Ciclos Biogeoqumicos:
Ciclo do Nitrognio
Nome: Adriano Silvestre
Disciplina: Bioqumica Metablica
Profa. Dra. Deuvnia Carvalho da Silva
Tecnologia em Biocombustveis
Fatec Araatuba
2015
Ciclo Biogeoqumicos
O trajeto das substncias do ambiente abitico para o
mundo dos seres vivos e o seu retorno ao mundo abitico
completam o que chamamos de ciclo biogeoqumico.
Ecossistemaorganismos vivos (bio)
ambiente geolgico
(geo)
Adriano Silvestre
Nitrognio
O azoto ou nitrognio um elemento
qumico com smbolo N, nmero atmico 7 e nmero de
massa 14, representado no grupo (ou famlia) 15 (antigo
VA) da tabela peridica.
N
exp
lica
toriu
m.c
om
alu
nosonlin
e.c
om
.br
2.b
p.b
logspot.c
om
/
Adriano Silvestre
Nitrognio
O nitrognio gs em maior quantidade na atmosfera,
compondo aproximadamente 78% de toda sua extenso.
Entretanto, sua falta um dos mais importantes limitantes
da produtividade na grande maioria dos ecossistemas.
Gases Presente na Atmosfera
Nitrognio Oxignio Outros (CO2, Ar)
Adriano Silvestre
info
escola
.com
Base Nitrogenada
Nitrognio
wikimedia.org
qw
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m
musculacao.net
Protena
Protena
Adriano Silvestre
O nitrognio, em sua forma inerte, no pode ser
absorvida diretamente pelo humano devido a grande fora
da tripla ligao covalente apolar existente nessa
molcula.
Sua assimilao na forma inerte ocorre somente
em algumas bactrias, como as cianobactrias, que usam
o N2 na sntese de molculas orgnicas nitrogenadas.
Para a assimilao pelos organismos, h a
necessidade de sua quebra para transformao em
molculas mais reativas como amnia (NH3), amnio
(NH4-) ou nitrato (NHO3
-). Essa transformao chamada
de fixao.
Nitrognio
Adriano Silvestre
Fixao
A fixao do nitrognio realizada por bactrias,
fungos ou algas azuis associado s razes das plantas ou
de vida livre denominada fixao biolgica ou
biofixao.
H diferentes espcies desses microrganismos,
podendo ser separadas como radcolas* ou fixadores de
vida livre.
vestibulandoweb.com.br *que vive ou aparece nas razes
Adriano Silvestre
Fixao
A fixao pode tambm ocorrer por descargas
eltricas, como ocorre nos raios. Essa fixao chamada
de fixao fsica, porm representa uma parcela mnima
de toda a fixao global.
Alm da fsica, indstrias
captam o nitrognio atmosfrico
(N2) para a fabricao de
fertilizantes agrcolas, chamado
de fixao industrial.
Adriano Silvestre
Os microrganismos que fazem a fixao do
nitrognio associados s plantas por meio de reduo
catalisada por enzimas* geralmente leguminosas so as bactrias do gnero Rhizobium, algas azuis do
gnero Anabaena e Nostoc e alguns fungos.
Eles vivem em ndulos das plantas em relao de
mutualismo ou simbiose, ou seja, eles recebem proteo
da planta em troca de suprimento de nitrognio
aproveitvel (NH3).
Fixaosobiologia.com.brwordpress.com*Nitrogenase
Adriano Silvestre
Fixao
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Adriano Silvestre
J os microrganismos de vida livre decompem
substrato presente no solo como hmus e o transforma em amnia. Esse processo ocorre com
protenas, aminocidos, cidos nuclicos e nucleotdeos
que compem o substrato.
Os microrganismos que fazem essa decomposio
transformam esse substrato em amnia (NH3).
Combinando-se com a gua do solo, a amnia forma
hidrxido de amnio que ionizando-se produz o on
amnio (NH4+) e hidroxila. Esse processo denominado
de amonizao.
Fixao
Adriano Silvestre
Os microrganismos que fazem essa decomposio so do
gnero Clostridium (anaerbicas), Azotobacter e
Cyanobacteria (aerbicas).
Fixao
Cyanobacteria
silv
iapvadi.w
ord
pre
ss.c
om
Clostridium botulinum
mic
robew
iki.k
enyon.e
du
Azotobacter vinelandii
jic.a
c.u
k
Adriano Silvestre
Exemplos de bactrias fixadoras de azotoDe vida livre Em simbiose com plantas
Aerbicas AnaerbicasCom leguminosas
(ex: trevo, feijo)Com outras plantas
Azotobacter Clostridium(algumas)
Beijerinckia Desulfovibrio
Klebsiella(algumas)Bactrias sulfurosas
purpreas*Rhizobium Frankia azospirillum
Cyanobacteria*
(algumas)
Bactrias no-
sulfurosas
purpreas*
Bactrias sulfurosas
verdes*
*bactria fotossinttica
Adriano Silvestre
Amonizao
O nitrognio pode ser fornecido sob a forma de gs
amonaco (NH3), mas este processo ocorre geralmente
apenas durante a decomposio de grandes
quantidades de materiais ricos em nitrognio, como
numa grande poro de adubo ou fertilizante.
Em geral, a amnia produzida por amonizao
dissolvida na gua do solo, onde se combina a prtons
para formar o on amnio, conforme equao:
Adriano Silvestre
Nitrificao
A converso dos ons amnio em nitrito e nitrato
chamamos de nitrificao, que ocorre pela ao de
bactrias nitrificantes (Nitrossomonas, Nitrosococcus,
Nitrobacter).
Seu processo produz energia que utilizada pelas
bactrias. Esse organismos so conhecidos como
autotrficos quimiossintetizantes.
Nitrosomonas europaeaNitrosococcus oceanusNitrossomonas oxidam
amnio a nitrito
Nitrobacter oxidam nitritoa nitrato
Adriano Silvestre
Nitrificao
Adriano Silvestre
O processo de nitrificao pode ser dividido em
duas partes:
Nitrosao: a amnia transformada em nitrito (NO2
-):
Nitrificao
Adriano Silvestre
Nitrao: ocorre a transformao do on nitrito em on nitrato (NO3
-):
Nitrificao
Adriano Silvestre
Assim, o ciclo do nitrognio envolve trs etapas:
Nitrosao (ou nitritao): converso de ons amnio em nitratos
Nitrao: converso de nitritos em nitratos
Nitrificao: converso da amnia em nitratos
Nitrificao
Adriano Silvestre
Desnitrificao
A desnitrificao ocorre principalmente em meio
anaerbicos, geralmente encontrados no fundo guas
marinhas e continentais. Sua ocorrncia se d no
sedimento comumente pelas bactrias desnitrificantes
como as Pseudomonas denitrificans.
Seu processo consiste na utilizao do nitrato como
aceptor de eltrons, na chamada respirao de nitrato.
Em meios aquticos pode ocorrer tambm a
nitrificao e desnitrificao simultnea.
Adriano Silvestre
Aparentemente indesejvel, a desnitrificao
necessria porque, se no ocorresse, a concentrao de
nitratos no solo aumentaria de maneira desastrosa.
A seguir temos um esquema da oxidao do
nitrognio, fechando ento o ciclo:
NO3- NO2
- NO N2O N2
Desnitrificao
Adriano Silvestre
Queima de combustveis fsseis;
Ciclo no nitrognio na gua;
Eroso;
Enzima nitrogenase.
Adriano Silvestre
Sem mais
delongas, vamos
ao esquema...
Adriano Silvestre
so
bio
log
ia.c
om
.br
Adriano Silvestre
Circulao do nitrognio entre organismos e o ambiente
Adriano Silvestre
Diagrama do ciclo do nitrognio representando estoques e
fluxos globais por ano, em bilhes de toneladas cbicas (109)
Adriano Silvestre
Ciclagem de Nitrognio:
o caso da cana-de acar
Existe um mtodo de adubao do solo atravs do
nitrognio, a chamada adubao verde que consiste na
rotao de culturas leguminosas entre no-leguminosas
para a ciclagem do nitrognio.
A cana-de-acar por exemplo, tem uma rotao
na entressafra com soja ou amendoim.
Adriano Silvestre
Concluses
Devido grande necessidade do nitrognio para a
perpetuao da vida, o elemento se constitui essencial
sobrevivncia, uma vez que sem ela, no haveria vida.
Usos e tcnicas avanaram desde a descoberta da
necessidade, levando estudos mais sofisticados na
inter-relao gnica que as bactrias exercem sobre o
ciclo.
Adriano Silvestre
No passamos de
nitrognio falante.
Arthur Miller
Adriano Silvestre
Fatec Araatuba
fatecaracatuba.edu.br
(18) 36259917
Adriano Jnior
(18) 996759615