khususnya fosfor dan nitrogen, di perairan yang menyebabkan pertumbuhan alga yang berlebihan (algal bloom), mengurangi oksigen terlarut dan mengancam kehidupan akuatik.
- Mengapa daur fosfor berbeda dari daur nitrogen dan karbon dalam hal reservoir atmosfer?
- A. Fosfor tidak memiliki fase gas yang signifikan di atmosfer.
- B. Fosfor terlalu berat untuk berada di atmosfer.
- C. Mikroorganisme tidak dapat memfiksasi fosfor dari udara.
- D. Fosfor hanya ditemukan di daratan dan perairan.
Jawaban: A
Penjelasan: Tidak seperti nitrogen (N₂) dan karbon (CO₂), fosfor tidak memiliki reservoir gas yang besar di atmosfer. Ia bergerak melalui siklus batuan, tanah, air, dan organisme hidup.
- Bentuk fosfor yang tidak langsung dapat dimanfaatkan oleh sebagian besar tumbuhan adalah…
- A. Fosfat organik dalam sisa-sisa organisme mati
- B. Ion dihidrogen fosfat (H₂PO₄⁻)
- C. Ion monohidrogen fosfat (HPO₄²⁻)
- D. Fosfat anorganik terlarut
Jawaban: A
Penjelasan: Tumbuhan umumnya hanya dapat menyerap fosfor dalam bentuk fosfat anorganik terlarut. Fosfat organik harus didekomposisi terlebih dahulu oleh mikroorganisme menjadi bentuk anorganik.
- Proses pengikatan fosfat dari tanah oleh akar tumbuhan disebut…
- A. Mineralisasi
- B. Asimilasi
- C. Denitrifikasi
- D. Fiksasi
Jawaban: B
Penjelasan: Asimilasi adalah proses di mana organisme mengambil nutrisi anorganik (seperti fosfat) dan mengubahnya menjadi komponen organik tubuh mereka.
- Ketika hewan mengonsumsi tumbuhan, fosfor berpindah dari…
- A. Produsen ke dekomposer
- B. Konsumen ke produsen
- C. Produsen ke konsumen
- D. Abiotik ke biotik
Jawaban: C
Penjelasan: Tumbuhan adalah produsen. Ketika hewan (konsumen) memakan tumbuhan, fosfor berpindah melalui rantai makanan dari produsen ke konsumen.
- Fosfor merupakan unsur penting dalam pembentukan tulang dan gigi pada hewan karena…
- A. Membentuk kalsium karbonat
- B. Merupakan bagian dari hidroksiapatit
- C. Membantu penyerapan vitamin D
- D. Mengikat oksigen
Jawaban: B
Penjelasan: Kalsium fosfat, khususnya dalam bentuk hidroksiapatit (Ca₅(PO₄)₃(OH)), adalah komponen utama yang memberikan kekuatan pada tulang dan gigi.
- Aktivitas manusia yang paling signifikan memengaruhi daur fosfor adalah…
- A. Pembakaran bahan bakar fosil
- B. Penggunaan pupuk anorganik
- C. Penebangan hutan
- D. Pembangunan bendungan
Jawaban: B
Penjelasan: Penggunaan pupuk yang kaya fosfat dalam pertanian dapat menyebabkan limpasan fosfor berlebih ke perairan, memicu eutrofikasi.
- Mikroorganisme tanah yang membantu melarutkan fosfat dari bentuk yang tidak larut menjadi bentuk yang tersedia bagi tumbuhan disebut…
- A. Bakteri nitrifikasi
- B. Bakteri denitrifikasi
- C. Bakteri pelarut fosfat
- D. Bakteri pengikat nitrogen
Jawaban: C
Penjelasan: Bakteri pelarut fosfat (Phosphate Solubilizing Bacteria/PSB) mengeluarkan asam organik yang dapat melarutkan fosfat terikat dan membuatnya tersedia bagi tumbuhan.
- Bagian dari ekosistem di mana fosfor cenderung terakumulasi dalam jangka waktu yang sangat lama adalah…
- A. Biomassa tumbuhan
- B. Air sungai
- C. Sedimen laut
- D. Atmosfer
Jawaban: C
Penjelasan: Fosfor yang terbawa ke laut dapat mengendap dan terakumulasi dalam sedimen laut, yang bisa memakan waktu jutaan tahun untuk kembali ke siklus aktif melalui pengangkatan geologis.
- Bagaimana fosfor dari kotoran hewan kembali ke tanah?
- A. Diserap langsung oleh tumbuhan
- B. Menguap ke atmosfer
- C. Diurai oleh dekomposer
- D. Terlarut dalam air hujan
Jawaban: C
Penjelasan: Kotoran hewan mengandung fosfor organik. Dekomposer akan mengurai kotoran ini, mengubah fosfor organik menjadi fosfat anorganik yang dapat digunakan tumbuhan.
- Yang bukan merupakan senyawa penting yang mengandung fosfor dalam sel adalah…
- A. DNA
- B. RNA
- C. ATP
- D. Glukosa
Jawaban: D
Penjelasan: Glukosa adalah monosakarida dan merupakan sumber energi, tetapi tidak mengandung fosfor dalam struktur molekul utamanya. DNA, RNA, dan ATP semuanya mengandung gugus fosfat.
- Sumber fosfor non-alami yang banyak digunakan dalam pertanian adalah…
- A. Batuan fosfat
- B. Pupuk kandang
- C. Abu vulkanik
- D. Pupuk anorganik sintetis
Jawaban: D
Penjelasan: Pupuk anorganik sintetis seringkali mengandung fosfat dalam jumlah tinggi yang diproduksi secara industri untuk meningkatkan kesuburan tanah pertanian.
- Dalam kondisi pH tanah yang sangat rendah (asam), ketersediaan fosfor bagi tumbuhan cenderung…
- A. Meningkat drastis
- B. Menurun karena terikat dengan aluminium atau besi
- C. Tetap stabil
- D. Berubah menjadi bentuk gas
Jawaban: B
Penjelasan: Pada pH tanah yang sangat asam, fosfor cenderung terikat kuat dengan ion-ion seperti aluminium (Al) dan besi (Fe), membentuk senyawa yang tidak larut dan sulit diserap oleh tumbuhan.
- Proses di mana fosfor terlarut dalam air dan mengalir ke sungai, danau, atau laut disebut…
- A. Evaporasi
- B. Presipitasi
- C. Limpasan (run-off)
- D. Transpirasi
Jawaban: C
Penjelasan: Limpasan adalah aliran air di permukaan tanah yang membawa serta sedimen dan nutrisi (termasuk fosfor) ke badan air yang lebih besar.
- Apa perbedaan utama antara daur fosfor dengan daur karbon dan nitrogen?
- A. Daur fosfor tidak melibatkan organisme hidup.
- B. Daur fosfor tidak memiliki fase atmosfer yang signifikan.
- C. Daur fosfor hanya terjadi di daratan.
- D. Daur fosfor tidak memengaruhi perubahan iklim.
Jawaban: B
Penjelasan: Perbedaan fundamental daur fosfor dengan daur karbon (CO₂) dan nitrogen (N₂) adalah ketiadaan reservoir gas di atmosfer. Fosfor utamanya bergerak melalui batuan, tanah, air, dan organisme.
II. Soal Isian Singkat
- Reservoir fosfor terbesar di bumi terdapat pada ___________.
- Tumbuhan menyerap fosfor dalam bentuk ion ___________ dan ___________.
- Proses penguraian bahan organik mati oleh dekomposer untuk melepaskan fosfor anorganik disebut ___________.
- Kelebihan nutrisi, termasuk fosfor, di perairan yang menyebabkan ledakan populasi alga disebut ___________.
- Fosfor adalah komponen penting dalam molekul pembawa energi utama sel yaitu ___________.
Kunci Jawaban: Batuan sedimen/Litosfer
Kunci Jawaban: Fosfat (H₂PO₄⁻ dan HPO₄²⁻)
Kunci Jawaban: Mineralisasi
Kunci Jawaban: Eutrofikasi
Kunci Jawaban: ATP (Adenosin Trifosfat)
III. Soal Uraian
- Jelaskan secara singkat bagaimana fosfor dari batuan dapat sampai ke tubuh organisme hidup.
- Mengapa daur fosfor disebut sebagai siklus sedimen dan tidak memiliki fase gas yang signifikan? Jelaskan alasannya.
- Bagaimana aktivitas pertanian, khususnya penggunaan pupuk, dapat memengaruhi keseimbangan daur fosfor di lingkungan?
- Sebutkan dan jelaskan dua peran penting fosfor dalam struktur dan fungsi sel organisme hidup.
- Komponen Asam Nukleat (DNA & RNA): Fosfor membentuk tulang punggung gula-fosfat pada molekul DNA dan RNA, yang menyimpan dan mentransmisikan informasi genetik. Tanpa fosfor, materi genetik tidak dapat terbentuk.
- Komponen ATP (Adenosin Trifosfat): ATP adalah molekul pembawa energi utama dalam sel. Ikatan fosfat berenergi tinggi dalam ATP dilepaskan untuk menyediakan energi bagi berbagai proses seluler, seperti kontraksi otot, sintesis protein, dan transportasi aktif.
- Komponen Membran Sel: Fosfor adalah bagian dari fosfolipid, yang merupakan komponen utama membran sel. Lapisan ganda fosfolipid membentuk struktur dasar membran sel dan organel, mengatur keluar masuknya zat.
- Apa yang akan terjadi pada ekosistem perairan jika terjadi peningkatan fosfor secara drastis dari limpasan lahan pertanian? Jelaskan urutan kejadiannya.
- Peningkatan Nutrien: Fosfor, yang seringkali menjadi faktor pembatas, menjadi melimpah.
- Algal Bloom: Peningkatan nutrien ini memicu pertumbuhan alga dan tumbuhan air lainnya secara eksplosif (eutrofikasi atau algal bloom).
- Penurunan Cahaya: Lapisan alga yang tebal menghalangi penetrasi cahaya matahari ke dasar perairan, menghambat fotosintesis tumbuhan air di bawahnya.
- Penurunan Oksigen: Ketika alga mati, dekomposer (bakteri) menguraikannya. Proses dekomposisi ini mengonsumsi sejumlah besar oksigen terlarut dalam air.
- Kematian Organisme Akuatik: Kekurangan oksigen (anoksia atau hipoksia) menyebabkan kematian massal ikan dan organisme akuatik lainnya yang tidak dapat bertahan hidup tanpa oksigen, menciptakan “zona mati”.
Kunci Jawaban: Fosfor dari batuan dilepaskan ke tanah dan air melalui proses pelapukan (weathering). Fosfor dalam bentuk ion fosfat (H₂PO₄⁻ atau HPO₄²⁻) kemudian diserap oleh tumbuhan melalui akarnya (asimilasi). Ketika hewan memakan tumbuhan atau hewan lain, fosfor berpindah melalui rantai makanan. Saat organisme mati, dekomposer menguraikan sisa-sisa organik, mengembalikan fosfor anorganik ke tanah atau air.
Kunci Jawaban: Daur fosfor disebut siklus sedimen karena reservoir terbesarnya adalah batuan dan sedimen di kerak bumi, bukan di atmosfer. Fosfor tidak memiliki fase gas yang signifikan karena ia tidak membentuk senyawa yang mudah menguap pada suhu dan tekanan atmosfer bumi. Sebagian besar senyawanya berupa padatan atau terlarut dalam air.
Kunci Jawaban: Aktivitas pertanian dengan penggunaan pupuk fosfat anorganik secara berlebihan dapat mengganggu keseimbangan daur fosfor. Fosfor yang tidak terserap oleh tanaman dapat terbawa oleh air hujan (limpasan permukaan) menuju sungai, danau, atau laut. Konsentrasi fosfor yang tinggi di perairan ini dapat memicu eutrofikasi, yaitu pertumbuhan alga yang sangat cepat (algal bloom). Kematian dan dekomposisi alga ini akan menghabiskan oksigen terlarut, menyebabkan kematian massal ikan dan organisme akuatik lainnya.
Kunci Jawaban:
Kunci Jawaban: Jika terjadi peningkatan fosfor secara drastis di ekosistem perairan:
IV. Soal Menjodohkan/Mencocokkan
Jodohkan istilah di kolom kiri dengan deskripsi yang tepat di kolom kanan.
Bagian A: Istilah dan Definisi
| Kiri (Istilah) | Kanan (Deskripsi) |
|---|---|
| 1. Pelapukan | A. Pertumbuhan alga berlebihan akibat kelebihan nutrien |
| 2. Eutrofikasi | B. Organisme pengurai bahan organik mati |
| 3. Dekomposer | C. Proses pelepasan fosfor dari batuan |
| 4. Asimilasi | D. Penyerapan fosfat oleh tumbuhan |
Kunci Jawaban Bagian A:
- 1. Pelapukan — C. Proses pelepasan fosfor dari batuan
- 2. Eutrofikasi — A. Pertumbuhan alga berlebihan akibat kelebihan nutrien
- 3. Dekomposer — B. Organisme pengurai bahan organik mati
- 4. Asimilasi — D. Penyerapan fosfat oleh tumbuhan
Bagian B: Sumber dan Bentuk Fosfor
| Kiri (Sumber/Bentuk) | Kanan (Keterangan) |
|---|---|
| 1. Batuan fosfat | A. Bentuk fosfor yang diserap tumbuhan |
| 2. ATP | B. Reservoir utama fosfor |
| 3. H₂PO₄⁻ | C. Molekul pembawa energi sel |
| 4. Hidroksiapatit | D. Komponen utama tulang dan gigi |
Kunci Jawaban Bagian B:
- 1. Batuan fosfat — B. Reservoir utama fosfor
- 2. ATP — C. Molekul pembawa energi sel
- 3. H₂PO₄⁻ — A. Bentuk fosfor yang diserap tumbuhan
- 4. Hidroksiapatit — D. Komponen utama tulang dan gigi