Ciclo do Nitrogênio: Ecologia para você arrasar em Biologia vestibular e Enem!

Você conhece as etapas e as transformações do Ciclo do Nitrogênio? Revise aqui todo o ciclo biogeoquímico do Nitrogênio para mandar bem no vestibular e no Enem. Confira abaixo aula gratuita com exercícios.

Estudar ecologia é essencial para se dar bem no Enem! Não falha: todos os anos tem uma questão de Ciências da Natureza envolvendo ecologia.

Os ciclos biogeoquímicos são “figurinhas carimbadas” uma vez que com este conteúdo é possível relacionar as ações humanas aos ciclos naturais. E, geralmente, o ciclo em que temos mais dificuldades é o do nitrogênio, pois é cheio de detalhes. Mas, não se preocupe, querido (a) estudante!

ciclo do nitrogênio

A gente de ajuda a desmistificar o ciclo biogeoquímico do nitrogênio! Vem com a gente! Revise ecologia e arrase nas questões de Biologia do Enem e dos vestibulares!

O nitrogênio é encontrado abundantemente na atmosfera em sua forma molecular (N2). Em temperatura ambiente este ametal é encontrado em sua forma gasosa e corresponde a aproximadamente 78% dos gases que compõem a atmosfera. Além disso, o nitrogênio é encontrado em abundância na biosfera, constituindo importantes moléculas orgânicas como as proteínas e os ácidos nucleicos.

Também encontramos grande quantidade de nitrogênio na litosfera, estando presente tanto nos combustíveis fósseis como no solo combinados a outros elementos e tendo uma forma sólida, como nos íons nitrato nitrito e amônio. Apesar de sua abundância na atmosfera o nitrogênio, este gás inerte, insípido, inodoro e incolor, não é absorvido diretamente pelos seres vivos.

Os animais pulmonados, por exemplo, apesar de puxarem para os seus pulmões grande quantidade de nitrogênio juntamente com o ar atmosférico, não conseguem absorvê-lo durante a respiração. Assim, o aproveitamento do nitrogênio, tão importante na síntese de moléculas orgânicas, para a maioria dos seres vivos depende da sua fixação em outras moléculas.

Esta fixação do nitrogênio pode ser realizada por radiação ou,mais importante, através de biofixiação. Na fixação por radiação, as moléculas de N2 são quebradas por ação da radiação ultravioleta e de raios, cuja alta energia faz com que os átomos livres de nitrogênio reajam com o oxigênio, formando nitrato(NO3). Esse composto posteriormente é carregado para o solo pela chuva e corresponde a aproximadamente 3% de todo o nitrogênio fixado. A biofixação, ou seja, fixação do nitrogênio através de processos realizados por seres vivos, é realizada principalmente por algumas bactérias e cianobactérias, que podem viver livres no solo ou associadas a raízes de plantas, formando as bacteriorrizas.

Esses microrganismos transformam o nitrogênio atmosférico em íons amônio (NH4+). Quando esse íon é produzido por bactérias associadas às raízes das plantas, estas absorvem diretamente o amônio que será utilizado na produção de aminoácidos (unidades utilizadas na produção de proteínas) e de nucleotídeos (utilizados na produção de ácidos nucleicos). Já os íons produzidos por microrganismos de vida livre passarão por outros processos que os transformarão em outras substâncias como vemos nas etapas a seguir:

1. Nitrosação 

Nesta etapa, o amônio é transformado em nitrito (NO2) por ação das bactérias dos gêneros Nitrosomonas (no solo) e Nitrosococcus (no mar). Estas bactérias são autótrofas, mas não fotossintetizantes. Para produzir “seu próprio alimento”, estas bactérias realizam quimiossíntese, onde a energia necessária para produzir moléculas orgânicas é retirada da quebra de compostos inorgânicos. Veja o processo no quadro a seguir:

O nitrito produzido por estas bactérias será eliminado para o ambiente e será utilizado por um novo grupo bacteriano.

Ciclo do nitrogênio - nitrosação

Dica 1: Para arrasar no Enem você precisa saber tudo sobre ecologia! Então revise também o ciclo biogeoquímico da água com dicas do Blog do Enem.

2. Nitratação

Os íons nitrito, excretados pelas bactérias que realizaram a nitrosação, também serão oxidados, porém, por outro grupo de bactérias: as do gênero Nitrobacter (no solo) e Nitrococcus (no mar). Estas bactérias oxidam este íon para obterem energia a ser utilizada na quimiossíntese. Como resultado, temos o nitrato (NO3).

O nitrato tem grande solubilidade em água e é pouco tóxico. Assim, é absorvido facilmente pelos vegetais. Logo em seguida, o vegetal irá reduzir o nitrato até amônio (NH4+) e, através de enzimas específicas, o vegetal transformará este íon em aminoácidos.

Os animais e outros organismos heterótrofos consumidores, irão absorver o nitrogênio através da alimentação (assimilação), ao consumirem os produtores e outros consumidores, uma vez que o nitrogênio fará parte de suas  moléculas orgânicas.

Ciclo do nitrogênio - nitratação

Dica 2: Revise também o ciclo do carbono! Veja este post com dicas da professora Juliana Evelyn dos Santos e videoaula do professor Paulo Jubilut.

Retorno do nitrogênio à atmosfera (desnitrificação)

Quando os organismos morrem, outro grupo de bactérias irá agir para retornar o nitrogênio novamente à atmosfera (na forma de N2) ou ao solo (na forma de amônia). Muitos microrganismos agem sobre os restos mortais dos seres vivos, mas, um grupo entre elas é especial para o ciclo do nitrogênio: as Pseudomonas. As Pseudomonas atuam desnitrificando restos nitrogenados.

Este processo é conhecido como desnitrificação e faz o nitrogênio retornar à atmosfera sob sua forma gasosa (N2). Durante o processo de decomposição outros grupos de bactérias acabam por produzir amônia e amoníaco que são liberados para o ambiente e imediatamente passam a fazer parte do ciclo do nitrogênio.

Biologia - Ciclo do Nitrogênio

Dica 3: O oxigênio também se transforma na natureza! Saiba mais sobre o ciclo biogeoquímico do oxigênio neste super post com videoaula do canal “Me Salva”.

Aula Gratuita

E aí, conseguiu entender um pouco mais do ciclo biogeoquímico do nitrogênio? Beleza, então, para que não restem dúvidas, que tal ver uma videoaula bacaninha? Veja esta aula do canal “Kinapse”:

Curtiu a videoaula? Legal, não é mesmo? Agora, que tal testar seus conhecimentos?

Exercícios sobre o Ciclo do Nitrogênio

01 – (FATEC SP/2013)   Sabendo-se que

  • o maior reservatório de nitrogênio do planeta é a atmosfera, onde esse elemento químico se encontra na forma de nitrogênio molecular (N2);
  • apenas umas poucas espécies de bactérias, conhecidas genericamente como fixadoras de nitrogênio são capazes de utilizar diretamente o N2, incorporando esses átomos em suas moléculas orgânicas;
  • algumas bactérias do gênero Rhizobium (rizóbios), fixadoras de N2, vivem no interior de nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão;
  • a soja e o feijão, graças à associação com os rizóbios, podem viver em solos pobres de compostos nitrogenados.

É correto concluir que, sobre o ciclo do nitrogênio na natureza,

a) os rizóbios recebem nitrogênio molecular das leguminosas.
b) as plantas fixam o nitrogênio molecular ao fazerem fotossíntese.
c) os herbívoros obtêm nitrogênio na natureza ao comerem as plantas.
d) o nitrogênio atmosférico pode ser absorvido pelas folhas das leguminosas.
e) as leguminosas usadas na recuperação de solos pobres fixam diretamente o nitrogênio molecular.

Gab: C

02 – (UNIMONTES MG/2013)   Por ser um componente das proteínas e ácidos nucleicos, o nitrogênio é extremamente importante para os seres vivos. Cerca de 79% do volume do ar atmosférico é composto por gás nitrogênio (N2). Tal condição faz da atmosfera o maior reservatório de nitrogênio do planeta. Observe a figura abaixo.

Ciclo do nitrogênio - Biologia Enem

Considerando essas informações, outros conhecimentos sobre o assunto abordado e a análise da figura, é CORRETO afirmar:

a) A oxidação da amônia para produzir nitrito é realizada pelos rizóbios.
b) A soja consegue viver em solos pobres, em compostos nitrogenados, graças a sua associação com os rizóbios.
c) O acúmulo de nitrito no solo é essencial para o desenvolvimento das plantas.
d) O cultivo de leguminosas consorciado com não leguminosas diminui a fixação de nitrogênio no solo.

Gab: B

03 – (UFTM MG/2012) O nitrogênio (N2) é um gás presente na atmosfera e sem ele provavelmente não haveria vida na terra como existe atualmente. Ele é fundamental para a formação de compostos nitrogenados presentes nos seres vivos. Pode-se afirmar que esse gás

a) é absorvido diretamente da atmosfera por animais e vegetais e é utilizado na síntese de aminoácidos e nucleotídeos.
b) é fixado por fungos e algas unicelulares, que sintetizam proteínas e ácidos nucleicos, e estes são ingeridos e absorvidos por animais e vegetais.
c) pode ser utilizado diretamente por leguminosas, sem a participação de micro-organismos, o que justificaria a biomassa do feijão e da soja, rica em proteínas.
d) é absorvido por bactérias radicícolas que utilizam a energia solar, formando compostos nitrogenados como o nitrato, que é utilizado pelos vegetais.
e) precisa ser transformado por alguns seres procariontes em alguns compostos nitrogenados, para assim serem assimilados por vegetais e, então, entrarem na cadeia alimentar.

Gab: E

04 – (UEM PR/2012)   Os organismos retiram constantemente da natureza os elementos químicos de que necessitam. Sobre esse processo, que inclui o ciclo do Nitrogênio, é correto afirmar:

01. Bactérias do gênero Nitrossomas sp. obtêm energia através da oxidação da amônia (NH3) transformando-a em nitrito (NO).
02. Amonificação é o processo de decomposição das proteínas, dos ácidos nucleicos e dos resíduos nitrogenados, presentes em cadáveres e excretas.
04. O nitrogênio que compõe as moléculas de nitrato, o qual é absorvido pelas plantas, irá fazer parte das moléculas dos lipídios e dos carboidratos dos animais.
08. A transformação dos nitratos (NO) em gás nitrogênio (N2 ) recebe o nome de nitrificação. Esse processo é realizado com a ajuda de bactérias do gênero Rhizobium, que vivem em associação com as raízes de algumas plantas.
16. A transformação do nitrito em nitrato, realizada por bactérias quimiossintetizantes, ocorre na presença de oxigênio, resultando na liberação de energia para as mesmas.

Gab: 19

Juliana Biologia Enem
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos.