Discuta o ciclo do nitrogênio na biosfera e justifique por que o ar atmosférico encerra um teor tão elevado (78%) de .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente “discutir o ciclo do nitrogênio na biosfera” e ainda justificar por que o ar tem tanto (cerca de 78%). Essa é uma questão de Ecologia/Bioquímica, mais focada em processos biogeoquímicos e na química do nitrogênio. Para resolver, vamos precisar entender cada etapa do ciclo do nitrogênio (fixação, nitrificação, assimilação, mineralização e desnitrificação) e saber por que a molécula é tão estável.
Passo 2
Vamos primeiro descrever, de forma geral, o ciclo do nitrogênio na biosfera:
Fixação do atmosférico em formas utilizáveis (amônia ou amônio ).
Nitrificação: oxidação de amônia/amônio a nitrito () e depois a nitrato ().
Assimilação: plantas e micro-organismos incorporam nitrato/amônio em moléculas orgânicas (aminoácidos).
Mineralização (ou amonificação): decomposição de proteínas e aminos liberando .
Desnitrificação: bactérias reduzem nitrato de volta a e outros gases, fechando o ciclo.
Passo 3
Fixação biológica do nitrogênio
– Teoria: A molécula de tem uma tripla ligação muito forte (energia de ligação altíssima). Poucos organismos (bactérias diazotróficas) têm a enzima nitrogenase que quebra essa ligação.
– Processo:
a) (gás) + 8 e + 8 H + 16 ATP → 2 + H + 16 ADP + 16 P
b) Parte da se protona e vira (amônio), que é solúvel e usado por plantas e bactérias.
Assimilação: plantas absorvem NO3^- ou NH4^+ e convertem em aminoácidos, nucleotídeos etc.
Mineralização (amonificação): quando animais e plantas morrem ou excretam, proteínas e ácidos nucleicos são degradados, liberando de volta NH4^+ no solo.
Passo 5
Desnitrificação
– Teoria: Em solos anaeróbicos (pouco oxigênio), certas bactérias usam nitrato como aceptor de elétrons, transformando-o em gases: NO3^- to NO2^- to NO to N2O to N2
– Isso devolve nitrogênio gasoso (N2 e óxidos) para a atmosfera, fechando o ciclo.
Passo 6
Por que o ar tem 78% de N2?
Estabilidade química: N2 tem ligação tripla muito forte, então não reage fácil.
Rota principal do nitrogênio: a maior parte do nitrogênio fica “presa” como N2 porque só poucas bactérias conseguem fixá-lo.
Balanço dinâmico: as taxas de fixação e desnitrificação ao longo de milhões de anos levaram a acumular uma grande reserva de N2 na atmosfera.
Resposta
O ciclo do nitrogênio envolve:
Fixação do N2 em amônia/amônio por bactérias diazotróficas;
Nitrificação da amônia a nitrato;
Assimilação do nitrato/amônio em moléculas orgânicas;
Mineralização de compostos nitrogenados de volta a amônio;
Desnitrificação que gera N2 novamente.
O ar contém ~78% de N2 porque essa molécula é extremamente estável (três ligações fortes) e, embora bactérias fixem e depois reintegrem parte dele, a maior fração permanece como gás inerte, acumulado ao longo de eras.