O documento descreve os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do nitrogênio e do oxigênio. Esses ciclos envolvem a incorporação desses elementos químicos essenciais pelos seres vivos através de processos como a fotossíntese e a respiração, e sua devolução ao meio ambiente após a morte dos organismos. O documento também discute a importância desses ciclos para a vida na Terra e os impactos humanos sobre eles, como o desmatamento e as mudan

1. Água
NitrogênioOxigênio
Carbono
CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS

3. IMPORTÂNCIA
 Com a morte de organismos ou a perda de partes de seu corpo, a
matéria orgânica é degradada por ação dos decompositores.
 Os átomos retornam ao ambiente, onde poderão ser incorporados
por outros seres vivos.
 Se não houvesse esse reaproveitamento, os átomos de alguns
elementos químicos fundamentais para a constituição de novos seres
vivos poderiam tornar-se indisponíveis para a continuidade da vida.

4. SER HUMANO
Acelera o movimento de muitos materiais
Interferência nos ciclos biogeoquímicos
Carência/excesso

6. TABELA - DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO
PLANETA
Estado físico Tipos Volume da água do
planeta (%)
Sólido Calotas de gelo,
geleiras
2,15
Líquido Oceanos
Águas subterrâneas
Águas superficiais
97,21
0,626
0,009
Gasoso Vapor atmosférico 0,005

7. Reservatórios de água:
Oceanos
Calotas polares e glaciais
Aquíferos subterrâneos
Lagos e rios
Umidade do solo
Vapor de água na atmosfera
Organismos vivos

8.  A água está associada aos processos metabólicos de todos os
seres vivos.
 O ciclo transporta e faz circular a água de uma região para
outra.
 É um importante agente modelador da crosta terrestre ( devido à
erosão e ao transporte de sedimentos).
 Condicionante de toda a cobertura vegetal do planeta, ou seja, de
toda a vida na Terra.
O ciclo hidrológico é essencial ao ambiente:

9. Ciclo CURTO da Água
 Evaporação: água dos oceanos, lagos, rios, geleiras, água do solo.
 Formação de vapor d’água na atmosfera.
 Condensação do vapor d’água nas camadas mais altas da
atmosfera, formando nuvens.
 Precipitação: retorno à superfície terrestre, sob a forma líquida
ou sólida.
Obs: não ocorre a participação propriamente dita dos seres vivos.

10. Ciclo LONGO da Água
 Participação dos seres vivos.
 Plantas: raízes absorvem a água do solo, e esta é utilizada em
seus processos biológicos.
 A água é uma das matérias-primas da fotossíntese.
 As plantas perdem água por meio dos seus estômatos (superfície
foliar), em um processo chamado de evapotranspiração.Também
liberam água por meio da respiração.

11.  Evapotranspiração vegetal: resfriamento da planta e manutenção
da umidade relativa do ar, influenciando o regime de chuvas em
várias regiões. As plantas estão sempre perdendo água para a
atmosfera,principalmente durante o dia, quando seus estômatos
estão abertos.
ex: Amazônia (a evapotranspiração vegetal é a principal fonte
de vapor d’água atmosférico)
 Respiração vegetal: degradação das moléculas orgânicas que as
próprias plantas fabricam para obter energia (fotossíntese),
liberando gás carbônico e água.
Ciclo LONGO da Água

12. Ciclo LONGO da Água
 Animais: obtêm água bebendo-a ou ingerindo-a nos alimentos e a
utilizam em seus processos biológicos. Perdem água para o ambiente
através da urina, fezes, transpiração (suor), ou pela respiração.
 Decompositores: Parte da água que plantas e animais obsorvem é
usada na síntese de substâncias orgânicas. Seus átomos ficam
incorporados aos tecidos animais e vegetais, até a morte destes,
quando serão devolvidos ao ambiente pela ação dos decompositores

14. O Ciclo da Água e o Ambiente
Desmatamento
 Provoca alterações no ciclo da água, por reduzir a cobertura
vegetal, os níveis de evapotranspiração e, consequentemente os
índices pluviométricos;
 As folhas refletem cerca de 10% da radiação solar. A redução da
cobertura vegetal diminui essa reflexão, o que ocasiona maior
aquecimento do solo. Isto acelera ainda mais o processo de
evaporação e ressecamento do solo, aumentando assim o risco de um
processo de desertificação do ambiente.
 Deixa o solo nu, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios,
lagos e lagoas.

15. O Ciclo da Água e o Ambiente
Erosão
 Deixa o solo impróprio para a agricultura e atividades pastoris e o
assoreamento dos rios pode provocar enchentes catastróficas.
 Assoreamento: "Entupimento" do corpo d'água, ou seja, fenômeno
causado pela deposição de sedimentos minerais (como areia e argila)
ou de materiais orgânicos. Com isso, diminui a profundidade do curso
d'água e a força da correnteza.

16. O Ciclo da Água e o Ambiente
Poluição
 Magnificação trófica.
A água mal tratada é um dos principais focos de transmissão de
doenças.
 Destruição do Fitoplâncton: estes seres liberam na atmosfera
dimetilsulfeto, um gás cujas partículas se aderem às moléculas de
água, contribuindo para a formação das nuvens e das chuvas. Desta
forma, o fitoplâncton interfere de maneira significativa na
pluviosidade dos ecossistemas.
 O fitoplâncton constitui a base da cadeia alimentar marinha.

18.  Passagem dos átomos de carbono (C), provenientes do gás
carbônico (CO2), para moléculas que constituem as substâncias
orgânicas dos seres vivos.
 O carbono existente na atmosfera como CO2 entra na composição
das moléculas orgânicas dos seres vivos, a partir da fotossíntese.
As plantas utilizam o CO2 e água do ambiente, na presença de luz
solar, para sintetizar compostos orgânicos, tais como a glicose (C6H12O6).
Reação da fotossíntese:
6CO2 + 6 H2O + energia solar  C6H12O6 + 6O2
 A fixação do carbono em sua forma orgânica indica que a
fotossíntese é a base da vida na Terra. A energia solar é
armazenada como energia química nas moléculas orgânicas da glicose.

19.  Parte do carbono retirado do ar passa a constituir a biomassa dos
seres , que poderá ser transferida para um herbívoro ou carnívoro.
Dessa forma, o carbono fixado pela fotossíntese vai passando de um
nível trófico para outro nas cadeias alimentares.
 O carbono retorna ao meio abiótico na forma de CO2, através da
respiração dos seres vivos, da fermentação, da decomposição e da
combustão.
REAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6 H2O + 640 kcal / mol de glicose
(Energia)

20. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
 Restos de cadáveres de grande quantidade de organismos, em
certas condições no passado, não sofreram decomposição.
 Em geral, por terem sido rapidamente depositados em bacias de
sedimentação, com carência de O2 (fundo do mar, pântanos, cavernas).
 Nesses ambientes, os decompositores não puderam transformar o
carbono orgânico em CO2, ocorrendo então um processo de
fossilização, que levou à formação dos combustíveis fósseis (petróleo,
gás natural, carvão mineral).
Esses combustíveis armazenam em suas moléculas grande
quantidade de energia, originalmente captada da luz solar
(fotossíntese), há milhões de anos atrás.

21. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
 Queima desses combustíveis fósseis em taxas cada vez mais
crescentes nos últimos 150 anos para geração de energia.
 Consequência: o CO2 resultante dessas combustões passou a ser
liberado na atmosfera em taxa muito superiores à sua captação pela
fotossíntese, aumentando assim a sua concentração na atmosfera

23. O Ciclo do Carbono e o Ambiente
Desmatamento
1. Aumento do CO2 emitido em função da emissão no momento da
queima.
2. Redução da taxa fotossintética.
3. Queimadas de florestas.
4. Efeito estufa (desequilíbrio) – intervenções antropogênicas no
ciclo do carbono.

24. O Ciclo do Carbono e o Ambiente
Efeito estufa
1. Utilização excessiva de combustíveis fósseis (falta de incentivos
para a geração de energia alternativa).
2. Desmatamento.
3. Poluição ambiental.
Intensificação do efeito estufa
1. Mudanças climáticas.
2. Aquecimento global.
3. Mudança nos níveis dos oceanos.

27.  O oxigênio molecular (O2), indispensável à respiração aeróbica, é o
segundo componente mais abundante da atmosfera, onde existe em
uma proporção de cerca de 21%.
 O oxigênio teria desaparecido da atmosfera, não fosse o contínuo
reabastecimento promovido pela fotossíntese, principalmente do
fitoplâncton marinho, considerado o verdadeiro "pulmão" do mundo.
 O oxigênio pode ser consumido da atmosfera através das seguintes
vias:
 Atividade respiratória de plantas e animais;
 Combustão;
 Formação de ozônio (O3);
 Combinação com metais do solo (principalmente o ferro), formando
óxidos metálicos (oxidação).

30. A Camada de Ozônio
 O ozônio (O3) é composto de 3 átomos de oxigênio. Não é muito
estável e pode se quebrar em O2 muito facilmente.
 É encontrado nas camadas altas de nossa atmosfera, formando uma
camada que protege os seres vivos contra uma parte da radiação do
Sol que é nociva aos seres vivos.
 Nos seres humanos, a exposição a longo prazo a esta radiação está
associada ao risco de dano à visão, à supressão do sistema imunológico
e ao desenvolvimento do câncer de pele.
 Os animais também sofrem as consequências. Prejuízo para os
estágios iniciais do desenvolvimento de peixes, camarões, caranguejos e
outras formas de vida aquáticas e redução na produtividade do
fitoplâncton, base da cadeia alimentar aquática.

32. O Buraco na Camada de Ozônio
 Entre 1965 e 1985, cientistas mediram uma redução de até 50% em
áreas da camada sobre a Antártida, o que ganhou o apelido de "buraco
na camada de ozônio"
 Destruição provocada por gases poluentes liberados por atividades
humanas, principalmente os CFCs (Clorofluorcarbono), muito utilizados
em aerossóis e como gases de refrigeração em geladeiras e aparelhos
de ar condicionado.
 Atualmente os aparelhos mais modernos não utilizam mais os CFCs
como gás de refrigeração, o que está contribuindo para a regeneração
dessa camada, diminuindo assim o tamanho do “buraco”.
 O termo buraco é na verdade uma redução da espessura média da
camada de ozônio.

33. Como a Camada de Ozônio é destruída?
Cada átomo de cloro de CFC pode destruir 100
mil moléculas de oxigênio!!!

35.  Incorporação de átomos de nitrogênio de substâncias inorgânicas
do ambiente em moléculas orgânicas de seres vivos, e sua posterior
devolução ao meio ambiente.
 O nitrogênio é um elemento que participa da composição química
de aminoácidos, proteínas e das bases nitrogenadas que formam os
ácidos nucleicos (DNA, RNA).
 A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de
78% do ar é formado por nitrogênio livre (N2), mas a maioria dos
seres vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu metabolismo.
 Os únicos seres que fixam o nitrogênio atmosférico são algumas
espécies de bactérias e de cianobactérias, por apresentarem enzimas
apropriadas para essa função. São chamados de organismos fixadores
de nitrogênio.

36. Etapas do Ciclo do Nitrogênio
1) Fixação do N2
2) Nitrificação
3) Denitrificação

37. Fixação Nitrogênio (N2)
 Processo que envolve a utilização direta do N2, incorporando os átomos de
nitrogênio em moléculas orgânicas.
 São poucas as formas vivas capazes de promover a fixação biológica do
N2.
 Os mais importantes fixadores de N2, vivem associados às raízes de
plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc.). São as bactérias do
gênero Rhizobium.
 As bactérias Rhizobium vivem no solo, de onde alcançam as raízes de
leguminosas, instalando-se e reproduzindo-se no interior das células destas
plantas, formando nódulos.
 Ali as bactérias se desenvolvem, fixando o N2 atmosférico e
transformando-o em sais nitrogenados, que são utilizados pelas plantas.
 Cianobactérias do gênero Anabaena, muito encontradas em culturas de
arroz, são também fixadoras de Nitrogênio.

39.  As bactérias Rhizobium funcionam como um verdadeiro adubo vivo,
fornecendo à planta os sais de nitrogênio necessários a seu desenvolvimento.
Em contrapartida, a planta fornece matéria orgânica para as bactérias,
definindo uma relação de benefícios mútuos denominada mutualismo.
 Graças à essa associação, as plantas leguminosas podem viver em solos
pobres em compostos nitrogenados, nos quais outras plantas não se
desenvolvem bem.
 Ao morrer e se decompor, as plantas leguminosas liberam, na forma de
amônia (NH3), o nitrogênio de suas moléculas orgânicas, fertilizando assim o
solo.
Fixação Nitrogênio (N2)

40. Nitrificação
 Consiste em transformar a amônia (NH3) em nitrito (NO2
-
) e esse em
nitrato (NO3
-
), que é um composto mais facilmente assimilado pelos vegetais.
 Ocorre no solo, pela ação conjunta de dois grupos de bactérias
quimiossintetizantes (bactérias nitrificantes).
Bactérias do gênero Nitrossomonas: oxidação da amônia (processo em que
a amônia se combina com moléculas de O2, produzindo nitrito (NO2
-
)).
Nitrosomonas sp.
2NH3 + 3O2  2NO2
-
+ 2H2O + 2H+
+ ENERGIA
 A energia liberada na reação é utilizada pela própria bactéria em seu
metabolismo.

41. Nitrificação
 O nitrito é tóxico para as plantas, mas raramente se acumula no solo por
muito tempo, pois é imediatamente oxidado por bactérias de gênero
Nitrobacter, que o transformam em nitrato (NO3
-
).
Nitrobacter sp.
2NO2
-
+ O2  + 2NO3
-
+ ENERGIA
 Os nitratos são altamente solúveis em água, de modo que as plantas os
absorvem principalmente através dos pêlos absorventes das raízes.
 O nitrogênio é utilizado na síntese de moléculas orgânicas (aminoácidos,
proteínas, bases nitrogenadas).
 Quando são comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas
nitrogenadas das plantas fornecem matéria-prima para a produção das
moléculas das células animais, ao longo da cadeia alimentar.

42.  Metabolismo animal: degradação de proteínas e de ácidos nucléicos
 Produção de compostos nitrogenados (excreções ou excretas),
principalmente na forma de amônia, uréia e ácido úrico.
 Eliminação das excretas no ambiente
 Ação de decompositores: o nitrogênio constituinte das moléculas orgânicas
retorna ao solo na forma de amônia e pode passar novamente por processos
de nitrificação.
Denitrificação
 Realizado por bactérias denitrificantes, presentes no solo.
 Para obter energia, essas bactérias degradam compostos nitrogenados,
liberando gás nitrogênio (N2), que retorna à atmosfera, fechando assim o
ciclo do nitrogênio na natureza.

44. Importância do Ciclo do Nitrogênio
 O plantio de leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa), enriquece
o solo com compostos nitrogenados, uma vez que nas raízes dessas
plantas há nódulos repletos de bactérias fixadoras de nitrogênio.
 A utilização de leguminosas como método de fertilização do solo é
conhecida como adubação verde.
 Outro procedimento agrícola usual é a rotação de culturas, na qual
se alterna o plantio de não leguminosas, que retiram do solo os
nutrientes nitrogenados, com leguminosas que devolvem esses
nutrientes para o meio.