Un ciclo biogeochimico corrisponde al movimento ininterrotto di atomi di elementi chimici sul pianeta, che sono essenziali per il mantenimento della vita sulla Terra. Questo riciclo degli elementi avviene attraverso l'interazione tra gli esseri viventi e l'ambiente.
a) Esseri viventi, reazioni chimiche e componenti abiotici
b) Microrganismi, scariche elettriche e trasformazioni geologiche
c) Trasformazioni fisiche, componenti inorganiche della superficie terrestre e attività umane
d) Elementi climatici, ecosistemi ed evoluzione biologica
Voi esseri viventi partecipano a numerose trasformazioni nei cicli biogeochimici, che sono formati da successivi reazioni chimiche per il movimento naturale di elementi chimici tra la biosfera e il componenti abiotici, cioè tra gli esseri viventi e l'ambiente.
I cicli biogeochimici sono essenziali per il mantenimento della vita sul pianeta, poiché consentono elementi chimici fluiscono naturalmente tra i sistemi terrestri: atmosfera, idrosfera, litosfera e biosfera.
(FATEC/2016) I cicli biogeochimici sono essenziali per l'esistenza e la perpetuazione delle forme di vita conosciute. Tra questi cicli, cinque di essi hanno un flusso di materia maggiore e i loro elementi costituiscono oltre il 95% della massa che compone gli esseri viventi. Questi cicli sono:
a) acqua, ossigeno, calcio, zolfo e cesio.
b) acqua, carbonio, azoto, fosforo e zolfo.
c) idrogeno, elio, ossigeno, azoto e zolfo.
d) acqua, idrogeno, carbonio, fosforo e cesio.
e) elio, litio, berillio, boro e carbonio.
Dei 118 elementi chimici conosciuti, solo circa 30 elementi sono essenziali per gli esseri viventi.
Per quanto riguarda la composizione degli esseri viventi, oltre il 95% corrisponde agli elementi carbonio (C), ossigeno (O), azoto (N), idrogeno (H), zolfo (S) e fosforo (P). Inoltre, acqua () è anche un componente comune e un costituente principale.
Per quanto riguarda i tipi, classificare i seguenti cicli biogeochimici in gassosi (1) e sedimentari (2).
Perché avvenga un ciclo biogeochimico è essenziale l'esistenza di un serbatoio dell'elemento chimico, cioè un ambiente in cui sia disponibile in grandi quantità.
I cicli biogeochimici gassosi sono quelli con la riserva principale dell'elemento nell'atmosfera, come nel ciclo del carbonio, dell'ossigeno e dell'azoto.
I cicli biogeochimici sedimentari sono quelli con la riserva principale dell'elemento nella crosta terrestre, come nel ciclo del calcio, dello zolfo e del fosforo.
Il ciclo dell'azoto corrisponde al circuito di reazione che distribuisce l'elemento chimico azoto attraverso i composti azotati tra l'ambiente e gli esseri viventi.
a) fissazione biologica, fissazione fisica, assimilazione e fecondazione
b) assorbimento, nitrazione, nitrosazione ed escrezione
c) fissazione, ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione
d) nitromarcatura, conservazione, stabilizzazione e dispersione
Fissazione: trasformazione dell'azoto gassoso dall'atmosfera in ammoniaca;
Ammonificazione: decomposizione dei composti azotati e produzione di ammoniaca;
Nitrificazione: conversione dell'ammoniaca in nitrito e successivamente in nitrato;
Denitrificazione: conversione dei nitrati in azoto gassoso, che viene rilasciato nell'ambiente.
Le specie chimiche che fanno parte del ciclo dell'azoto sono:
Gas di azoto () presente nell'atmosfera, che viene convertita in ammoniaca (
) nella fase di fissazione e anche l'ammoniaca viene prodotta nella decomposizione dei composti azotati nel processo di ammonificazione.
Successivamente, la fase di nitrificazione converte l'ammoniaca in nitrito () e poi in nitrato (
).
Infine, l'azoto viene restituito all'atmosfera convertendo i nitrati del suolo in azoto gassoso (), in assenza di ossigeno, o anche come protossido di azoto (
).
(UFPR 2021) A proposito dei cicli biogeochimici, che consentono l'interazione degli elementi con l'ambiente e con gli esseri viventi, segnano l'alternativa corretta.
a) Le radici di legumi come fagioli, soia e piselli hanno la capacità di associarsi a batteri che fissano l'azoto.
b) Il riscaldamento globale è dovuto alla riduzione del tasso di ossigeno nell'atmosfera e all'aumento delle emissioni di anidride solforosa.
c) I cianobatteri sono in grado di degradare la materia inorganica e di rendere disponibile il fosforo ad altri esseri viventi.
d) Il modo principale per incorporare l'azoto atmosferico () nelle molecole organiche avviene per assorbimento fogliare durante la fotosintesi.
e) La conservazione delle foreste contribuisce alla riduzione dell'effetto serra, in quanto assicura la cattura della CO2 atmosferica attraverso la respirazione delle piante.
I batteri fissativi associati alle radici dei legumi sono in grado di fissare l'azoto biologico.
genere batteri rizobio e azobacter convertire l'azoto dall'aria () in ammoniaca (
) rompendo la molecola con l'enzima nitrogenasi. Questi esseri sono solitamente inseriti nei noduli delle radici delle piante, principalmente leguminose.
(PUC-RS/2018) La figura seguente è una rappresentazione parziale del ciclo dell'azoto.
IO. Il numero 1 rappresenta la fissazione dell'azoto.
II. I numeri 2 e 3 rappresentano le fasi del processo di denitrificazione.
III. I numeri 2 e 3 sono mediati da organismi procarioti.
IV. Il numero 4 rappresenta il processo di nitrificazione.
IO. CORRETTA. La fissazione dell'azoto corrisponde alla conversione dell'azoto molecolare in ammoniaca.
II. SBAGLIATO. La conversione dell'ammoniaca in nitrito e poi in nitrato fa parte della fase di nitrificazione.
III. CORRETTA. I batteri sono esseri procarioti e in questa fase i batteri nitrificanti agiscono per produrre composti azotati che possono essere assimilati dalle piante.
IV. SBAGLIATO. Si rappresenta che le piante assimilano il prodotto in nitrificazione, che in questo caso sono i nitrati.
La fotosintesi e la chemiosintesi sono i processi che, in natura, trasformano l'anidride carbonica in materia organica.
Il ritorno di questo gas nell'atmosfera avviene attraverso la respirazione cellulare, la decomposizione e la combustione di combustibili.
Il ciclo dell'acqua o ciclo idrologico corrisponde al ciclo di una sostanza essenziale per la sopravvivenza degli esseri viventi sulla Terra.
Considera le fasi del ciclo (colonna 1) e collegale alle loro descrizioni (colonna 2).
( ) Fase in cui l'acqua allo stato gassoso ritorna allo stato liquido.
( ) Fase in cui l'acqua viene assorbita dal suolo e avviene la formazione di bacini sotterranei.
( ) Fase in cui l'acqua dell'idrosfera passa nell'atmosfera passando da uno stato liquido a uno gassoso.
( ) Fase in cui si verifica la pioggia, ovvero il rilascio di vapori d'acqua condensati.
( ) Fase in cui l'acqua in eccesso viene rilasciata dalle foglie delle piante attraverso la trasformazione dell'acqua liquida in vapore acqueo.
( ) Fase in cui l'acqua allo stato solido passa allo stato gassoso senza passare per lo stato liquido.
In evaporazione l'acqua dall'idrosfera passa nell'atmosfera passando da uno stato liquido a uno gassoso.
In sublimazione l'acqua allo stato solido passa allo stato gassoso senza passare per lo stato liquido.
In condensazione l'acqua allo stato gassoso ritorna allo stato liquido.
In precipitazione si verifica la pioggia, cioè il rilascio di vapori d'acqua condensati.
In infiltrazione l'acqua viene assorbita dal suolo e si verifica la formazione di serbatoi sotterranei.
In sudore L'acqua in eccesso viene rilasciata dalle foglie delle piante attraverso la trasformazione dell'acqua liquida in vapore acqueo.