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

ika

.co

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

slideplayer.com.br

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

adrisil_junior@hotmail.com

(18) 996759615