Tengan presente lo sgte:

¿Qué son los ciclos Biogeoquímicos?

• La materia circula desde el mundo vivo hacia el ambiente abiótico y de regreso; esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos.

• Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.

• Las sustancias utilizadas por los organismos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.

El AGUA, la T°, la LUZ, el pH,

el SUELO, la HUMEDAD,

el AIRE y los NUTRIENTES

Ciclo del Carbono

3

• El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así apareció el O2 en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. Como veremos el ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo de preocupación respecto al nivel de efecto invernadero que puede estar provocando, con el cambio climático consiguiente.

El incremento del dióxido de carbono no acelera el crecimiento de las plantas. Investigaciones anteriores también han mostrado que la duplicación del dióxido de carbono atmosférico esperado en este siglo puede causar que los estomas de las hojas se cierren entre un 20 y un 40 por ciento en diversas especies de plantas, reduciendo así el consumo de CO2.

En resumen :

• En resumen, los pasos más importantes del ciclo del carbono son los siguientes:• El dióxido de carbono de la atmósfera es absorbido por las plantas y convertido en

azúcar, por el proceso de fotosíntesis.Los animales comen plantas y al descomponer los azúcares dejan salir carbono a la atmósfera, los océanos o el suelo.Bacterias y hongos descomponen las plantas muertas y la materia animal, devolviendo carbono al medio ambiente.El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.

La atmósfera es el principal reservorio de nitrógeno, donde constituye hasta un 78 % de los gases. Sin embargo, como la mayoría de los seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico para elaborar aminoácidos y otros compuestos nitrogenados, dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo. Por lo tanto, a pesar de la gran cantidad de nitrógeno en la atmósfera, la escasez de nitrógeno en el suelo constituye un factor limitante para el crecimiento de los vegetales. El proceso a través del cual circula nitrógeno a través del mundo orgánico y el mundo físico se denomina ciclo del nitrógeno.

Ciclo del Nitrógeno

• Este ciclo consta de las siguientes etapas:• Fijación del nitrógeno: consiste en la conversión

del nitrógeno gaseoso (N2) en amoníaco (NH3), forma utilizable para los organismos. En esta etapa intervienen bacterias (que actúan en ausencia de oxígeno), presentes en el suelo y en ambientes acuáticos, que emplean la enzima nitrogenasa para romper el nitrógeno molecular y combinarlo con hidrógeno.

• N2 --------------------> NH3

nitrogenasa

• Ejemplos de bacterias fijadoras de nitrógeno:Las bacterias del género Rhizobium, viven en nódulos de las raíces de leguminosas y de algunas plantas leñosas.

. • Nitrificación: proceso de oxidación del amoníaco o ion amonio, realizado

por dos tipos de bacterias: Nitrosomonas y Nitrobacter (comunes del suelo). Este proceso genera energía que es liberada y utilizada por estas bacterias como fuente de energía primaria.

Otras Bacterias

• Asimilación: las raíces de las plantas absorben el amoníaco (NH3) o el nitrato (NO3

-), e incorporan el nitrógeno en proteínas, ácidos nucleicos y clorofila. Cuando los animales se alimentan de vegetales consumen compuestos nitrogenados vegetales y los transforman en compuestos nitrogenados animales

Amonificación: consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco, se inicia cuando los organismos producen desechos como urea (orina) y ácido úrico (excreta de las aves), sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico. El amoníaco queda disponible para los procesos de nitrificación y asimilación. El nitrógeno presente en el suelo es el resultado de la descomposición de materiales orgánicos y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos, que son degradados a compuestos simples por microorganismos - bacterias y hongos - que se encuentran en el suelo. Estos microorganismos usan las proteínas y los aminoácidos para producir sus propias proteínas y liberan el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4

+).

• Desnitrificación: es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3

-) liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera a fin de utilizar el oxígeno para su propia respiración. Ocurre en suelos mal drenados. A pesar de las pérdidas de nitrógeno, el ciclo se mantiene gracias a la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno, capaces de incorporar el nitrógeno gaseoso del aire a compuestos orgánicos nitrogenados.

Activando conocimientos previos

• Los ciclos Biogeoquímicos se caracterizan por la interrelación entre la materia _________ e _______

• Los ciclos se desarrollan en diversos sistemas como:_______, ___________,_________

• El ciclo del nitrógeno se desarrolla en etapas como________,__________,___________,_________,__________.

• El ciclo del carbono depende de ___________________

Debe tener presente:

• Los Ciclos Biogeoquímicos son los recorridos que realizan los elementos químicos en la naturaleza. En estos recorridos van pasando por los diferentes subsistemas: pasan desde el medio (atmósfera, hidrosfera, geosfera) a los seres vivos (biosfera), regresando nuevamente al medio. Por tanto la circulación de la materia es cíclica (cerrada).

Ciclos biogeoquímicos

Los nutrientes fluyen desde componentes del ecosistema no vivos a los vivos y viceversa, en forma más o menos cíclica

CO2

CO2

O2

O2

N2

SO4

S2

PO4

GaseosoSedimentario

Ciclos gaseosos: globales

Ciclos Ciclos

Gaseoso Sedimentario

Atmósfera

Nitrógeno

Carbono

Geósfera

Fósforo

Azufre

LentoRápidoFase

geoquímicaFase

Bioquímica

Fase Biogeoquím

ica

Materia fluye entre

sistemas abióticos

Materia orgánica

a inorgánic

a

Transferencia de materia

Orgánica Biocinesi

s

Ciclo del Oxigeno

• Asociado al agua y al Dióxido de Carbono

Fuente O2

Fotolisis aguaFotodisociación

del agua

Atmósfera

FotosintesisLuz

Minerales capturan O2 Oxidar

Hidrósfera

Se acumula

O2

Ciclo del oxígeno

O2 disuelto

O2

RFS

FS

R

Principal reservorio para los organismos vivos: el aire y el agua

La atmósfera primitiva no tenía O2

El enriquecimiento en O2 se debió a la FS

Fotodisociación del vapor de agua

A partir de este momento comenzaron a evolucionar los seres vivos que utilizaban este elemento para obtener energía mediante el proceso respiratorio, quedando compensado

el nivel de oxígeno. Actualmente la cantidad de oxígeno en la atmósfera, un 21 %, se regula

por los procesos de fotosíntesis y respiración.

El que queda en los

Minerales

El que queda en los fondos

Marinos

Dos salidas del Oxigeno

• El ozono atmosférico se encuentra en estado puro en diferentes concentraciones entre los 10 y los 40 km sobre el nivel del mar, siendo su concentración más alta alrededor de los 25 km (Ozonosfera), es decir en la estratosfera.

Actúa en la atmósfera como depurador del aire y sobre todo

como filtro de los rayos ultravioletas procedentes del Sol. Sin ese filtro la existencia

de vida en la Tierra sería completamente imposible, de ahí la gran importancia de la llamada “Capa de Ozono”.

El ozono: O3

Troposfera

Estratosfera

biosfera

12 km

45 km

O2 + UV 240 nm O + O

O2 + O + M

O3 + UV 310 nm

O3+M Ozogénesis

O2 + O

O + O3 O2 + O2 Ozonólisis

+UV

- UV

Absorbe parte de la energía

Ciclo del fósforo

Rocas y depósitos naturales

Plantas

PO4

Fósforo orgánico

Bacterias fosfatizadoras

No hay reacciones de óxido reducción

No hay reservorio atmosférico

Animales

10- 100 años en tierra

100x 1.000 años en oceános

100.000.000 años

Ciclo del Fósforo

Ciclo del Fósforo

Fuente P

Rocas Sedimentarias

Sedimentos Oceánicos

Inmovilizados

Movilizados

Meteorización

Extracción de minerales

Producción Primaria

Erosión

Ciclo del Fósforo

Su movilización se produce por meteorización, erosión y extracción mineral para usos agrícolas, que lo ponen a disposición de los seres vivos bajo la forma de fosfatos ( PO43-)Estos iones, disueltos en el agua del suelo, se incorporan al ecosistema terrestre al ser absorbidos por los vegetales, que lo incorporan en sus ácidos nucleicos y en moléculas energéticas (ATP, ADP, AMP). De los vegetales pasa a los consumidores, donde además se deposita en los huesos.

La descomposición (bacterias fosfatizantes) de los productos orgánicos de excreción animal que contienen fósforo o de la materia orgánica muerta, animal o vegetal, reincorpora el

fósforo al ciclo terrestre.

LLuvia Corriente de agua Oceano Peces Aves

marinasExcremen

toGuano

Ciclo del Azufre(S)

Fuente S

Actividad Volcánica y combustibles

fósiles (SO2) y (SO42-)

Actividad Volcánica (H2S),

Agua Marina Aerosol y (SO42-)

Compuestos que reaccionan con vapor de agua por la atmosfera

formando (H2SO4)

Lluvia ácida

En suelo y el agua.Los sulfatos los utilizan los vegetales y realizan

fotosintesis

(SO4)2- H2S = parte de los Aminoácidos

Fotosíntesis

Concluyamos• ¿Cuál cree es el principal beneficio de los ciclos

biogeoquímicos para el ambiente?

• ¿Cuál es la principal desventaja de éstos ?

Actividad: Realización de cuadro comparativo entre los ciclos vistos

• Criterios de comparación:-FUENTE DE OBTENCIÓN-FORMA DISPONIBLE PARA LA NATURALEZA-FORMA NO DISPONIBLE-REACCIÓN QUÍMICA QUE PRODUCE-CLASIFICACIÓN DE CICLOS -PROCESOS COMPLEMENTARIOS NECESARIOS-PROCESOS NO COMPLEMENTARIOS ADVERSOS-MOLECULAS ORGANICAS QUE AYUDA A CONSTRUIR-OBTENCIÓN DE FORMAS DISPONIBLES A TRAVÉS DE PROCESOS QUÍMICOS

Y MECÁNICOS.-ETAPAS DE ASIMILACIÓN DEL COMPUESTO

GRACIAS