Modul Ajar Biologi Kelas 10 SMA: Ekosistem, Jaring Makanan, dan Daur Biogeokimia (Bab 4)

Pembelajaran komponen biotik-abiotik ekosistem, interaksi antarspsesies (simbiosis, predasi, kompetisi), rantai dan jaring-jaring makanan, piramida ekologi (energi, biomassa, jumlah), produktivitas ekosistem, dan daur biogeokimia (karbon, nitrogen, air, fosfor).

Capaian dan tujuan pembelajaran

Peserta didik mampu menganalisis interaksi antarkomponen biotik dan abiotik dalam menjaga keseimbangan ekosistem.
Peserta didik mampu menghitung efisiensi transfer energi pada piramida makanan.
Peserta didik mampu menguraikan tahapan daur biogeokimia dan dampaknya bila terjadi kerusakan lingkungan.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Ekosistem merupakan sistem keterpaduan fungsional yang terbentuk dari hubungan timbal balik tak terpisahkan antara komunitas makhluk hidup (komponen biotik) dengan lingkungan fisiknya (komponen abiotik). Aliran energi surya mengalir satu arah melintasi tingkatan trofik rantai makanan.

Efisiensi transfer energi antar-tingkat trofik rata-rata hanya berkisar 10% (Hukum 10%), sementara sisanya terdisipasi sebagai panas metabolisme tubuh. Piramida energi selalu berbentuk tegak menyempit ke atas, menggambarkan penurunan ketersediaan energi dari produsen ke konsumen puncak.

Materi kimia di alam terus bersirkulasi tanpa henti melalui Daur Biogeokimia (daur air, karbon-oksigen, nitrogen fiksasi-nitrifikasi-denitrifikasi, dan daur fosfor). Peserta didik menganalisis dampak polusi eutrofikasi dan biomagnifikasi pestisida pada rantai makanan akuatik.

Peta subtopik bahasan

Komponen Penyusun Ekosistem dan Pola Interaksi Simbiosis
Membedakan interaksi mutualisme, komensalisme, parasitisme, alelopati, dan kompetisi interspesifik.
Aliran Energi, Rantai Makanan, dan Jaring-Jaring Makanan
Menelusuri perpindahan biomassa dan energi dari produsen autotrof, herbivora primer, karnivora sekunder, hingga dekomposer.
Piramida Ekologi dan Hukum Transfer Energi 10%
Menganalisis piramida jumlah, piramida biomassa terbalik pada ekosistem laut, dan piramida energi mutlak tegak.
Daur Biogeokimia (Siklus Air, Karbon, Nitrogen, dan Fosfor)
Menelaah peran bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas, Nitrobacter) dan denitrifikasi dalam siklus nitrogen global.

Istilah kunci dan glosarium

Tingkat Trofik: Kedudukan atau tingkatan organisme dalam rantai makanan yang mencerminkan jalur transfer energi (produsen, konsumen primer, dll.).
Hukum Transfer Energi 10%: Prinsip ekologi bahwa hanya sekitar 10% energi dari suatu tingkat trofik yang berhasil dikonversi menjadi biomassa pada tingkat trofik di atasnya.
Daur Biogeokimia: Siklus peredaran unsur-unsur kimia esensial dari lingkungan fisik abiotik ke tubuh organisme biotik dan kembali lagi ke lingkungan.
Nitrifikasi: Proses biologis pengubahan amonia ($NH_3$) menjadi nitrit ($NO_2^-$) oleh Nitrosomonas dan selanjutnya menjadi nitrat ($NO_3^-$) oleh Nitrobacter.
Biomagnifikasi: Proses akumulasi peningkatan konsentrasi zat racun polutan (seperti pestisida DDT atau merkuri) pada tingkatan trofik yang lebih tinggi.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Jika pada tingkat trofik produsen (rumput) tersedia energi sebesar 10.000 kkal, berdasarkan hukum transfer energi 10%, berapakah energi yang tersedia bagi konsumen tingkat II (karnivora sekunder)?

A. 1.000 kkal
B. 100 kkal
C. 10 kkal
D. 1 kkal