fixacao biologica

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O nitrogênio e sua importância para a vida na terra
O gás nitrogênio (N2) é o 
mais abundante na atmosfera 
terrestre, representando 
aproximadamente 80% do 
volume do ar, porem sua 
disponibilidade em formas 
assimiláveis aos organismos 
vivos é um dos fatores mais 
limitantes no planeta. 
 
 Os animais precisam do nitrogênio incorporado por micro-
organismos em compostos orgânicos (aminoácidos e proteínas), 
enquanto plantas e algas necessitam do nitrogênio incorporado 
sob a forma de íons nitrato (NO3-) ou íons amônio (NH4+). 
 Aplicações do nitrogênio 
 O nitrogênio gasoso é aplicado nas indústrias química, 
alimentar, elétrica e metalúrgica. 
 A aplicação no comercial é na obtenção do gás amoníaco, 
que é usado na fabricação de fertilizantes e ácido 
nítrico. 
 É usado em tanques de armazenamento de líquidos 
explosivos, durante a fabricação de componentes 
eletrônicos e na fabricação do aço inoxidável. 
 O nitrogênio liquido obtido pela destilação do ar liquido 
se usa em criogenia; já que na pressão atmosférica 
condensa a -196ºC. 
 Na medicina é usada para preservar o sangue, medula 
óssea, tecidos, órgãos e sêmen. 
 Na medicina nuclear o 13N radioativo, é usado no exame 
PET para a detecção de tumores e suas metástases 
 Na indústria automobilística, é usado para inflar os 
pneus de alto desempenho. 
 Na indústria alimentar, pode ser usado para inibir o 
desenvolvimento de bolores e ação de insetos. 
 
A transformação do nitrogênio atmosférico para o 
nitrogênio assimilável pelas plantas- o ciclo do 
nitrogênio 
 As bactérias nitrificantes do solo convertem o nitrogênio e 
formam nitratos, permitindo que esse elemento seja absorvido 
pelas plantas e animais, de modo indireto. As bactérias 
desnitrificantes devolvem o nitrogênio à atmosfera na forma 
gasosa, realizando com esse processo o ciclo do nitrogênio. 
 O nitrogênio é o nutriente do solo requisitado em maior 
quantidade pelas plantas, que o assimilam na forma inorgânica 
como amônio (NH4+0 ou preferencialmente na forma de nitrato. 
(NO3-). Dentro das duas formas de nitrogênio existentes no solo, 
algumas são: 
 Solúveis e outras são relativamente insoluveis; 
 Algumas são moveis no solo e outras são imóveis; 
 Algumas são disponiveis para absorção pelas plantas, 
enquanto, outras não são. 
Os nitritros e nitratos são suscetiveis a serem retirados da 
zona radicular pela agua que percola o solo. 
E como o nitrogênio é reposto naturalmente no solo? 
 O nitrogênio é reposto no solo pela fixação realizada 
pelas bactérias e uma quantidade muito menor é adicionada 
pela precipitação atmosférica pelo intemperismo. 
 
Etapas do ciclo do Nitrogênio 
FIXAÇÃO: é a transformação do 
N2 da atmosfera em outros 
compostos nitrogenados, como o 
nitrato, o amoníaco e o nitrito, 
essa transformação pode ser de 
forma biológica, atmosférica e 
industrial. 
ASSIMILAÇÃO: é a absorção 
pelas plantas dos nitratos que 
são formados no processo de 
nitrificação e esses nitratos 
usados na produção de aminoácidos 
e componentes orgânicos do 
nitrogênio. 
AMONIZAÇÃO: ocorre por meio mineralização, a matéria 
orgânica morta é transformada no íon de amônio (NH4+) pelas 
bactérias aeróbicas e anaeróbicas e alguns fungos. Parte da 
amônia é originada pela fixação biológica e a outra vem da 
decomposição de matéria morta, além dos excrementos. 
NITRIFICAÇÃO: é um processo que produz nitratos a partir 
do amoníaco (NH3). Esse processo é realizado por bactérias 
nitrificantes em dois passos: o amoníaco é convertido em nitrito 
(NH2) e depois por meios de outras bactérias nitrificantes o 
nitrito é convertido em nitratos (NO3-) prontos a serem 
assimilados pelas plantas. 
DESNITRIFICAÇÃO: é processo pelo qual o nitrogênio volta 
à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N2). Este processo 
ocorre por alguns tipos de bactérias como a Pseudomonas e 
Clostridium em ambiente anaeróbico. Essas bactérias usam o 
nitrogênio alterando com o oxigênio como forma de respiração e 
liberam o nitrogênio em estado gasoso, dessa forma o, o elemento 
é devolvido para a atmosfera. Finalizando o caminho e tornando o 
processo cíclico, já que a próxima etapa seria a fixação. 
 Saiba como ocorrem as transformações biológicas de acordo com 
sua forma. 
FIXAÇÃO BIOLÓGICA: a fixação biológica acontece por meio da 
capacidade de bactérias de absorver o nitrogênio e transformá-lo 
em compostos uteis para os outros seres. Algumas bactérias ao 
consumir o amoníaco que esta presente no solo, criam uma relação 
chamada simbiose e essa relação é estabelecida com alguns tipos 
de plantas, absorvido é retirado da raiz dessas mesmas plantas. 
FIXAÇÃO ATMOSFÉRICA: a fixação atmosférica representa de 3% a 4% 
de todo nitrogênio fixado. Ela ocorre utilizando energia 
proveniente de descargos elétricas que permitem a união do 
nitrogênio com o oxigênio, formando o monóxido de nitrogênio. 
Esse composto é levado ao solo por meio das águas das chuvas. 
FIXAÇÃO INDUSTRIAL: a fixação industrial ocorre quando o amoníaco 
é produzido por processos químicos. 
A fixação biológica do nitrogênio (FBN) 
 
 
As bactérias fixadoras de nitrogênio podem ser; Bactérias 
fixadoras de nitrogênio de vida livre (BFNVL)- cianobactérias, 
pseudomonas, azospirillun, azotobacter. 
 Embora a maior parte da fixação do nitrogênio aconteça da 
associação das bactérias com leguminosas, entrada do nitrogênio 
via BFNVL é muito importante para a manutenção da fertilidade em 
vários ecossistemas. A atividade fixadora dessas bactérias pode 
ser estimulada ou induzida pelo aumento da relação carbono- 
nitrogênio ou pela disponibilidade de fontes de carbono 
facilmente degradáveis, como restos vegetais e exsudatos de 
raízes. 
 No oceano a principal fonte é o 
nitrogênio atmosférico, a partir dele 
as cianobactérias marinhas atuam como 
fixadoras de forma semelhante a que 
ocorre no ambiente terrestre, podendo 
estar associadas as algas. Essas 
cianobactérias marinhas atuam como fixadoras de forma semelhante 
a que ocorre no ambiente terrestre, 
podendo estar associada a algas. 
Essas cianobactérias possuem 
estrutura filamentosa e, muitas 
vezes, apresentam uma célula 
especializada na fixação de 
nitrogênio, chamada heterocisto, que contém enzimas nitrogenase. 
A atividade da hidrogenasse, enzima-chave no processo de fixação 
biológica de nitrogênio, é influenciada pela disponibilidade de 
oxigênio no meio. A BFNVL das células em que esta enzima é 
expressa geralmente apresentam modificações que permitem o 
desenvolvimento de condições intracelular, como o espessamento 
da parede celular, a desativação do metabolismo aeróbico e o 
transporte ativo do oxigênio. 
 
 
Bactérias que vivem em simbiose com outros organismos 
 Essas bactérias invadem e se reproduzem no interior das células 
das raízes das plantas, estimulando a multiplicação das células 
infectadas, o que leva ao desenvolvimento de tumores conhecidos 
como nódulos das raízes. 
 As bactérias do gênero Rhizobium, capazes de fixar nitrogênio 
diretamente do ar, mantêm relação de estreita cooperação com 
planta da família das leguminosas. Estas possuem, em suas 
raízes, nódulos cujas células são repletas de bactérias 
Rhizobium, que captam gás nitrogênio (N2) do ar e com ele 
produzem compostos nitrogenados. Esses compostos produzidos 
pelas bactérias fixadoras de nitrogênio são compartilhados pela 
planta hospedeira. Em troca, a planta leguminosa fornece 
açucares e outros compostos orgânicos às suas hospedes 
Cianobactéria 
Heterocistos 
bactérias. Os compostos nitrogenados produzidos pelas bactérias 
dos nódulos das leguminosas fertilizam o solo, favorecendo 
também plantas não leguminosas. 
 As leguminosas são capazes de aproveitar a amônia produzida 
pela fixação de nitrogênio de suas bactérias simbióticas e, 
dessa forma, são capazes de conquistar ambientes com solo pobreem compostos nitrogenados, onde outras plantas não conseguem se 
desenvolver. Além disso, quando morrem, essas leguminosas são 
degradadas por bactérias decompositoras liberando no solo o 
nitrogênio de suas moléculas orgânicas na forma de amônia. 
 Formação de nódulos (Rhizobium) nas raízes das 
leguminosas. A importância da Fixação Biológica de 
Nitrogênio 
 Segundo estimativas, a 
FBN contribui 
significativamente para 
os mais variados 
ecossistemas, sendo 
considerado o processo biológico mais importante para as plantas 
e a principal forma pela qual o nitrogênio é incorporado à 
biosfera. Se a associação entre os organismos fixadores e as 
plantas for eficiente, o nitrogênio fixado pode suprir as 
necessidades do vegetal, dispensando o uso de fertilizantes 
nitrogenados e oferecendo vantagens econômicas e ecológicas. 
Benefícios da FBN 
 Diminuir o uso do 
nitrogênio mineral, 
contribuindo para o 
autofornecimento do 
nitrogênio utilizado para 
a formação da planta; 
 Reduzir o custo de 
produção e a emissão de 
gases de efeito estufa 
(GEE) que contribuem para 
o aquecimento global; 
 Melhorar as propriedades 
físicas, químicas e biológicas do solo, devido ao uso de 
leguminosas, como adubos verdes eficientes na FBN 
disponibilizando o nitrogênio para a cultura seguinte; e 
 Aumentar a produtividade dos solos pobres.