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Transferência de elementos químicos entre os seres vivose o ambiente.
Ciclo da Água
Ciclo do Oxigênio
Ciclo do Carbono
Ciclo do Nitrogênio
“Na natureza nada se cria, nada se perde,tudo se transforma”.
Antoine de Lavoisier
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Todos esses elementos são absorvidos pelos organismos, voltam ao ambiente e se tornam
novamente disponíveis para outros organismos.
Absorção pelos
organismos
Retorno do elemento ao
ambiente
Elemento disponível para
outro organismo
Essa “ciclagem” dos elementos, envolvendo os organismos e o ambiente, ocorre através de
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Bio = organismos vivos e geo = Terra
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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Um ciclo biogeoquímico é o percurso realizado, no ambiente, por um determinado elemento químico que é essencial à vida. Desta forma, esses ciclos promovem a circulação de tais elementos na biosfera em caminhos característicos.
ELEMENTO NO
AMBIENTE
ORGANISMO
Movimento circular => Ciclagem de nutrientes
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Troca contínua de água entre a atmosfera, solo, águassuperficiais, águas subterrâneas e seres vivos.
Transferência da água
Influência direta nas condições climáticas do planeta.
Infiltração – da superfície do solo para camadas maisprofundas do solo.
Escoamento – da superfície do solo para corpos de água.
Precipitação – da atmosfera para corpos de água e solo.
Evapotranspiração – dos seres vivos para a atmosfera.
Evaporação – dos corpos de água para atmosfera.
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Pequeno ciclo : quando o percurso da H2O só ocorre noambiente.Grande ciclo : quando o percurso da H2O passa pelosseres vivos do meio.
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Fotossíntese fixação do carbono
Carbono - essencial aos seres vivos para síntese de matériaorgânica (carboidratos, proteínas, ácidos nucléicos, lipídios).
Respiração
Combustão
Decomposição
liberação docarbono
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A fotossíntese e a respiração são os dois processos opostos que governam o ciclo global do carbono.
Nesse ciclo existem 3 estoque de carbono: o terrestre, a atmosfera e os oceanos.
CICLO BIOLÓGICO DO CARBONO
Fotossíntese = absorve
CO2
Respiração = libera CO2
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MatériaOrgânica
Foto
ssín
tese
respiração
combustãodecomposição
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CO2 e EFEITO ESTUFA
Causas principais:
Queima de combustíveis fósseis.
Atividade industrial.
Queimadas e desmatamentos de áreas florestais.
O acúmulo de CO2 naatmosfera aumenta aretenção de calor próximo a superfícieterrestre (alteraçõesclimáticas).
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CICLO GEOLÓGICO DO CARBONOMais de 99% do carbono terrestre está contido na litosfera, sendo a maioria carbono inorgânico, armazenado em rochas sedimentares como as rochas calcárias. O carbono orgânico contido na litosfera está armazenado em depósitos de combustíveis fósseis.
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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)
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Ciclo do oxigênio
O2atmosf
H2Orespiração
foto
ssín
tese
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Nitrogênio - constituição de aminoácidos (proteínas) e denucleotídeos (ácidos nucléicos).
OBSERVAÇÕES
Plantas e animais não utilizam diretamente o nitrogênio daatmosfera.
As reações de fixação e transformação do nitrogênio sãorealizadas por bactérias presente no solo.
Constitui cerca de 78% da composição atmosférica.
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ETAPAS DO CICLO DO NITROGÊNIO
Fixação biológica
N2 NH3Rhizobium
Nitrosação
NH3 NO2-
Nitrosomonas
Nitração
NO2- Nitrobacter
NO3-
Desnitrificação
NO3- N2Pseudomonas
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N2
atmosférico
nitritoNO2
-
nitratoNO3
- animais
amonificação(decomposição e excreção)
desnitrificação
amôniaNH3
Fixa
ção
biol
ógic
a
Fixa
ção
físic
a
plantas
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Etapas – FixaçãoComo os organismos (plantas e animais) não são capazes de absorver o nitrogênio
diretamente da atmosfera (N2), o aproveitamento do N2 só é possível através da fixação biológica, onde o nitrogênio é
transformado em amônia (NH3).Somente alguns microrganismos terrestres (bactérias - Azobacter, cianobactérias e fungos) podem fixar o N2 e as bactérias (Rhizobium) que vivem nas raízes de angiospermas (feijão, soja, ervilha,
amendoim e vagem) fazem uma simbiose transmitindo o nitrogênio para a cadeia
alimentar.
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Além da fixação biológica, pode ocorrer também a fixação atmosférica, que ocorre através dos raios e relâmpagos, cuja elevada energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que os seus átomos se liguem com
moléculas de oxigênio existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO). Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e
depositado no solo.N2
Atmosfera
N-NRelâmpago
s
Reage com o oxigênio da atmosferaNO
Se dissolve na água da chuva e é depositado
no solo
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Após a fixação, determinadas bactérias realizam a nitrificação - transformação de
NH3 (amônia) em nitritos (NO2) (nitrosação - Nitrosomonas) e nitritos em nitrato (NO3)
(nitratação - Nitrobacter).
Etapa – Nitrificação
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Etapa – AssimilaçãoO nitrato formado pelo processo de nitrificação é absorvido pelas plantas para produzir proteínas e
ácidos nucléicos.Através da mineralização (ou decomposição) a
matéria orgânica morta é transformada no íon de amônio (NH4
+) e amônia (NH3) por intermédio de bactérias e alguns fungos.
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Etapa – DesnitrificaçãoPara que o nitrogênio retorne ao ambiente são necessários os processos de decomposição e de desnitrificação. As bactérias (Pseudomonas) e fungos presentes no solo decompõem aminoácidos e ácidos nucléicos de organismos mortos transformando-os em amônia.
As bactérias desnitrificantes liberam o nitrogênio da amônia, dos nitritos e dos nitratos,devolvendo-o para a atmosfera.
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O ciclo do nitrogênio em lagos
Água evaporada Resíduos orgânicos
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LEGUMINOSAS (feijão, soja, ervilha...)
Possuem bactérias fixadoras de N2 emassociação mutualística nas suas raízes.O cultivo dessas plantas repõe nitrogêniono solo (adubação verde).
Rotação de culturas Consorciação de culturas
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Benefícios da parceria entre bactérias e leguminosas
A parceria entre plantas superiores e microrganismos é benéfica para ambos. A planta age como hospedeiro
e fornece uma “residência segura” (os nódulos das raízes ou a uma cavidade na folha) e protege os
microrganismos do excesso de oxigênio (que inibe a fixação de N2) e os supre com energia de alta
qualidade. Em troca, a planta obtém o suprimento de nitrogênio fixado disponível para ser assimilado.
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CICLO DO FÓSFORO O fósforo também é um nutriente importante
para todos seres vivos. Faz parte, por exemplo, do DNA e RNA e das moléculas energéticas, o
ATP.
Em certos aspectos, o ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do
nitrogênio, pois ocorre em menor número de formas químicas. Outra razão para a
simplicidade do ciclo do fósforo é a existência de apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato
(PO4).
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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.
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Parte do fosfato é arrastado pelas chuvas para os lagos e mares, onde passa por processos de sedimentação e se incorpora às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornará aos ecossistemas bem mais tarde, com a elevação do leito no mar ou o rebaixamento do nível das águas. Na superfície, essas rochas serão decompostas e transformadas em solo e o fosfato estará disponível.
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CICLO DO ENXOFRE O enxofre é importante para a formação das proteínas. Três processos biogeoquímicos naturais liberam enxofre para a atmosfera: formação de borrifos do mar, respiração anaeróbica por bactérias redutoras de sulfato e atividade vulcânica.O enxofre apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta terrestre e outro, “menor”, na atmosfera.
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Nos sedimentos, o enxofre permanece armazenado na forma de sulfato, que fica dissolvido na água do solo e assume a forma iônica de sulfato (SO4
--), sendo assim, facilmente absorvido pelas raízes dos vegetais.
Na atmosfera, o enxofre existe combinado com o oxigênio formando o SO2 (dióxido de enxofre – cerca de 75%). Outra parcela está na forma de anidrido sulfídrico (SO3). O gás sulfídrico (H2S) - característico pelo seu cheiro de “ovo podre” – tem vida curta na atmosfera, apenas de algumas horas, sendo logo transformado em SO2.
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Esses óxidos de enxofre (SO2 e SO3) incorporam-se ao solo com as chuvas, sendo então transformado em íons de sulfato (SO4
--). O único retorno natural do enxofre para a atmosfera é através da ação de decompositores que produzem o gás sulfídrico.
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CICLO DO ENXOFRE