Mengungkap Rahasia Daur Sulfur: Latihan Soal Biologi Lengkap untuk Pemahaman Optimal!
Daur sulfur atau siklus belerang adalah salah satu siklus biogeokimia esensial yang menopang kehidupan di Bumi. Belerang merupakan unsur penting bagi semua makhluk hidup, berperan dalam struktur protein dan berbagai reaksi metabolik. Artikel ini menyediakan kumpulan soal biologi lengkap mengenai daur sulfur, dirancang untuk membantu siswa dan mahasiswa memahami proses kompleks ini secara mendalam. Pembahasan meliputi berbagai bentuk sulfur di lingkungan, peran mikroorganisme dalam transformasi belerang (seperti bakteri pengoksidasi sulfur dan pereduksi sulfat), tahapan siklus mulai dari mineralisasi, asimilasi, reduksi, hingga oksidasi, serta dampak aktivitas manusia terhadap keseimbangan daur sulfur. Dengan soal pilihan ganda, isian singkat, uraian, dan menjodohkan yang dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan, Anda akan dapat menguji pemahaman, mengidentifikasi area yang perlu diperdalam, dan menguasai konsep daur sulfur secara menyeluruh. Mari kita mulai belajar dan taklukkan materi daur sulfur!
Ayo Uji Pemahamanmu: Soal Pilihan Ganda Daur Sulfur!
-
Unsur sulfur (belerang) dapat ditemukan dalam berbagai bentuk di alam. Bentuk sulfur yang paling umum diserap oleh tumbuhan dari tanah adalah:
- A. H₂S
- B. S elemental
- C. SO₄²⁻
- D. SO₂
- E. Sorganik
Jawaban: C
Pembahasan: Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk ion sulfat (SO₄²⁻) dari tanah melalui akarnya.
-
Proses perubahan sulfur organik menjadi sulfat anorganik (SO₄²⁻) yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan disebut:
- A. Reduksi sulfat
- B. Asimilasi sulfur
- C. Mineralisasi sulfur
- D. Oksidasi sulfur
- E. Desulfurasi
Jawaban: C
Pembahasan: Mineralisasi sulfur adalah proses penguraian senyawa sulfur organik menjadi bentuk anorganik, salah satunya sulfat, oleh dekomposer.
-
Bakteri Thiobacillus sp. dikenal berperan penting dalam daur sulfur. Fungsi utama bakteri ini adalah:
- A. Mengubah sulfat menjadi hidrogen sulfida
- B. Mengoksidasi hidrogen sulfida (H₂S) menjadi sulfur elemental atau sulfat
- C. Mengasimilasi sulfat menjadi senyawa organik
- D. Mengubah sulfur elemental menjadi H₂S
- E. Mereduksi sulfat menjadi sulfur organik
Jawaban: B
Pembahasan: Bakteri Thiobacillus sp. adalah bakteri kemoautotrof pengoksidasi sulfur yang mengubah H₂S, S elemental, atau tiosulfat menjadi sulfat.
-
Pada kondisi anaerob, beberapa bakteri mampu mereduksi sulfat (SO₄²⁻) menjadi hidrogen sulfida (H₂S). Kelompok bakteri ini disebut:
- A. Bakteri kemosintetik
- B. Bakteri denitrifikasi
- C. Bakteri pengoksidasi sulfur
- D. Bakteri pereduksi sulfat
- E. Bakteri nitrifikasi
Jawaban: D
Pembahasan: Bakteri pereduksi sulfat, seperti Desulfovibrio dan Desulfotomaculum, mereduksi SO₄²⁻ menjadi H₂S dalam kondisi anaerob.
-
Salah satu dampak negatif dari peningkatan emisi sulfur dioksida (SO₂) ke atmosfer adalah terjadinya:
- A. Pemanasan global
- B. Penipisan lapisan ozon
- C. Hujan asam
- D. Eutrofikasi
- E. Desertifikasi
Jawaban: C
Pembahasan: SO₂ di atmosfer bereaksi dengan uap air membentuk asam sulfat (H₂SO₄), yang merupakan komponen utama hujan asam.
-
Berikut adalah beberapa bentuk senyawa sulfur yang terlibat dalam daur sulfur, kecuali:
- A. SO₄²⁻
- B. H₂S
- C. CH₄
- D. S elemental
- E. SO₂
Jawaban: C
Pembahasan: CH₄ (metana) adalah senyawa karbon, bukan sulfur. Semua opsi lain adalah bentuk senyawa sulfur.
-
Dalam daur sulfur, proses asimilasi merujuk pada:
- A. Pengubahan H₂S menjadi SO₄²⁻ oleh bakteri
- B. Penyerapan SO₄²⁻ oleh tumbuhan dan penggabungannya ke dalam senyawa organik
- C. Penguraian protein yang mengandung sulfur menjadi H₂S
- D. Pelepasan SO₂ ke atmosfer dari aktivitas vulkanik
- E. Pengubahan sulfur elemental menjadi SO₄²⁻ oleh bakteri
Jawaban: B
Pembahasan: Asimilasi sulfur adalah proses di mana organisme (terutama tumbuhan dan mikroba) mengambil bentuk anorganik sulfur (SO₄²⁻) dan mengubahnya menjadi senyawa organik yang mengandung sulfur, seperti protein.
-
Produk utama dari dekomposisi anaerobik bahan organik yang mengandung sulfur oleh bakteri pereduksi sulfat adalah:
- A. SO₄²⁻
- B. SO₂
- C. S elemental
- D. H₂S
- E. COS
Jawaban: D
Pembahasan: Bakteri pereduksi sulfat mereduksi SO₄²⁻ menjadi hidrogen sulfida (H₂S) dalam kondisi anaerob, yang seringkali menyebabkan bau busuk telur.
-
Salah satu sumber sulfur terbesar di bumi, yang seringkali tersimpan dalam batuan sedimen, adalah dalam bentuk:
- A. Sulfida logam
- B. Gas H₂S
- C. Sulfur organik
- D. Sulfat terlarut
- E. Sulfur elemental
Jawaban: A
Pembahasan: Sebagian besar sulfur di litosfer tersimpan dalam bentuk mineral sulfida (misalnya pirit, FeS₂) dan sulfat (misalnya gipsum, CaSO₄).
-
Organisme yang berperan dalam mengoksidasi H₂S menjadi sulfur elemental (S⁰) adalah:
- A. Bakteri ungu belerang (fotoautotrof)
- B. Bakteri pereduksi sulfat
- C. Bakteri nitrifikasi
- D. Jamur dekomposer
- E. Tumbuhan tingkat tinggi
Jawaban: A
Pembahasan: Bakteri ungu belerang dan bakteri hijau belerang adalah fotoautotrof yang menggunakan H₂S sebagai donor elektron dan mengoksidasinya menjadi sulfur elemental atau sulfat.
-
Siklus sulfur sangat terkait erat dengan siklus biogeokimia lainnya. Daur sulfur dan daur oksigen saling berhubungan melalui reaksi:
- A. Oksidasi sulfida dan reduksi sulfat yang melibatkan oksigen.
- B. Penggunaan oksigen oleh bakteri pereduksi sulfat.
- C. Pelepasan oksigen oleh tumbuhan yang menyerap sulfat.
- D. Pembentukan ozon dari SO₂.
- E. Penyerapan CO₂ oleh bakteri pengoksidasi sulfur.
Jawaban: A
Pembahasan: Proses oksidasi sulfida (misalnya H₂S menjadi SO₄²⁻) menggunakan oksigen, sementara reduksi sulfat (SO₄²⁻ menjadi H₂S) terjadi dalam kondisi anaerobik atau tanpa oksigen, menunjukkan interaksi erat dengan siklus oksigen.
-
Proses yang mengubah sulfur elemental (S⁰) menjadi sulfat (SO₄²⁻) di tanah dilakukan oleh:
- A. Bakteri denitrifikasi
- B. Bakteri fotosintetik
- C. Bakteri kemoautotrof pengoksidasi sulfur
- D. Bakteri pereduksi sulfat
- E. Jamur mikoriza
Jawaban: C
Pembahasan: Bakteri kemoautotrof pengoksidasi sulfur, seperti Thiobacillus, dapat mengoksidasi sulfur elemental menjadi sulfat.
-
Aktivitas manusia yang paling banyak berkontribusi terhadap pelepasan SO₂ ke atmosfer adalah:
- A. Pertanian intensif
- B. Penggunaan pupuk nitrogen
- C. Pembakaran bahan bakar fosil
- D. Deforestasi
- E. Pembuangan limbah organik
Jawaban: C
Pembahasan: Pembakaran batu bara dan minyak bumi yang mengandung sulfur tinggi melepaskan sejumlah besar SO₂ ke atmosfer.
-
Senyawa sulfur yang memberikan bau khas pada telur busuk atau daerah rawa-rawa adalah:
- A. SO₄²⁻
- B. SO₂
- C. S elemental
- D. H₂S
- E. Dimetil sulfida (DMS)
Jawaban: D
Pembahasan: Hidrogen sulfida (H₂S) dikenal dengan bau menyengat seperti telur busuk dan merupakan produk dari reduksi sulfat anaerobik.
-
Bagaimana sulfur kembali ke atmosfer dari permukaan bumi?
- A. Hanya melalui erupsi gunung berapi
- B. Hanya melalui penguapan air laut
- C. Melalui emisi gas H₂S dari lahan basah dan SO₂ dari gunung berapi serta pembakaran fosil
- D. Melalui penyerapan oleh awan
- E. Melalui pengendapan hujan asam
Jawaban: C
Pembahasan: Sulfur dapat kembali ke atmosfer sebagai H₂S (dari dekomposisi anaerobik) dan SO₂ (dari aktivitas vulkanik dan pembakaran bahan bakar fosil).
-
Fiksasi sulfur merujuk pada:
- A. Pengikatan sulfur dari atmosfer ke dalam tanah.
- B. Proses di mana sulfat anorganik diubah menjadi sulfur organik oleh organisme.
- C. Pengendapan sulfur di dasar laut.
- D. Pelepasan sulfur dari batuan.
- E. Pembentukan asam sulfat di atmosfer.
Jawaban: B
Pembahasan: Fiksasi sulfur umumnya merujuk pada asimilasi sulfat anorganik oleh tumbuhan dan mikroorganisme untuk membentuk senyawa organik yang mengandung sulfur.
-
Peran utama dekomposer (bakteri dan jamur) dalam daur sulfur adalah:
- A. Mengoksidasi SO₂ menjadi SO₄²⁻
- B. Mereduksi SO₄²⁻ menjadi H₂S
- C. Mengubah sulfur organik dalam organisme mati menjadi bentuk anorganik
- D. Menyerap SO₄²⁻ dari tanah
- E. Mengubah H₂S menjadi sulfur elemental
Jawaban: C
Pembahasan: Dekomposer berperan dalam mineralisasi sulfur, yaitu menguraikan senyawa sulfur organik dari sisa-sisa organisme mati menjadi bentuk anorganik seperti H₂S atau SO₄²⁻.
-
Di lingkungan akuatik, bakteri pereduksi sulfat cenderung berkembang biak di zona:
- A. Permukaan air yang kaya oksigen
- B. Zona fotik dengan banyak cahaya matahari
- C. Sedimen dasar yang anoksik
- D. Kolom air yang terpapar angin
- E. Dekat permukaan tumbuhan air
Jawaban: C
Pembahasan: Bakteri pereduksi sulfat adalah organisme anaerob, sehingga mereka ditemukan di lingkungan tanpa oksigen, seperti sedimen dasar danau atau laut.
-
Pembentukan pirit (FeS₂) di lingkungan sedimen adalah contoh dari proses:
- A. Oksidasi sulfur
- B. Asimilasi sulfur
- C. Reduksi sulfur
- D. Mineralisasi sulfur
- E. Fiksasi sulfur atmosfer
Jawaban: C
Pembahasan: Pembentukan pirit (FeS₂) melibatkan reduksi sulfat menjadi sulfida yang kemudian bereaksi dengan besi. Ini adalah bagian dari reduksi sulfur anaerobik.
-
Senyawa sulfur yang sering ditemukan sebagai polutan udara dari industri dan kendaraan bermotor adalah:
- A. H₂S
- B. SO₄²⁻
- C. SO₂
- D. S elemental
- E. S organik
Jawaban: C
Pembahasan: Sulfur dioksida (SO₂) adalah gas polutan utama yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil dan proses industri yang melepaskan sulfur ke atmosfer.
Latih Kecermatanmu: Soal Isian Singkat Daur Sulfur
-
Sulfur merupakan komponen penting dalam dua jenis asam amino, yaitu ___________ dan ___________.
Jawaban: Metionin dan Sistein
-
Gas berbau busuk seperti telur busuk yang dihasilkan dari aktivitas bakteri pereduksi sulfat adalah ___________.
Jawaban: Hidrogen sulfida (H₂S)
-
Bentuk sulfur yang diserap oleh tumbuhan dari tanah adalah ion ___________.
Jawaban: Sulfat (SO₄²⁻)
-
Proses pengubahan senyawa sulfur organik dari organisme mati menjadi bentuk anorganik seperti H₂S atau SO₄²⁻ disebut ___________.
Jawaban: Mineralisasi sulfur
-
Hujan asam terutama disebabkan oleh emisi gas ___________ dan ___________ ke atmosfer.
Jawaban: Sulfur dioksida (SO₂) dan Nitrogen oksida (NOx)
Asah Analisismu: Soal Uraian Daur Sulfur
-
Jelaskan secara singkat perbedaan utama antara proses oksidasi sulfur dan reduksi sulfat dalam daur sulfur, beserta organisme yang berperan!
Jawaban: Oksidasi sulfur adalah proses di mana senyawa sulfur tereduksi (seperti H₂S atau S elemental) diubah menjadi senyawa sulfur teroksidasi (seperti SO₄²⁻). Proses ini dilakukan oleh bakteri kemoautotrof pengoksidasi sulfur (misalnya Thiobacillus) dalam kondisi aerobik. Sebaliknya, reduksi sulfat adalah proses di mana sulfat (SO₄²⁻) direduksi menjadi senyawa sulfur tereduksi (seperti H₂S). Proses ini dilakukan oleh bakteri pereduksi sulfat (misalnya Desulfovibrio) dalam kondisi anaerobik.
-
Mengapa daur sulfur dianggap penting bagi kehidupan di Bumi? Sebutkan minimal dua alasan!
Jawaban: Daur sulfur penting karena: 1) Sulfur adalah komponen esensial dalam asam amino (sistein dan metionin) yang membangun protein, sehingga penting untuk struktur dan fungsi semua organisme. 2) Daur sulfur memengaruhi kualitas lingkungan, terutama melalui pembentukan sulfat yang dapat diserap tumbuhan dan perannya dalam proses pembentukan asam di atmosfer (hujan asam) serta kondisi anoksik di perairan (pelepasan H₂S).
-
Bagaimana aktivitas manusia dapat mengganggu keseimbangan daur sulfur alami? Berikan contoh konkrit!
Jawaban: Aktivitas manusia dapat mengganggu daur sulfur terutama melalui pembakaran bahan bakar fosil (batu bara, minyak bumi) yang mengandung sulfur tinggi. Ini melepaskan sulfur dioksida (SO₂) dalam jumlah besar ke atmosfer. SO₂ kemudian bereaksi dengan uap air membentuk asam sulfat, menyebabkan hujan asam. Hujan asam merusak hutan, mencemari perairan, mengikis bangunan, dan memengaruhi kesehatan manusia. Pertambangan juga dapat melepaskan sulfida logam yang ketika terpapar udara dan air dapat menghasilkan asam (drainase asam tambang).
-
Jelaskan proses asimilasi sulfur pada tumbuhan dan mengapa proses ini krusial bagi ekosistem!
Jawaban: Asimilasi sulfur pada tumbuhan adalah proses di mana tumbuhan menyerap ion sulfat (SO₄²⁻) dari tanah melalui akarnya dan kemudian mereduksinya untuk menggabungkannya ke dalam senyawa organik, seperti asam amino (sistein dan metionin) dan vitamin. Proses ini krusial karena tumbuhan adalah produsen utama dalam ekosistem. Dengan mengubah sulfur anorganik menjadi organik, tumbuhan membuat sulfur tersedia bagi organisme lain (herbivora dan karnivora) melalui rantai makanan, sehingga mendukung produksi biomassa dan keberlangsungan seluruh ekosistem.
-
Apa peran mikroorganisme dalam menjaga keseimbangan daur sulfur? Berikan contoh spesifik untuk dua jenis mikroorganisme berbeda!
Jawaban: Mikroorganisme adalah agen utama dalam transformasi sulfur di bumi, menjaga keseimbangan daur. Contoh: 1) Bakteri Pengoksidasi Sulfur (misalnya Thiobacillus sp.): Mengoksidasi senyawa sulfur tereduksi (H₂S, S elemental) menjadi sulfat (SO₄²⁻), menjadikannya bentuk yang dapat diserap tumbuhan. Mereka membersihkan lingkungan dari senyawa sulfur beracun. 2) Bakteri Pereduksi Sulfat (misalnya Desulfovibrio sp.): Mereduksi sulfat (SO₄²⁻) menjadi H₂S dalam kondisi anaerobik. Ini merupakan bagian penting dari daur sulfur di lingkungan anoksik seperti sedimen dan rawa-rawa, meskipun H₂S bisa menjadi toksik pada konsentrasi tinggi. Mereka juga berperan dalam dekomposisi organik.
Cermati Pasangannya: Soal Menjodohkan Daur Sulfur
Soal Menjodohkan 1
Jodohkanlah istilah di kolom kiri dengan deskripsi yang tepat di kolom kanan!