Ciclos Biogeoquímicos. Prof. Fernando Belan - BIOLOGIA MAIS

Transcrição

1 Ciclos Biogeoquímicos Prof. Fernando Belan - BIOLOGIA MAIS

2 INTRODUÇÃO CICLO DA ÁGUA; CICLO DO CARBONO; CICLO DO OXIGÊNIO; CICLO DO NITROGÊNIO;

3 CICLO DA ÁGUA

4 CICLO DA ÁGUA Origens do vapor-d água: Evaporação: água líquida (salgada e doce); Transpiração: Plantas e animais;

5 Ciclo da água

6 Ciclo da água Pequeno ciclo: Compreende as mudanças de estado físico como: Evaporação e condensação (Chuva). Grande ciclo: Tem a participação de seres vivos. Absorção, respiração, transpiração, excreção.

7 Ciclo da água

8 Ciclo do Carbono

9 Ciclo do Carbono Elemento formador de todas as moléculas orgânicas; CO2 é a fonte principal de carbono na natureza; Os produtores são capazes de fixar o carbono; Matéria orgânica (glicose) CO2 síntese

10 Ciclo do Carbono A partir da glicose... produção de energia para o metabolismo celular;... matéria-prima de construção (celulose);... outras moléculas orgânicas, como lipídios, aminoácidos e ácidos nucleicos. Assim, o carbono fica aprisionado (fixo) nos seres vivos;

11 Ciclagem do Carbono O carbono retorna ao ambiente através de diversas reações químicas: Respiração celular > C6H12O6 + 6O2 > 6CO2 + 6H2O Fermentação > C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2 Combustão > C8H ,5 O2 > 8CO2 + 9H2O Decomposição;

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13 Ciclo em equilíbrio... até quando? O carbono fixado pelos produtores e o devolvido para o ambiente, sempre esteve balanceado. No século XX, com o aumento da queima de combustíveis fósseis, começou a ocorrer acúmulo de CO2 na atmosfera. O excesso de CO2 causa um desequilíbrio ambiental.

14 Efeito Estufa

15 Aquecimento Global

16 Consequências Derretimentos das geleiras e elevação do nível dos oceanos; Aumento da temp. global em até 3ºC até 2100; Ondas de forte calor; secas e inundações; ciclones tropicais e furacões; Perda de biodiversidade de áreas como Amazônia; Aumento da acidez dos oceanos = morte de corais;

17 Ciclo do Oxigênio

18 Ciclo do Oxigênio Atua principalmente na respiração celular; O oxigênio só participa da ultima etapa da respiração (cadeia transportadora de elétrons), como aceptor final do hidrogênio. Os hidrogênios (H+) produzidos pela quebra da glicose não podem ficar sozinhos, pois acidifica o meio. Ligam-se ao NAD+ FAD+ e finalmente ao O2, formando H2O

19 Liberado pela fotossíntese A reação de fotossíntese libera O2; Fotólise = 2H2O > O2 + 4H+ + 4e- Os H+ e elétrons serão transportados para formação da glicose. O oxigênio será liberado para a atmosfera;

20 Resumindo: Os átomos de oxigênio se encontram na atmosfera sob a forma de O2 e CO2, além da água líquida no solo e vapor na atm. A fotossíntese, respiração aeróbica e a decomposição, são os processos responsáveis pela ciclagem do oxigênio na natureza.

21 Buraco na Camada de Ozônio Cl3CF > Cl2CF + Cl (Radiação UV) Cl + O3 > O2 + ClO O3 > O2 + O (Radiação UV) O + ClO > O2 + Cl

22 Ciclo do Oxigênio

23 Ciclo do Nitrogênio

24 Ciclo do Nitrogênio Essencial para a formação das moléculas orgânicas; DNA e RNA Proteínas ATP, ADP, NAD e FAD Vitaminas Vitaminas Clorofila

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27 O Nitrogênio está... em maior quantidade na atmosfera (78% é N2); Os animais e plantas não conseguem aproveitar o nitrogênio gasoso; Bactérias absorvem o N2; Micorrizas (fungos) auxiliam na absorção de água e minerais. O nitrogênio deve ser transformado em nitrato para ser absorvido pelas plantas;

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29 Etapas do ciclo: FIXAÇÃO AMONIFICAÇÃO NITRIFICAÇÃO DESNITRIFICAÇÃO

30 FIXAÇÃO O nitrogênio gasoso é convertido em elementos disponíveis para as plantas; Fixação atmosférica > descargas elétricas transformam o N2 em nitrato (NO3-), que é carregado pelas chuvas; N2 NO3-

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32 FIXAÇÃO Fixação industrial > reação entre o N2 e Hidrogênio, que produz amônia; Essa reação acontece a 250 atm e 450 C; A amônia é utilizada para a produção de fertilizantes; N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Energia

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34 FIXAÇÃO Fixação biológica > O N2 é convertido em amônia (NH3) por bactérias, que excretam como amônio (NH 4+); A fixação biológica é a maior responsável pela fixação do nitrogênio. 2N2 + 6H2O > 4NH3 + 3O2 Cianobactérias Nostoc Azotobacter e Clostridium e Anabaena; Bactérias

35 MUTUALISMO Bactérias (Rhizobium) x Leguminosas (feijão, soja, ervilha, amendoim etc.) A associação de bactérias com as raízes é chamada bacteriorriza.

36 Amonificação A decomposição de proteínas, ácidos nucléicos e resíduos nitrogenados geram amônia. Bactérias e fungos são responsáveis por esse processo. 2CH2NH2COOH + 3O2 > 4CO2 + 2H2O + 2NH3

37 Nitrificação É uma série de processos que vão transformando o amônio (NH3+) em nitritos e nitratos;

38 Nitrosação Amônia é transformado em nitrito (NO2); As bactérias Nitrosomonas atuam na nitrosação São bactérias quimiossintéticas 2NH3+ + 3O2 2NO2- + 2H+ + H2O + Energia

39 Nitratação Transformação de nitritos em nitratos; Ação das bactérias do gênero Nitrobacter, na oxidação dos nitritos; 2NO2- + O2 2NO3- + Energia

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41 Aproveitamento do NO3- O nitrato apresenta alta solubilidade e pouca toxicidade; As plantas absorvem o nitrato, que é transformado em amônio (NH4+) dentro do vegetal; O amônio é utilizado para produção de aminoácidos; Os animais adquirem o nitrogênio através das proteínas na alimentação;

42 RAIOS N2 ANIMAIS BACTERIAS NO3- NH4+ NITROSOMONAS NO2- NO3- NUTRIÇÃO AMINOÁCIDOS NH4+ NITROBACTER ABSORÇÃO PLANTAS

43 Devolução do Nitrogênio Bactérias do gênero Pseudomonas degradam os compostos nitrogenados como proteínas, uréia, amônia, ácido úrico, liberando o N2. (Desnitrificação); 5C6H12O6 + 24NO H+ > 30CO2 + 42H2O + 12N2 + ENERGIA A decomposição também libera amônia no solo, que seguirá o processo de nitrificação; É assim que os adubos orgânicos (esterco) contribuem para o enriquecimento de nitratos do solo;

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46 Rotação de Culturas Leguminosas = associação com Rhizobium Cultura de milho. Assim o solo se recompõe e não fica empobrecido

47 Adubação Verde Lavouras perenes como café; Leguminosas são cultivadas a fim de serem incorporadas para enriquecer o solo. Aumento da produtividade da lavoura;

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