Biologia

Confira o Resumo do Ciclo do Nitrogênio e a matéria completa!

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O Ciclo do Nitrogênio é um ciclo biogeoquímico que atua na circulação do N2 no ambiente. Inicialmente, ele está concentrado na atmosfera, mas poucos seres podem absorvê-lo assim. Ao ler o resumo do Ciclo do Nitrogênio, estudamos que ele é importante para a transformação do elemento e, assim, ser utilizado por outros seres.

Neste artigo sobre o resumo do Ciclo do Nitrogênio, você encontrará:

  1. Resumo do Ciclo do Nitrogênio: o que é e qual a importância?
  2. Como ocorre o ciclo – 4 Etapas
  3. Atuação de bactérias e leguminosas + Rotação de Cultura
  4. Fontes de Nitrogênio para alimentação Humana
  5. Problemas ambientais causados pelo Nitrogênio
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Resumo do Ciclo do Nitrogênio – o que é?

O Ciclo do Nitrogênio, também abreviado como CN, é o fenômeno das várias transformações do Nitrogênio e os caminhos que ele percorre no meio ambiente.

Você sabe, por exemplo, que o Oxigênio está na atmosfera, é absorvido por seres humanos e plantas, encontra-se na água e sofre processos naturais. Este é o ciclo da água.

Um processo semelhante acontece com o Nitrogênio e é isso que vamos estudar! Antes de saber como ele ocorre, vamos começar entendendo porquê esse ciclo é importante e como o N2 é utilizado nos seres: 

Qual a importância do Ciclo de Nitrogênio?

O Nitrogênio de todo o planeta é encontrado principalmente na atmosfera, sob a forma de N2, um composto inorgânico. Ele é o principal componente do ar, sendo responsável por cerca de 78% de sua composição. 

Apesar de ser abundante, pouquíssimas espécies são capazes de utilizá-lo nesse formato. Os animais, por exemplo, só conseguem consumi-lo na forma orgânica, que não é tão abundante. Já as plantas, preferem as formas iônicas do composto.

Por esse motivo, o ciclo é essencial para transformá-lo e permitir que todos os seres tenham uma fonte de Nitrogênio suficiente

  • Afinal de contas, porque os seres precisam de Nitrogênio?

Nos seres vivos, o nitrogênio é fundamental para a constituição de proteínas (estrutura do corpo e funcionamento do organismo) e para a síntese de ácidos nucleicos (DNA e RNA). 

Nos compostos não-vivos, como solos e rochas, é importante para enriquecer e estruturar o local, permitindo o desenvolvimento da agricultura.

Como ocorre o Ciclo do Nitrogênio? 4 Etapas

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Observe a imagem acima, ela serve como um mapa mental do ciclo. Memorize bem o desenho porque ele costuma cair em provas!

Além disso, fique a vontade para consultá-la novamente durante a explicação das etapas enumeradas: 

1.Fixação

A primeira etapa do ciclo é chamada de Fixação, pois é onde o N2 atmosférico é fixado no solo. Estando em um novo ambiente rico em seres microscópicos, a transformação em outro composto nitrogenado se torna possível. 

Como estamos falando no ciclo natural, o processo é chamado de

  • Fixação biológica: na qual bactérias fixadoras e cianobactérias são os seres capazes de assimilar o N2. Elas o capturam e permitem a continuidade para a próxima etapa. As bactérias mais conhecidas com essa função são as do gênero Rhizobium. Elas vivem associadas às raízes de plantas leguminosas, em uma relação mutualística

No penúltimo tópico do texto, explicaremos melhor como é essa relação. Contudo, existem outras formas menos comuns ou artificiais de ocorrer, conhecidas como fixação física. Elas podem ser:

  • Fixação atmosférica: Os relâmpagos na atmosfera conseguem separar moléculas de N2. Assim, os átomos unitários N ligam-se às moléculas de oxigênio. Com isso, forma-se o monóxido de nitrogênio (NO). Por meio da chuva ele chega ao solo, mas se estiver em excesso, facilita a formação de chuva ácida.
  • Fixação industrial: também conhecido como Haber-Bosch, é um processo artificial que mistura o N2 com o hidrogênio H2 com o uso de faíscas. O resultado é a produção do amoníaco (NH3), que também se encontra nas próximas etapas do ciclo natural.

2.Amonificação

As bactérias fixadoras conseguem cumprir sua função por causa de seu metabolismo. Mas, devemos lembrar que todo metabolismo precisa excretar as substâncias não utilizadas. Com isso, logo após a fixação, as bactérias liberam um resíduo na forma de amônia (NH3) para o meio ambiente.

As outras fontes de amônia estão também ligadas à excreção, pois ela é um composto forte demais para ficar retida nos organismos. 

Assim, os animais e plantas que se encontram mortos sobre o solo, ao serem decompostos por bactérias e fungos, contribuem na liberação de amônia. Também os animais que possuem sistema urinário carregam quantidades de Nitrogênio na uréia ou no  ácido úrico, compostos nitrogenados originados a partir da metabolização de amônia.

Essa amônia, independente de onde veio, cai no ambiente e combina-se com a água. Como resultado, temos a formação do hidróxido de amônio (NH4OH), que se ioniza e produz o íon amônio (NH4+) e a hidroxila (OH-)

Esse processo é conhecido como amonização ou amonificação.

3.Nitrificação

A Nitrificação é a etapa em que ocorre a oxidação da amônia, por meio da atuação de bactérias nitrificantes. Essas bactérias são do tipo quimiossintetizantes, ou seja, utilizam a energia liberada no processo químico como fonte de alimento.

A Nitrificação ocorre em duas etapas:

  • Nitrosação: processo de oxidação da Amônia que gera Nitrito (NO2-).

2NH3 + 3O2   →   2NO2- + 2H2O + 2H+

  • Nitração: processo de oxidação do Nitrito que gera Nitrato (NO3-).

2NO2- + O2   →   2NO3-

As bactérias nitrificantes mais comuns na Nitrosação são as do gênero Nitrosomonas. Já as mais famosas na Nitração são as do gênero Nitrobacter.

O Nitrato é facilmente absorvido e utilizado pelas plantas, algas e bactérias; sendo utilizado como fonte para síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas. Assim, o elemento N assume forma orgânica e entra na Cadeia alimentar! Agora, os animais conseguem adquirir nitrogênio por meio da alimentação.

4.Desnitrificação

Os animais herbívoros ingerem as plantas, os carnívoros ingerem os herbívoros e assim o Nitrogênio vai passando por todos os animais, por meio da Teia alimentar. Ao final, os animais morrem e a sua decomposição geram amônia, bem como a excreção do sistema urinário. Assim, voltamos para a segunda etapa do ciclo. 

Contudo, alguns dos gases liberados retornam à atmosfera e também existem as bactérias desnitrificantes, responsáveis por ajudar nessa síntese gasosa. Quando o Nitrogênio é devolvido para atmosfera e retornamos à primeira etapa, diz-se que ocorreu um processo de Desnitrificação!

Qual a importância das leguminosas e das bactérias para o Ciclo do Nitrogênio?

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Agora que você já entendeu o ciclo, podemos retomar aquele caso da primeira etapa: leguminosas e bactérias fixadoras.

As bactérias fixadoras formam nódulos nas raízes das leguminosas, uma espécie de casinha em que se alojam e mantém contato com a planta. Essa relação é de mutualismo, ou seja, ambos os seres são beneficiados com essa associação.

As bactérias captam o nitrogênio atmosférico e transformando-o em amônia (NH3), sendo um fornecimento direto de sais de nitrogênio para a planta. As plantas, por sua vez, retribuem o favor fornecendo matéria orgânica para auxiliar no consumo de energia das bactérias, produzidas na fotossíntese.

Tendo em vista tudo isso, podemos dizer que:

  • As bactérias são muito importantes para o CN porque sem elas, nem a primeira etapa ocorreria. Ainda sim, elas auxiliam e são essenciais em todas as etapas, pois possuem metabolismos capazes de transformar os compostos nitrogenados em formas orgânicas e acessíveis a outros seres.
  • Já as plantas, mas especialmente as leguminosas, são importantes para a manutenção de Nitrogênio no solo, tanto pela Relação Mutualística quanto pelo processo de Rotação de Cultura. 

Rotação de Cultura é um procedimento muito utilizado na agricultura, sendo desenvolvido lá na época dos feudos e a responsável por potencializar a produção agrícola. Hoje existem diferentes técnicas, mas a inicial era preparar um terreno de plantio e dividi-lo em três partes.

O primeiro terreno seria posto em descanso, o segundo seria plantado com o que se deseja comercializar e o terceiro seria plantado apenas com leguminosas. Depois da 

 época de colheita, o primeiro terreno serve de plantio para leguminosas, o segundo descansa e o terceiro é plantado com o que seria comercializado.

Assim, há uma rotação que permite a terra não sofrer muitos danos. Além do descanso, o plantio de leguminosas agrega bactérias no solo, fazendo com que fique rico em Nitrogênio. Assim, ele fica mais fértil e é rapidamente recuperado. 

Fonte de Nitrogênio para a Alimentação Humana

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Agora, já tendo lido o resumo do Ciclo do Nitrogênio, você já entendeu que ele é importante para nós. Mas em quais alimentos podemos encontrá-lo? 

Portanto, ter uma dieta balanceada é essencial para boa ingestão de Nitrogênio. Ele está presente em todo tipo de carne, principalmente nos peixes. Por isso, é importante variar o tipo de carne que se come ao longo da semana.

Outra fonte riquíssima do composto são as plantas, especialmente os legumes tuberculosos. Uma alimentação composta pelas deliciosas batatas (doces ou não), feijão, cenoura, rabanete, mandioca, beterraba e tantos outros; é muito adequada!

Impactos do N2 no meio ambiente

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O CN é natural e deve ocorrer para boa manutenção da vida na Terra. Contudo, quando este ciclo é interrompido ou alguma de suas etapas está desequilibrada, isso gera impactos negativos ao meio ambiente.

  • A formação excessiva de gases que tem na sua composição o N, favorece a formação de chuva ácida e contribui para o aquecimento global, além de corroer esculturas, relevos e construções civis.
  • A produção excessiva de Nitrato atinge a água e facilita o processo de eutrofização em regiões de cursos parados (lagos, lagoas, represas). Esse processo é caracterizado pelo aumento da concentração de nutrientes orgânicos (principalmente compostos nitrogenados e fósforo) e confere um aspecto esverdeado na água.

Isso favorece a multiplicação acelerada de algas, dificultando a passagem da luz e desequilibrando o meio aquático até nos índices de oxigênio. Assim, o lago se torna morto, equivalente ao derramamento de esgoto não tratado. 

  • Por fim, até mesmo o excesso de Nitrogênio no solo acaba sufocando as plantas e podem limitar o seu crescimento. De fato, o equilíbrio é a melhor opção!

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