Aula 3 Ciclos Biogeoquímicos

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EDITAL	
  -­‐	
  BIOLOGIA
Ciclos	
  Biogeoquímicos	
  -­‐ 

Os	
  caminhos	
  dos	
  elementos	
  no	
  
Ecossistema
Prof.	
  Victor	
  Tibúrcio
Elementos	
  no	
  Ecossistema
• Diferente	
   da	
   energia,	
   os	
   nutrientes	
   são	
   retidos	
  
dentro	
   do	
   Ecossistema	
   e	
   circulam	
   entre	
   seus	
  
componentes	
  físicos	
  (abióticos)	
  e	
  bióticos.	
  
!
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  EQUILÍBRIO	
  DINÂMICO
• Funciona	
  como	
  um	
  verdadeiro	
  regulador	
  térmico	
  
na	
   natureza	
   (determinante	
   na	
   formação	
   do	
  
clima).	
  
!
• Ciclo	
  curto	
  
!
• Ciclo	
  longo	
  
-­‐ Processos	
   de	
   evapotranspiração,	
   respiração,	
  
excreção	
  e	
  egestão.
Ciclo	
  da	
  Água
Atmosfera
Nuvens
Mar Praia Lago
Animais
Plantas
RioEvaporação
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Condensação 
(chuva)
PEQUENO 
CICLO
Atmosfera
Evaporação
Mar Praia
Rio
Lago
Animais
Nuvens
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Movimento das nuvens
Atmosfera
Evaporação
Mar Praia
Rio
Lago
Animais
PEQUENO 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Nuvens
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Movimento das nuvens
Condensação 
(chuva)
Atmosfera
Evaporação
Mar Praia
Rio
Lago
Animais
PEQUENO 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Nuvens
Morros recobertos 

de floresta
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Água infiltrada no solo
Atmosfera
Evaporação
Mar Praia
Rio
Lago
Animais
PEQUENO 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Movimento das nuvens
Condensação 
(chuva)
Nuvens
Morros recobertos 

de floresta
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Água infiltrada no solo
GRANDE 
CICLO
Transpiração e respiração 
de plantas e animais
Atmosfera
Evaporação
Mar Praia
Rio
Lago
Animais
PEQUENO 
CICLO
Condensação 
(chuva)
Movimento das nuvens
Condensação 
(chuva)
Morros recobertos 

de floresta
Nuvens
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo	
  do	
  Carbono
• Elemento	
   que	
   participa	
   da	
   composição	
  
química	
   de	
   todos	
   os	
   compostos	
  
orgânicos.	
  
• Encontra-­‐se	
   na	
   atmosfera	
   numa	
  
concentração	
  aproximada	
  de	
  0,03%	
  e	
  em	
  
proporções	
   semelhantes,	
   dissolvidos	
   na	
  
água.	
  
!
• Carbono	
  nos	
  organismos:	
  
!
a) Pela	
  respiração	
  é	
  devolvido	
  na	
  forma	
  
de	
  CO2	
  
b) Passa	
  para	
  os	
  animais	
  quando	
  estes	
  se	
  
alimentam	
  da	
  plantas	
  
c) Pela	
  morte	
  e	
  decomposição	
  volta	
  a	
  ser	
  
CO2
 OBSERVAÇÃO 
!
• É importante lembrar que 
a queima de combustíveis 
fósseis (COMBUSTÃO) é 
um mecanismo de retorno 
do carbono ao meio. 
• EFEITO ESTUFA = 
aquecimento global
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CO2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CO2 atmosféricoAssimilação pela

 fotossíntese
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CO2 atmosféricoAssimilação pela

 fotossíntese
Assimilação 

de C pelos 
herbívoros
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CO2 atmosféricoAssimilação pela

 fotossíntese Respiração
Assimilação 

de C pelos 
herbívoros
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CO2 atmosféricoAssimilação pela

 fotossíntese Respiração
Microrganismos 

decompositores
Morte e 
decomposição de 
plantas e animais
Excrementos
Assimilação 

de C pelos 
herbívoros
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Excrementos
Microrganismos 

decompositores
Decomposição de matéria 
orgânica
Assimilação pela

 fotossíntese Respiração
Assimilação 

de C pelos 
herbívoros
Morte e 
decomposição de 
plantas e animais
CO2 atmosférico
Ciclo	
  do	
  Nitrogênio
• Indispensável	
   à	
   vida,	
   uma	
   vez	
   que	
  
entra	
  na	
  constituição	
  das	
  proteínas	
  e	
  
ácidos	
  nucléicos.	
  
-­‐ Bases	
   nitrogenadas	
   (Adenina,	
  
Timina,	
  Citosina;	
  Guanina	
  e	
  Uracila)	
  
!
• No	
   corpo	
   humano,	
   16%	
   está	
  
constituído	
  por	
  proteínas.	
  
!
• Cerca	
   de	
   78%	
   do	
   ar	
   é	
   formado	
   por	
  
nitrogênio	
  livre	
  (N2)	
  
-­‐ a	
  maioria	
  dos	
   seres	
   vivos	
   é	
   incapaz	
  
d e	
   a p r o v e i t á -­‐ l o	
   n o	
   s e u	
  
metabolismo.
 OBSERVAÇÃO 
• O n i t r o g ê n i o ( N 2 ) 
utilizável pelos seres 
vivos é combinado 
com o hidrogênio na 
f o r m a d e a m ô n i a 
(NH3) = fixação
• A transformação de 
N2 em NH3 
• Tipos de fixação 
1. Física 
2. Industrial 
3. Biológica
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Bactérias 

Rhizobium Solo
Raiz de leguminosa Pêlo 
absorvente
Penetração das 

bactérias na raiz
Rhizobium no interior 

da célula da raiz
Nódulo formado por 

células com bactérias
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NH3 (amônia)
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NH3 (amônia)
Absorção de 
NH3 por 
algumas 
plantas
Assimilação pelos herbívoros
Excreção
Decompositores
Morte e 
decomposição
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NH3 (amônia)
Absorção de 
NH3 por 
algumas 
plantas
Assimilação pelos herbívoros
Excreção
Decompositores
Morte e 
decomposição
Nitrosomonas
NO2 (nitrito)
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NH3 (amônia)
Absorção de 
NH3 por 
algumas 
plantas
Assimilação pelos herbívoros
Excreção
Decompositores
Morte e 
decomposição
Nitrosomonas
NO2 (nitrito)
NO3(nitrato)
NITRIFICAÇÃO
Nitrobacter
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NH3 (amônia)
Absorção de 
NH3 por 
algumas 
plantas
Assimilação pelos herbívoros
Excreção
Decompositores
Morte e 
decomposição
Nitrosomonas
NO2 (nitrito)
NO3(nitrato)
NITRIFICAÇÃO
Nitrobacter
Absorção pelas raízes
N2 atmosférico
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Bactérias 
desnitrificantes
FIXAÇÃO DO 
NITROGÊNIO 
ATMOSFÉRICO
DESNITRIFICAÇÃO
Assimilação pelos herbívoros
Excreção Morte e 
decomposição
NITRIFICAÇÃO
Nitrosomonas
Bactérias 
fixadoras de N2 no 
solo
NO2 (nitrito)NH3 (amônia)
NO3(nitrato)
Nitrobacter
Absorção de 
NH3 por 
algumas 
plantas
Decompositores
Bactérias 
fixadoras de 
N2 nos 
nódulos de 
raízes de 
leguminosas
Absorção pelas raízes
N2 atmosférico
28
Gabarito:	
  E
8. (Ufg 2014) O semiárido brasileiro exige do pequeno produtor 
estratégias para alimentação do gado durante a seca. Para garantir 
a sobrevivência do rebanho nesse período, uma das possibilidades é 
o plantio de Cactaceae por adensamento, utilizando adubação com 
ureia (CO(NH2)2) nos períodos de chuva. Considerando-seo ciclo do 
nitrogênio na natureza, essa estratégia de adubação justifica-se, 
pois, no solo, a hidrólise desse adubo químico simula a: 
!
a) nitrificação da matéria orgânica, disponibilizando NH4+. 
b) nitrificação da matéria orgânica, disponibilizando NH3. 
c) desnitrificação da matéria orgânica, disponibilizando N2. 
d) amonificação da matéria orgânica, disponibilizando NO. 
e) amonificação da matéria orgânica, disponibilizando NH3. 
(G1 - ifsp 2013) Durante o dia, parte da energia solar é captada pela superfície da Terra e 
absorvida, enquanto a outra parte é irradiada para a atmosfera, de volta para o espaço. Os 
gases naturais que existem na atmosfera funcionam como uma espécie de capa protetora que 
impede a dispersão total do calor, o que ajuda a manter o planeta quente. 
Se esse processo, denominado efeito estufa, não existisse, a temperatura da superfície terrestre 
seria, em média, cerca de 34°C mais fria do que é hoje. Portanto, pode-se afirmar que o efeito 
estufa é imprescindível para a manutenção da vida sobre a Terra. !
(www.rudzerhost.com/ambiente/estufa.htm#topo. Acesso em: 22.10.2012. Adaptado.) !
Nos últimos séculos, a ação do homem vem promovendo, na atmosfera, um aumento 
considerável na taxa de dióxido de carbono (CO2), gás importante na produção do efeito estufa. 
A ação antropogênica, ou seja, a interferência humana sobre o meio ambiente é apontada como 
uma das responsáveis pelo aumento, acima do normal, da temperatura no planeta. 
Sobre esse assunto assinale a alternativa correta. 
a) A destruição da camada de ozônio pelo aumento de dióxido de carbono na atmosfera é um 
dos fatores responsáveis pelo efeito estufa. 
b) O aumento da concentração de gases, como o gás carbônico, por ação antropogênica se 
deve principalmente pela queima de combustíveis fósseis e destruição de florestas naturais. 
c) Uma das consequências do efeito estufa é a diminuição de absorção de raios solares, o que 
interfere na fotossíntese, provocando alterações na cadeia alimentar dos diferentes 
ecossistemas. 
d) A ação antropogênica não pode ser considerada um fator de alteração ambiental, uma vez 
que o efeito estufa existe independentemente da supressão de gases como o CO2 pelo 
homem. 
e) As chuvas ácidas são consequência do efeito estufa e provocam a acidificação de oceanos, 
interferindo na sobrevivência do fitoplancton marinho. 
 
29
Gabarito:	
  B
30
(Pucrj 2012) “Cientistas do mundo inteiro pesquisam bons processos que 
permitam armazenar – no jargão técnico, ‘sequestrar’ – carbono no solo, para 
evitar que esse elemento seja liberado na atmosfera e colabore para o 
aquecimento global. A presença de matéria orgânica no solo, além de reter 
carbono com eficácia, é essencial para aumentar sua fertilidade”. 
!
“Biocarvão – as terras pretas dos índios e o sequestro de carbono”. Ciência 
Hoje, n.º 281, maio de 2011. 
!
a) Explique o que é sequestro de carbono e como esse processo pode 
contribuir para a mitigação do aquecimento global. 
!
!
!
!
b) Faça um esquema e explique as rotas percorridas pelo carbono em seu ciclo 
biogeoquímico.