CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Prof.ª: Andréia Sousa
Disciplina: Biologia
1 série
Ciclo do carbono
O carbono é um elemento encontrado em vários reservatórios do planeta, como rochas e atmosfera.
O carbono forma a estrutura das moléculas orgânicas.
O ciclo do carbono envolve um ciclo geológico e um ciclo biológico, os quais estão interligados.
No ciclo geológico, o carbono movimenta-se pela atmosfera, hidrosfera e litosfera, enquanto no ciclo biológico, o carbono movimenta-se pelos seres vivos.
Os processos de fotossíntese, respiração e decomposição são essenciais para o ciclo do carbono.
A ação do ser humano tem provocado um aumento do gás carbônico disponível na atmosfera, acentuando o efeito estufa e contribuindo para o aquecimento global.
O aquecimento global é responsável por desencadear mudanças no nosso planeta, dentre as quais podemos citar o aumento do nível do mar, o derretimento de geleiras, as secas extremas e a perda de biodiversidade.
CICLO GEOLÓGICO DO CARBONO
O gás carbônico (CO2), presente na atmosfera, é solúvel em água, assim ocorre uma troca contínua entre o CO2 na atmosfera e o ambiente aquático. Outra forma de movimentação acontece quando o CO2 dissolve-se na água da chuva, produzindo H2CO3, que é uma solução ácida, que facilita a erosão das rochas silicatadas. 
O processo de intemperismo (conjunto de processos que levam à desintegração das rochas) provoca também a liberação dos íons Ca2+ e HCO3. Esses íons podem ser levados para o oceano, sendo utilizados por organismos marinhos na formação de conchas. Essas conchas, quando o animal morre, são depositadas no ambiente e acumulam-se, fazendo parte do sedimento no fundo dos oceanos. Esse sedimento, posteriormente, forma rochas calcárias. O CO2 pode ainda ser liberado pelos vulcões para atmosfera.
CICLO BIOLÓGICO DO CARBONO
Os seres vivos necessitam da matéria orgânica para sobreviver. Enquanto os autotróficos são capazes de produzir moléculas orgânicas, os heterotróficos necessitam consumir essas moléculas de outros seres vivos, sendo esse o caso, por exemplo, dos seres humanos. Desse modo, através da matéria orgânica, o carbono vai passando pelas cadeias e teias alimentares.
Os seres vivos são também responsáveis pela liberação de gás carbônico no ambiente. A liberação ocorre por dois processos: o processo de respiração e o processo de decomposição. Na respiração, os organismos utilizam oxigênio e liberam gás carbônico no processo. Já na decomposição, ocorre a liberação de gás carbônico e água.
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CICLO DO NITROGÊNIO
O nitrogênio é encontrado na atmosfera em sua forma gasosa (N2) no teor de 78%. 
O nitrogênio compõe importantes biomoléculas como, por exemplo, proteínas, o DNA e o RNA, portanto, é extremamente necessário para os organismos vivos.
Algumas plantas são capazes de fixar o nitrogênio do ar, através da associação com algumas espécies de bactérias fixadoras, que vivem em nódulos nas suas raízes. Essas plantas são da família das Leguminosas, como feijões, soja, lentilhas.
Existem bactérias livres no solo que são responsáveis por fixar o N2 presente na atmosfera. Essas bactérias possuem a capacidade de metabolizar o gás e transformá-lo em compostos nitrogenados, como amônia, nitrito e nitrato.
Vale ressaltar que uma das formas de fixação do N2 atmosférico é através de descargas elétricas de nuvens, também conhecidas como relâmpagos ou raios.
ETAPAS DO CICLO
Fixação
Bactérias nitrificantes, livres ou associadas, transformam nitrogênio do ar (N2) em amônia (NH4+), nitratos (NO2-) e nitratos (NO3-), através das raízes das leguminosas ou descargas elétricas.
Nitrificação: Bactérias nitrificantes do solo transformam a amônia em nitratos.
1- Nitrosação: as nitrosomonas converte a amônia NH3 em nitrito NO2-
2- Nitratação: as nitrobacter converte o nitrito NO2- em nitrato NO3-
Parte desse nitrato NO3- é absorvido pelas plantas e segue na cadeia alimentar, e o restante passa para a desnitrificação
Desnitrificação
O nitrogênio é devolvido à atmosfera através de bactérias desnitrificantes (pseudomonas) que o convertem a partir dos nitratos do solo.
Nitrato (NO3-) é convertido em N2
Amonificação
A ureia (CH4N2O), um dos resíduos do metabolismo dos animais (eliminada pela urina), é transformada em amônia por bactérias do solo.
Decomposição gera amônia
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
1- (UFMS-RS) Observe o esquema a seguir, que é uma simplificação do ciclo do carbono.
Nesse ciclo, se I representar os: 
a) Consumidores, II representará os decompositores.
b) Consumidores, II representará os produtores.
c) Produtores, II representará os consumidores.
d) Produtores, II representará os decompositores.
e) Decompositores, II representará os consumidores.
2- (Vunesp-SP) O ciclo do carbono na natureza pode ser representado, simplificadamente, da seguinte maneira.
         
Os números de 1 a 5 indicam, respectivamente:
a) Fotossíntese, nutrição, respiração, combustão e morte;
b) Respiração, nutrição, fotossíntese, morte e respiração;
c) Nutrição, combustão, fotossíntese, morte e respiração;
d) Fotossíntese, combustão, respiração, morte e nutrição;
e) Fotossíntese, respiração, nutrição, combustão e morte.
3- “O uso de combustíveis fósseis pelos seres humanos tem devolvido à atmosfera, na forma de CO2, átomos de carbono que ficaram fora de circulação por milhões de anos. Devido à queima de combustíveis fósseis, a concentração de gás carbônico na atmosfera tem aumentado muito, trazendo alguns prejuízos.”
Levando em consideração a afirmação acima, marque a alternativa incorreta:
a)      O aumento na concentração de gás carbônico na atmosfera intensifica o efeito estufa, um fenômeno natural que possibilita a vida no planeta Terra.
b)      A quantidade de gás carbônico vem aumentando significativamente na atmosfera desde a Revolução Industrial, quando a humanidade começou a empregar a queima de combustíveis fósseis.
c)       Os principais responsáveis pelo aumento na concentração de gás carbônico na atmosfera são os motores de veículos, as indústrias, a incineração de lixo doméstico e as queimadas de campos e florestas.
d)      O CO2, em contato com o ar úmido, se oxida e se transforma em ácido sulfúrico, que corrói construções.
4- O nitrogênio presente na atmosfera não pode ser captado por todos os seres vivos, entretanto, esse elemento é fundamental para a formação de aminoácidos e bases nitrogenadas. Para ficar disponível, o nitrogênio da atmosfera deve ser captado por _______________________ e ser fixado.
Marque a alternativa que completa adequadamente o espaço acima.
a) fungos e cianobactérias.
b) cianobactérias e protozoários.
c) protozoários e bactérias.
d) bactérias e cianobactérias.
e) protozoários e fungos.
5- O ciclo do nitrogênio é fundamental para que esse importante elemento seja disponibilizado para os organismos vivos e volte para o meio. Ele ocorre em três etapas principais.
Analise as alternativas a seguir e marque a única que não representa uma etapa do ciclo do nitrogênio.
a) Fixação.
b) Evaporação.
c) Nitrificação.
d) Desnitrificação.
6- A etapa do ciclo do nitrogênio em que a amônia, produzida por bactérias e proveniente do processo de decomposição, é convertida em nitritos e, posteriormente, em nitratos é denominada de:
a) fixação
b) evaporação
c) nitrificação
d) desnitrificação
7- (Unicentro- PR) O nitrogênio é um elemento importante na constituição de moléculas orgânicas, como proteínas e ácidos nucleicos, e apresenta um dinâmico ciclo na natureza. Sobre a participação de bactérias em etapas desse ciclo, considere as afirmativas a seguir.
I. Há bactérias que fixam o nitrogênio do ar no solo.
II. Há bactérias que devolvem o nitrogênio para o ar por meio de processos de desnitrificação.
III. Há bactérias que transformam compostos orgânicos nitrogenados em amônia.
IV. Há bactérias que transformam nitritos e nitratos em amônia.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I e II.
b) I e IV.
c) III e IV.
d) I, II e III.
e) II, IIIe IV.
8- (PUCC-SP) Verificou-se que as raízes de leguminosas cultivadas em solo adubado com produtos químicos ricos em nitrogênio não apresentam nódulos formados por bactérias. Nesse caso, a adubação prejudicou as bactérias que transformam:
a)      Nitrogênio em amônia
b)     Amônia em nitritos
c)      Nitritos em nitratos
d)     Nitratos em nitritos
e)      Amônia em nitrogênio
CICLO DO FÓSFORO
No ciclo do fósforo não há passagem desse elemento pela atmosfera.
O fósforo é o material genético constituinte das moléculas de RNA e DNA. Também pode ser encontrado nos ossos e dentes.
Na natureza é encontrado apenas nas rochas, em sua forma sólida. Quando as rochas sofrem degradação (processo de intemperismo), os átomos de fósforo ficam disponíveis no solo e na água.
Apenas um composto de fósforo é importante para os seres vivos - o íon fosfato.
As plantas podem obter o fósforo quando o absorvem dissolvidos na água e no solo.
Os animais obtêm o fósforo através da água e alimentação.
O fósforo é devolvido ao ambiente pelos organismos decompositores, como resultado da degradação da matéria orgânica de plantas e animais. A partir daí, pode ser reciclado entre as plantas ou ser levado pela água da chuva até lagos e mares e se incorporar às rochas.
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Assim, o ciclo do fósforo pode ser diferenciado em dois aspectos relacionados a escalas de tempo:
Ciclo de tempo ecológico: ocorre em tempo relativamente curto. Acontece quando uma parte dos átomos de fósforo é reciclada entre o solo, plantas, animais e decompositores.
Ciclo de tempo geológico: ocorre durante um longo tempo. Acontece quando outra parte dos átomos de fósforo é sedimentada e incorporada às rochas.
Com o passar do tempo, as rochas sofrem intemperismo e o ciclo recomeça.
Ciclo da água
O ciclo da água é o permanente processo de transformação da água na natureza, passando de um estado para outro (líquido, sólido ou gasoso).
A essa transformação e circulação da água dá-se o nome de ciclo da água ou ciclo hidrológico, que se desenvolve através dos processos de evaporação, condensação, precipitação, infiltração e transpiração.
A água, indispensável para a manutenção da vida, é encontrada na natureza e está distribuída nos rios, lagos, mares, oceanos e em camadas subterrâneas do solo ou em geleiras.
O ciclo da água na natureza é fundamental para a manutenção da vida no planeta Terra, visto que vai determinar a variação climática e interferir no nível dos rios, lagos, mares, oceanos.
Etapas do ciclo da água
Etapas do ciclo da água
1- Evaporação
A primeira etapa do ciclo da água é a evaporação. Nela, a água muda do estado líquido para o gasoso.
A água da hidrosfera, sendo os oceanos a principal fonte, passa para a atmosfera ao absorver energia térmica proveniente do sol e mudar para o estado gasoso, sendo a principal fonte de umidade na atmosfera.
- Sublimação
A água no estado sólido também pode ser transferida para atmosfera na forma de vapor, sem passar pelo estado líquido, e esse processo recebe o nome de sublimação.
Etapas do ciclo da água
2- Condensação
Quando o vapor d’água chega à atmosfera ocorre a condensação, ou seja, retorno para o estado líquido.
A formação das nuvens ocorre pela aproximação das gotículas de água, pois em elevadas altitudes a temperatura é menor. Além disso, as gotículas são tão pequenas que conseguem flutuar no ar e formam a neblina.
3- Precipitação
A precipitação é a liberação de água pela as nuvens, mais conhecida como chuva. Os vapores de água condensados na atmosfera retornam para a Terra pelas mudanças de temperatura e ação do vento.
Quando a chuva cai, a água pode seguir diferentes caminhos dependendo de onde ocorreu a precipitação. Ela cai diretamente nos recursos hídricos, infiltra-se no solo e em fendas de rochas, pode ser absorvida pelas plantas, entre outros.
Etapas do ciclo da água
4- Infiltração
Quando a água que cai no solo não escoa para algum corpo d'água ela pode ser absorvida pelo solo.
Os lençóis freáticos, reservatórios subterrâneos de água, são formados pela infiltração no solo acima de camadas rochosas profundas que não permitem a passagem de água.
5- Transpiração
A água absorvida pelo solo é aproveitada pelas plantas entrando pelas raízes. Assim como a evaporação, a transpiração é a transformação de água líquida em vapor d’água e também participa da umidade do ar.
A água sai das plantas pelas folhas, que possuem aberturas muito pequenas e liberam a água excedente, já que é nessa parte da planta que a água é direcionada para participar da fotossíntese.
A combinação das etapas de evaporação e transpiração recebe o nome de evapotranspiração e é responsável pelo movimento de água superficial para a atmosfera.
1- O fósforo é um elemento importante para os seres vivos, fazendo parte, por exemplo, dos ácidos nucleicos. O maior reservatório de fósforo no planeta está localizado em que região?
a) Na atmosfera
b) Nas rochas sedimentares de origem marinha
c) Na água doce
d) No corpo dos seres vivos
e) Nas plantas
2- Durante o ciclo da água, observamos a formação de nuvens, que ocorre graças à transformação do vapor de água em pequenas gotículas. Essa mudança do estado gasoso para o líquido é chamada de:
a) evaporação
b) solidificação
c) sublimação
d) fusão
e) condensação
3- Os humanos participam do ciclo da água, uma vez que usam essa importante substância e, depois, devolvem-na para o ambiente. Entre as alternativas a seguir, marque aquela que não indica uma forma de liberação da água pelos humanos:
a) Respiração.
b) Transpiração.
c) Eliminação das fezes.
d) Eliminação da urina.
e) Gutação.
4- Observe o esquema a seguir:
A alternativa que corresponde aos fenômenos expressos em A e B, respectivamente, é:
a) Evaporação e precipitação
b) Diluição e pluviosidade
c) Evapotranspiração e condensação
d) Transpiração orgânica e formação de nuvens
e) Bioatividade e umidificação
5- Analise as sentenças a seguir sobre as funções da água.
I. Composição dos seres vivos
II. Irrigação de plantações
III. Regulação do clima
IV. Equilíbrio e conservação da biodiversidade
Estão corretas as afirmativas:
a) I e III
b) II e IV
c) I, II e III
d) Todas as alternativas
6- Considerando o ciclo do fósforo, descreva a maneira que o íons fosfato é absorvido pelos seres vivos.
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