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aula 05

Ciclos biogeoquímicos II

Ciclo do nitrogênio

O nitrogênio é um elemento fundamental na constituição bioquímica dos seres vivos, pois faz parte da estrutura das principais moléculas orgânicas. Veja a tabela abaixo:

DNA e RNA o nitrogênio faz parte das bases nitrogenadas que compõem os ácidos nucleicos (A, T, C, G, U)
Proteínas o nitrogênio faz parte dos aminoácidos (na porção amina – NH2)
ATP, ADP, NAD e NADP a base nitrogenada adenina é um composto nitrogenado
Vitaminas algumas vitaminas são feitas à base de nitrogênio, como as do grupo B, por exemplo (vit + aminas = aminas da vida)

A atmosfera constitui oprincipal reservatório deste elemento. Apesar de existir em abundância naatmosfera (78% em massa da atmosfera é \({{N}_{2}}\)), ele não está disponíveldiretamente para a maioria dos seres vivos. Os organismos eucariontes como osanimais e os vegetais, por exemplo, são incapazes de absorvê-lo de forma diretada atmosfera.

Etapas do ciclo do nitrogênio

O ciclo do nitrogênio pode ser subdividido em quatro etapas, a saber: fixação, nitrificação, desnitrificação e decomposição.

Fixação

A fixação do nitrogênio é o processo pelo qual o nitrogênio gasoso do ar é transformado em compostos biodisponíveis e, assim, introduzido no ciclo do nitrogênio. Ela pode ocorrer de duas formas:

1. Fixação atmosférica ou não biológica

a ação dos raios provoca oxidação do nitrogênio atmosférico, o que produz quantidades significativas de nitrato \(N{{O}_{3}}_{^{-}})\), que é trazido para o solo e para o mar por ação das chuvas e estará disponível para a absorção dos vegetais.

2. Fixação biológica

a fixação biológica constitui-se na principal forma de fixação do nitrogênio. Neste processo, O \({{N}_{2}}\) é transformado, por ação bacteriana, em amônia \((N{{H}_{3}})\). A amônia, por sua vez, em meio aquoso do citoplasma converte-se em íon amônio \((N{{H}_{4}}_{^{+}})\), que, devido à sua toxidez, é eliminado para o exterior do micro-organismo na forma de amônio, sais de amônio e amônia.

Nitrificação

Nitrificação é o fenômeno realizado por certas bactérias onde o íon amônio \((N{{H}_{4}}_{^{+}})\) é transformado em nitritos e depois em nitratos. Esse mecanismo compreende duas etapas, a nitrosação e a nitratação.

1. Nitrosação

Etapa em que o amônio é transformado em nitrito por ação das bactérias Nitrosomonas e Nitrosococcus. O nitrito \((N{{O}_{2}}_{^{-}})\), produzido por estas bactérias, é eliminado para o ambiente, onde será utilizado por um novo grupo bacteriano.

2. Nitratação

Os íons nitrito, produzidos e excretados pelas Nitrosomonas, serão oxidados em nitrato \((N{{O}_{3}}_{^{-}})\), pela ação das bactérias do gênero Nitrobacter.
O nitrato \((N{{O}_{3}}_{^{-}})\), que apresenta grande solubilidade em água e pouca toxicidade, será absorvido facilmente pelos vegetais. Logo a seguir, o vegetal reduz o nitrato até amônio \((N{{H}_{4}}_{^{+}})\) e este, através de enzimas específicas, é transformado em aminoácidos. Esquematicamente, temos:

Nitrificação: nitrosação + nitratação.
Nitrosação: transformação de amônia em nitritos.
Nitratação: transformação de nitritos em nitratos.
Observação: Após a morte dos organismos, um novo grupo de bactérias entrará em ação fazendo com que o nitrogênio retorne ao ambiente na forma de \({{N}_{2}}\) ou na forma de amônia.

Desnitrificação

Dentre os micro-organismos decompositores, estão bactérias do gênero Pseudomonas, que atuam desnitrificando restos nitrogenados. Este processo, conhecido como desnitrificação, faz o nitrogênio retornar à atmosfera sob forma gasosa \({{N}_{2}}\).

© Pattanawit Chan / / 123RF.
© Pattanawit Chan / / 123RF.
Exercícios

(CENTEC-BA) A ilustração abaixo evidencia a relação ecológica entre uma planta e bactérias fixadoras do nitrogênio:

A significação adaptativa dessa relação é ter proporcionado à planta:

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01

(ENEM 2015) O nitrogênio é essencial para a vida e o maior reservatório global desse elemento, na forma de \({{N}_{2}}\), é a atmosfera. Os principais responsáveis por sua incorporação na matéria orgânica são microorganismos fixadores de \({{N}_{2}}\), que ocorrem de forma livre ou simbiontes com plantas.

ADUAN, R.E. et al. Os grandes ciclos biogeoquímicos do planeta. Planaltina: Embrapa, 2004 (adaptado).

Animais garantem suas necessidades metabólicas desse elemento pela:

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02

(PUC RS) - Quando se estuda o ciclo do nitrogênio, verifica-se que os seres que devolvem esse elemento à atmosfera são bactérias particularmente denominadas

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03

(PUCC-SP) Verificou-se que as raízes de leguminosas cultivadas em solo adubado com produtos químicos ricos em nitrogênio não apresentam nódulos formados por bactérias. Nesse caso, a adubação prejudicou as bactérias que transformam:

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04

(UEM) O ciclo do nitrogênio consiste na passagem de átomos de nitrogênio de moléculas inorgânicas do meio físico para moléculas orgânicas constituintes dos seres vivos, e vice-versa. Com relação ao ciclo abaixo, identifique o que for correto.

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