CICLOS BIOGEOQUÍMICOSBiologia 2 | Capítulo 17 | Professor João

INTRODUÇÃO

• Descrevem as trocas de elementos químicos existentes entre os seres vivos e o ambiente;

• Neste capítulo, estudaremos:• O ciclo da água;• O ciclo do oxigênio;• O ciclo do carbono;• O ciclo do nitrogênio;• O ciclo do fósforo;• O ciclo do enxofre.

• Troca contínua de água entre a atmosfera, solo, águas superficiais, águas subterrâneas e seres vivos;

• Influencia diretamente as condições climáticas do planeta;

• Compreende dos processos de:• Evaporação: dos corpos d’água para a atmosfera;• Transpiração: dos seres vivos para a atmosfera;• Precipitação: da atmosfera para os corpos d’água e solo;• Escoamento: do solo para os corpos d’água;• Infiltração: da superfície do solo para camadas mais profundas do solo.

CICLO DA ÁGUA

• Pequeno ciclo: somente o ambiente;• Grande ciclo: ambiente e seres vivos.

• Essencial aos seres vivos para síntese de matéria orgânica (carboidratos, proteínas, ácidos nucleicos, lipídios...);

• Fixação do carbono:• Fotossíntese.

• Liberação do carbono:• Respiração;• Combustão;• Decomposição.

CICLO DO CARBONO

CO2

atmosférico

Matéria

Orgânica

Fo

tossín

tese

respiração

combustão

decomposição

• O acúmulo de gás carbônico na atmosfera aumenta a retenção de calor próximo à superfície, o que pode resultar em alterações climáticas;

• Intensificadores do efeito estufa:• Atividade industrial;• Queima de combustíveis fósseis;• Queimadas e desmatamentos.

Gás carbônico e efeito estufa

Oxigênio

Receptor final de íons hidrogênio

(respiração celular).

Liberado a partir da fotólise da H2O

(fotossíntese).

10NADH2 + 2FADH2 + 6O2 34ATP + 12H2ORespir. celular

(cadeia respir.)

2H2Oluz

4H+ + O2 + e-Fotossíntese

(fotólise da H2O)

CICLO DO OXIGÊNIO

Ciclo do oxigênio

O2atmosf

H2O

resp

iração

foto

ssín

tese

Nitrogênio: constituição de aminoácidos (proteínas) e de

nucleotídeos (ácidos nucléicos).

Plantas e animais não utilizam diretamente o nitrogênio da

atmosfera;

As reações de fixação e transformação do nitrogênio são

realizadas por bactérias presente no solo.

Constitui cerca de 78% da composição atmosférica;

CICLO DO NITROGÊNIO

• Fixação do nitrogênio atmosférico por bactérias, como as do gênero Rhizobium;

• Decomposição da matéria orgânica e formação do íon amônio;

• Processo de nitrificação, na qual são observadas duas etapas: nitrosação e nitração.

• Desnitrificação, na qual as bactérias desnitrificantes garantem a transformação de nitratos em gás nitrogênio.

N2

atmosférico

nitrito

NO2-

nitrato

NO3- animais

amonificação

(decomposição e excreção)

desnitrificação

amônia

NH3

Fix

ação

bio

lóg

ica

Fix

ação

fís

ica

plantas

Possuem bactérias fixadoras de N2 em

associação mutualística nas suas raízes.

O cultivo dessas plantas repõe nitrogênio

no solo (adubação verde).

Rotação de culturas Consorciação de culturas

Leguminosas e o ciclo do nitrogênio

• As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo;

• Os animais obtêm fosfato na água e nos alimentos (esse fosfato teve origem pela decomposição das rochas);

• A decomposição da matéria orgânica devolve o fósforo ao solo e à água;

• Faz parte do material genético e das moléculas energéticas.

CICLO DO FÓSFORO

• O enxofre é importante para a formação das proteínas;

• Três processos naturais liberam enxofre para a atmosfera: spray marinho, respiração anaeróbica de bactérias redutoras de sulfato e atividade vulcânica;

• Encontrado em menor concentração na atmosfera: sua incidência se da através de explosões vulcânicas e ações humanas;

• O ciclo do enxofre tem sido adulterado pelos humanos, causando graves problemas para o meio ambiente e aqueles que o habitam: A energia para veículos, indústrias e usinas é gerada pela queima de combustíveis fósseis, este processo lança dióxido de enxofre em excesso na atmosfera, o qual se funde com moléculas de água se transformando em ácido sulfúrico causando o efeito de chuva ácida.

CICLO DO ENXOFRE

1. (ENEM) O ciclo biogeoquímico do carbono compreende diversos compartimentos, entre os quais a Terra, a atmosfera e os oceanos, e diversos processos que permitem a transferência de compostos entre esses reservatórios. Os estoques de carbono armazenados na forma de recursos não renováveis, por exemplo, o petróleo, são limitados, sendo de grande relevância que se perceba a importância da substituição de combustíveis fósseis por combustíveis de fontes renováveis. A utilização de combustíveis fósseis interfere no ciclo do carbono, pois provocaa) aumento da porcentagem de carbono contido na Terra.b) redução na taxa de fotossíntese dos vegetais superiores.c) aumento da produção de carboidratos de origem vegetal.d) aumento na quantidade de carbono presente na atmosfera.e) redução da quantidade global de carbono armazenado nos oceanos.

EXERCÍCIOS

1. (ENEM) O ciclo biogeoquímico do carbono compreende diversos compartimentos, entre os quais a Terra, a atmosfera e os oceanos, e diversos processos que permitem a transferência de compostos entre esses reservatórios. Os estoques de carbono armazenados na forma de recursos não renováveis, por exemplo, o petróleo, são limitados, sendo de grande relevância que se perceba a importância da substituição de combustíveis fósseis por combustíveis de fontes renováveis. A utilização de combustíveis fósseis interfere no ciclo do carbono, pois provocaa) aumento da porcentagem de carbono contido na Terra.b) redução na taxa de fotossíntese dos vegetais superiores.c) aumento da produção de carboidratos de origem vegetal.d) aumento na quantidade de carbono presente na atmosfera.e) redução da quantidade global de carbono armazenado nos oceanos.

2. (UFMS) O carbono é considerado um elemento químico de suma importância, uma vez que tem participação na composição química de todos os compostos orgânicos. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) com relação ao seu ciclo.01. A fotossíntese, a respiração, a decomposição e a combustão são processos responsáveis pelo fluxo ou movimentação do carbono na natureza.02. Através da decomposição do corpo de organismos mortos, o carbono sofre oxidação, dando origem ao dióxido de carbono para a atmosfera, somente em nível do solo.04. As plantas, durante a fotossíntese, se utilizam do carbono presente no gás carbônico do ambiente, para formarem o alimento (vários carboidratos, como frutose, glicose e a sacarose).08. A combustão (queima) de materiais orgânicos provocada pelo homem é um dos mecanismos utilizados para que o oxigênio retorne ao ambiente na forma de CO2 e outros gases.16. Durante o processo de nutrição, os animais adquirem o carbono do reino vegetal, apenas de forma direta.32. No ciclo do carbono, os carboidratos são utilizados pelos animais, que os sintetizam e posteriormente são cedidos às plantas na forma de alimentos.

2. (UFMS) O carbono é considerado um elemento químico de suma importância, uma vez que tem participação na composição química de todos os compostos orgânicos. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s) com relação ao seu ciclo.01. A fotossíntese, a respiração, a decomposição e a combustão são processos responsáveis pelo fluxo ou movimentação do carbono na natureza.02. Através da decomposição do corpo de organismos mortos, o carbono sofre oxidação, dando origem ao dióxido de carbono para a atmosfera, somente em nível do solo.04. As plantas, durante a fotossíntese, se utilizam do carbono presente no gás carbônico do ambiente, para formarem o alimento (vários carboidratos, como frutose, glicose e a sacarose).08. A combustão (queima) de materiais orgânicos provocada pelo homem é um dos mecanismos utilizados para obtenção de energia.16. Durante o processo de nutrição, os animais adquirem o carbono do reino vegetal, de forma direta ou indireta.32. No ciclo do carbono, os carboidratos são utilizados pelas plantas, que os sintetizam e posteriormente são cedidos aos animais na forma de alimentos.

3. (ENEM) Na natureza a matéria é constantemente transformada por meio dos ciclos biogeoquímicos. Além do ciclo da água, existem os ciclos do carbono, do enxofre, do fósforo, do nitrogênio e do oxigênio.O elemento que está presente em todos os ciclos nomeados é oa) fósforo.b) enxofre.c) carbono.d) oxigênio.e) nitrogênio.

3. (ENEM) Na natureza a matéria é constantemente transformada por meio dos ciclos biogeoquímicos. Além do ciclo da água, existem os ciclos do carbono, do enxofre, do fósforo, do nitrogênio e do oxigênio.O elemento que está presente em todos os ciclos nomeados é oa) fósforo.b) enxofre.c) carbono.d) oxigênio.e) nitrogênio.

4. (ENEM) O nitrogênio é essencial para a vida, e o maior reservatório global desse elemento, na forma de N2, é a atmosfera. Os principais responsáveis por sua incorporação na matéria orgânica são micro-organismos fixadores de N2, 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 pelaa) absorção do gás nitrogênio pela respiração.b) ingestão de moléculas de carboidratos vegetais.c) incorporação de nitritos dissolvidos na água consumida.d) transferência da matéria orgânica pelas cadeias.e) protocooperação com micro-organismos fixadores de nitrogênio.

4. (ENEM) O nitrogênio é essencial para a vida, e o maior reservatório global desse elemento, na forma de N2, é a atmosfera. Os principais responsáveis por sua incorporação na matéria orgânica são micro-organismos fixadores de N2, 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 pelaa) absorção do gás nitrogênio pela respiração.b) ingestão de moléculas de carboidratos vegetais.c) incorporação de nitritos dissolvidos na água consumida.d) transferência da matéria orgânica pelas cadeias.e) protocooperação com micro-organismos fixadores de nitrogênio.