Ciclos Biogeoquímicos
Prof. Fernando Belan - BIOLOGIA MAIS
INTRODUÇÃO
CICLO DA ÁGUA;
CICLO DO CARBONO;
CICLO DO OXIGÊNIO;
CICLO DO NITROGÊNIO;
CICLO DA ÁGUA
CICLO DA ÁGUA
Origens do vapor-d’água:
Evaporação: água líquida (salgada e doce);
Transpiração: Plantas e animais;
Ciclo da água
Ciclo da água
Pequeno ciclo: Compreende as mudanças de
estado físico como: Evaporação e condensação
(Chuva).
Grande ciclo: Tem a participação de seres vivos.
Absorção, respiração, transpiração, excreção.
Ciclo da água
Ciclo do Carbono
Ciclo do Carbono
Elemento formador de todas as moléculas orgânicas;
CO2 é a fonte principal de carbono na natureza;
Os produtores são capazes de fixar o carbono;
Matéria orgânica (glicose)
CO2
síntese
Ciclo do Carbono
A partir da glicose…
... produção de energia para o metabolismo celular;
... matéria-prima de construção (celulose);
... outras moléculas orgânicas, como lipídios,
aminoácidos e ácidos nucleicos.
Assim, o carbono fica aprisionado (fixo) nos seres
vivos;
Ciclagem do Carbono
O carbono retorna ao ambiente através de diversas
reações químicas:
Respiração celular —> C6H12O6 + 6O2 —> 6CO2 + 6H2O
Fermentação —> C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2
Combustão —> C8H18 + 12,5 O2 —> 8CO2 + 9H2O
Decomposição;
Ciclo em equilíbrio…
... até quando?
O carbono fixado pelos produtores e o devolvido
para o ambiente, sempre esteve balanceado.
No século XX, com o aumento da queima de
combustíveis fósseis, começou a ocorrer acúmulo
de CO2 na atmosfera.
O excesso de CO2 causa um desequilíbrio ambiental.
Efeito Estufa
Aquecimento Global
Consequências
Derretimentos das geleiras e elevação do nível dos oceanos;
Aumento da temp. global em até 3ºC até 2100;
Ondas de forte calor; secas e inundações; ciclones tropicais
e furacões;
Perda de biodiversidade de áreas como Amazônia;
Aumento da acidez dos oceanos = morte de corais;
Ciclo do Oxigênio
Ciclo do Oxigênio
Atua principalmente na respiração celular;
O oxigênio só participa da ultima etapa da respiração
(cadeia transportadora de elétrons), como aceptor final
do hidrogênio.
Os hidrogênios (H+) produzidos pela quebra da glicose
não podem ficar sozinhos, pois acidifica o meio.
Ligam-se ao NAD+ FAD+ e finalmente ao O2, formando
H2O
Liberado pela fotossíntese
A reação de fotossíntese
libera O2;
Fotólise = 2H2O —> O2 + 4H+ + 4e-
Os H+ e elétrons serão
transportados
para
formação da glicose.
O oxigênio será liberado
para a atmosfera;
Resumindo:
Os átomos de oxigênio se encontram na
atmosfera sob a forma de O2 e CO2, além da água
líquida no solo e vapor na atm.
A fotossíntese, respiração aeróbica e a
decomposição, são os processos responsáveis
pela ciclagem do oxigênio na natureza.
Buraco na Camada de
Ozônio
Cl3CF —> Cl2CF + Cl (Radiação UV)
Cl + O3 —> O2 + ClO
O3 —> O2 + O (Radiação UV)
O + ClO —> O2 + Cl
Ciclo do Oxigênio
Ciclo do Nitrogênio
Ciclo do
Nitrogênio
Essencial para a formação das moléculas orgânicas;
DNA e RNA
Proteínas
ATP, ADP, NAD e
FAD
Vitaminas
Vitaminas
Clorofila
O Nitrogênio está…
... em maior quantidade na atmosfera (78% é N2);
Os animais e plantas não conseguem aproveitar o
nitrogênio gasoso;
Bactérias absorvem o N2; Micorrizas (fungos)
auxiliam na absorção de água e minerais.
O nitrogênio deve ser transformado em nitrato para
ser absorvido pelas plantas;
Etapas do
ciclo:
FIXAÇÃO
AMONIFICAÇÃO
NITRIFICAÇÃO
DESNITRIFICAÇÃO
FIXAÇÃO
O nitrogênio gasoso é convertido em
elementos disponíveis para as plantas;
Fixação atmosférica —> descargas
elétricas transformam o N2 em nitrato
(NO3-), que é carregado pelas chuvas;
N2
NO3-
FIXAÇÃO
Fixação industrial —> reação entre o N2 e
Hidrogênio, que produz amônia;
Essa reação acontece a 250 atm e 450°C;
A amônia é utilizada para a produção de
fertilizantes;
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g) + Energia
FIXAÇÃO
Fixação biológica —> O N2 é convertido em amônia (NH3)
por bactérias, que excretam como amônio (NH 4+);
A fixação biológica é a maior responsável pela fixação do
nitrogênio.
2N2 + 6H2O —> 4NH3 + 3O2
Cianobactérias Nostoc
Azotobacter e Clostridium
e
Anabaena;
Bactérias
MUTUALISMO
Bactérias (Rhizobium) x
Leguminosas
(feijão,
soja, ervilha, amendoim
etc.)
A
associação
de
bactérias com as raízes é
chamada bacteriorriza.
Amonificação
A decomposição de proteínas, ácidos nucléicos e
resíduos nitrogenados geram amônia.
Bactérias e fungos são responsáveis por esse
processo.
2CH2NH2COOH + 3O2 —> 4CO2 + 2H2O + 2NH3
Nitrificação
É uma série de processos que vão transformando o
amônio (NH3+) em nitritos e nitratos;
Nitrosação
Amônia é transformado em nitrito (NO2);
As bactérias Nitrosomonas atuam na nitrosação
São bactérias quimiossintéticas
2NH3+ + 3O2
2NO2- + 2H+ + H2O + Energia
Nitratação
Transformação de nitritos em nitratos;
Ação das bactérias do gênero Nitrobacter, na
oxidação dos nitritos;
2NO2- + O2
2NO3- + Energia
Aproveitamento do NO3-
O nitrato apresenta alta solubilidade e pouca toxicidade;
As plantas absorvem o nitrato, que é transformado em
amônio (NH4+) dentro do vegetal;
O amônio é utilizado para produção de aminoácidos;
Os animais adquirem o nitrogênio através das proteínas na
alimentação;
RAIOS
N2
ANIMAIS
BACTERIAS
NO3-
NH4+
NITROSOMONAS
NO2-
NO3-
NUTRIÇÃO
AMINOÁCIDOS
NH4+
NITROBACTER
ABSORÇÃO
PLANTAS
Devolução do Nitrogênio
Bactérias do gênero Pseudomonas degradam os compostos
nitrogenados como proteínas, uréia, amônia, ácido úrico,
liberando o N2. (Desnitrificação);
5C6H12O6 + 24NO3- + 24H+ —> 30CO2 + 42H2O + 12N2 + ENERGIA
A decomposição também libera amônia no solo, que seguirá o
processo de nitrificação;
É assim que os adubos orgânicos (esterco) contribuem para o
enriquecimento de nitratos do solo;
Rotação de
Culturas
Leguminosas = associação com
Rhizobium
Cultura de milho.
Assim o solo se recompõe e não fica
empobrecido
Adubação Verde
Lavouras perenes como
café;
Leguminosas
são
cultivadas a fim de serem
incorporadas
para
enriquecer o solo.
Aumento
da
produtividade da lavoura;
www.biologiamais.com.br
[email protected]