Universidad del Papaloapan

Campus Tuxtepec

CICLO DEL NITRÓGENO

BIOQUIMICA MICROBIANADra. María de Jesús García Gómez

Equipo: - Mayra Santiago

- María Magdalena Infante- María Fernanda García

¿Qué es?El nitrógeno es un gas, forma el 79% del aire de la

tierra.

Proceso cíclico natural en el curso del cual el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los organismos vivos antes de regresar

a la atmósfera.

Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición

de la biosfera terrestre.

De manera general:

Consiste en transformar el

nitrógeno gaseoso en una

forma químicamente

utilizable (amoniaco o

nitratos).

La fijación biológica del nitrógeno se lleva acabo por bacteria libres fijadoras de

nitrógeno (bacterias simbióticas,

cianobacterias y ciertos líquenes).

El nitrógeno fijado en forma de amoniaco y

nitratos es absorbido por las plantas, se incorporan a sus tejidos en forma de

proteínas vegetales, después el nitrógeno

recorre la cadena alimentaria.

Al morir las platas y animales los compuestos

nitrogenados se descomponen

produciendo amoniaco por amonificación.

Etapas del ciclo:1.Fijación

y asimilació

n del nitrógeno

2. Amonificaci

ón

3. Nitrificación

4. Desnitrificació

n

5. El nitrógeno

vuelve a la atmósfera

Descripción de las etapas:1.

• Fijación del nitrógeno de la atmósfera a formas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos (NH4

+, NO2- NO3

- ).

2. • La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno, en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2).

3. • La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor de electrones, es decir, como oxidante.

4. • La Desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3

–), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2), la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno.

5. • El nitrógeno vuelve a la atmósfera.

Importancia del ciclo:

Es tan estable, que apenas se combina con otros elementos y, por tanto, es difícil que los organismos lo asimilen, ya que

primero necesitan desdoblarlo y emplearlo en la síntesis de aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales para

su metabolismo.

Se coloca entre los principales elementos

biogeoquímicos.

El nitrógeno N2 es el elemento que se encuentra en forma libre (estado

gaseoso) y en mayor abundancia en la atmósfera (78 %).

¡Es necesaria una gran cantidad de energía para desdoblarlo y combinarlo con otros elementos como el carbono y el oxígeno!

A) Descargas eléctricas

B) Fijación fotoquímica

A) Como consecuencia de las descargas eléctricas o procesos de combustión y

el agua de lluvia se encarga de arrastrar al suelo los compuestos

formados.

B) Poseen en sus raíces nódulos con bacterias

simbióticas, que producen compuestos nitrogenados que ayudan a la planta a

crecer y competir con otras plantas. Cuando la planta

muere, el nitrógeno ayuda a fertilizar el suelo.

C) Bacterias quimiosintéticas

*Rhi

zobi

um y

Azo

tbac

ter N

itrosomas y N

itrosococcus

Estas bacterias pueden ser las que viven libres en el suelo o aquellas que en simbiosis. Todas las bacterias

pertenecientes a estos géneros fijan nitrógeno, tanto como nitratos (NO3 - ) o como amonio (NH3).

INTE

RVEN

CIÓ

N D

E BA

CTER

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EN L

A FI

JACI

ÓN

DE

NIT

ROG

ENO

.

A) Nitritación: - NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−

B) Nitratación - NO2− + H2O → NO3

− + 2H+ + 2e−

A

B

Convergencia con otros ciclos:En la fijación biológica intervienen bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas, sobre todo leguminosas como el guisante, trébol o la alfalfa, pero también determinadas algas, líquenes, etc. Las bacterias se alimentan de estas plantas, pero a cambio le entregan abundantes compuestos nitrogenados.Cuando el nitrógeno ha quedado fijado en las raíces de las plantas, ya puede ser absorbido por éstas e incorporarlo a los tejidos en forma de proteínas vegetales. Desde aquí, el nitrógeno ya entra en la cadena alimentaria mediante los animales herbívoros y carnívoros.

Cuando las plantas y animales mueren, mediante la descomposición se produce una transformación química de los compuestos nitrogenados, convirtiéndose en nitrógeno amoniacal (actividad denominada amonificación), última etapa de la mineralización del nitrógeno que está contenido en la materia orgánica del suelo.

Este amoniaco vuelve a ser en parte recuperado por las plantas, pero el resto alcanza el medio acuático o simplemente permanece en el suelo, donde será convertido en nitrógeno nítrico por los microorganismos, en un proceso que se denomina nitrificación y que es aprovechado de nuevo por las plantas. Los nitratos pueden volver a la atmósfera mediante la desnitrificación, o ser eliminado del suelo por lixiviación (disolución en el agua) y posterior arrastrado a los ríos y lagos.