CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
INTRODUCCIÓN   Los seres vivos son sistemas “abiertos”, esto quiere decir que hay    un intercambio continuo de materia y...
CICLO DEL CARBONO Elcarbono circula por todos los reservorios de la Tierra que lo contienen: la atmósfera, el medio terre...
RESERVORIOS DE CARBONO   El mayor reservorio de carbono lo constituyen las    rocas y sedimentos de la corteza; el tiempo...
TABLA          Principales reservorios de carbono en la TierraReservorio                     Carbono             Porcentaj...
IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS EN EL CICLODEL CARBONO   La única vía importante de producción de carbono orgánico    nuev...
Ciclo del carbono: el ciclo del carbono y el ciclo deloxígeno están estrechamente relacionados.
DESCOMPOSICIÓN   El carbono fijado fotosintéticamente es degradado    finalmente por varios organismos.   En la degradac...
Ciclo de oxidación-reducción del carbono.
CICLO DEL CARBONO EN ANIMALESRUMIANTES   Los rumiantes son mamíferos herbívoros que    poseen un órgano especial, el rume...
ANATOMÍA Y ACTIVIDAD DEL RUMEN   La mayor parte de la materia orgánica de las plantas    terrestres se encuentra en forma...
Diagrama del rumen y del sistema gastrointestinal de unavaca.
Foto de una vaca Holstein fistulada.
FERMENTACIÓN MICROBIANA EN EL RUMEN   El alimento permanece en el rumen de nueve a doce horas.    Durante este tiempo las...
LAS BACTERIAS DEL RUMEN   Diferentes bacterias del rumen hidrolizan polímeros, como la    celulosa, convirtiéndolos en az...
DINÁMICA DEL ECOSISTEMA DEL RUMEN   Una de las características principales del rumen es su    constancia.   Estudios rea...
Reacciones bioquímicas en el rumen.
CICLO DEL NITROGENO
BATERIAS QUE PARTICIPAN EN EL    CICLO DE NITROGENO
CICLO DELMANGANESO
CICLO DEL MERCURIO
CICLO EL HIERRO   El hierro es uno de los elementos más abundantes de    la corteza terrestre.   En la superficie de la ...
REDUCCIÓN BACTERIANA DEL HIERRO   La reducción férrica del hierro es muy corriente en suelos    encharcados, en tuberías ...
Oxidación de hierro ferroso en función del pH y de lapresencia de Thiobacillus ferrooxidans.
HIERRO FÉRRICO Y OXIDACIÓN DE PIRITA A PH    ÁCIDO En medios no ácidos, el Fe2+ es oxidado por las bacterias  del hierro,...
 Una de las formas más corrientes de hierro y azufre en  la naturaleza es la pirita, que tiene como fórmula general  FeS2...
Ciclo de óxido – reducción del hierro.
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Ciclos biogeoquímicos

  1. 1. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
  2. 2. INTRODUCCIÓN Los seres vivos son sistemas “abiertos”, esto quiere decir que hay un intercambio continuo de materia y energía. Este intercambio es el que permite el mantenimiento de la actividad vital. El recambio material y energético entre el ser vivo y el medio ambiente constituye la nutrición. Una característica importante de las células es su capacidad para llevar a cabo reacciones química.-, y organizar sus moléculas para formar estructuras especí-ficas. La expresión final de corta organización es el creci-miento (replicación). Antes de que una célula se divida, de-ben ocurrir muchas reacciones químicas en la célula; estas mociones se denominan metabolismo. Las reacciones metabólicas o bien liberan energía, llamadas reacciones cata-bólicas, o bien consumen energía, llamadas reacciones ana-bólicas. En las células ocurren varios, tipos de reacciones catabólicas y anabólicas; en este capítulo y siguientes exa-minaremos algunas de las más importantes
  3. 3. CICLO DEL CARBONO Elcarbono circula por todos los reservorios de la Tierra que lo contienen: la atmósfera, el medio terrestre, los mares y otros ambientes acuáticos, sedimentos y rocas, y en la biomasa.
  4. 4. RESERVORIOS DE CARBONO El mayor reservorio de carbono lo constituyen las rocas y sedimentos de la corteza; el tiempo de reciclado es muy grande. Una gran cantidad de carbono orgánico se encuentra en las plantas terrestres; constituye el principal lugar de fijación fotosintética de CO2. Sin embargo, la materia orgánica muerta, llamada humus, contiene mayor cantidad de carbono que los seres vivos.
  5. 5. TABLA Principales reservorios de carbono en la TierraReservorio Carbono Porcentaje del (gigatoneladas) carbono total en la TierraOcéanos 38 x 103 (>95% es C 0.05 inorgánico)Rocas y sedimentos 75 x 106 (>80% es C >99.5 inorgánico)Biósfera terrestre 2 x 103 0.003Biósfera acuática 1–2 0.000002Combustibles fósiles 4.2 x 103 0.006Hidratos de metano 104 0.014
  6. 6. IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS EN EL CICLODEL CARBONO La única vía importante de producción de carbono orgánico nuevo en nuestro planeta procede de la fotosíntesis y de la quimiosíntesis . Los organismos fototróficos se encuentran en la base del ciclo del carbono. La ecuación global de la fotosíntesis oxigénica es: CO2 + H2O (CH2O) + O2 luz . La ecuación general de la respiración es la inversa de la anterior: (CH2O) + O2 CO2 + H2O Luz u oscuridad
  7. 7. Ciclo del carbono: el ciclo del carbono y el ciclo deloxígeno están estrechamente relacionados.
  8. 8. DESCOMPOSICIÓN El carbono fijado fotosintéticamente es degradado finalmente por varios organismos. En la degradación, se observan dos estados principales de oxidación del carbono: metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). El CH4 se produce por la actividad de los metanógenos y el CO2 por diversos quimioorganotrofos mediante fermentación, por respiración anaeróbica o por respiración aeróbica.
  9. 9. Ciclo de oxidación-reducción del carbono.
  10. 10. CICLO DEL CARBONO EN ANIMALESRUMIANTES Los rumiantes son mamíferos herbívoros que poseen un órgano especial, el rumen, en cuyo interior se lleva a cabo la digestión de la celulosa y de otros polisacáridos vegetales mediante la actividad de poblaciones microbianas. Algunos de los animales domésticos más importantes, como las vacas, las ovejas y las cabras, son rumiantes.
  11. 11. ANATOMÍA Y ACTIVIDAD DEL RUMEN La mayor parte de la materia orgánica de las plantas terrestres se encuentra en forma de polisacáridos insolubles, siendo la celulosa el más importante de ellos. El rumen, posee algunas características singulares, como su tamaño relativamente grande (100 – 150 litros en una vaca, 6 litros en una oveja) y su posición en el tubo digestivo, ya que es el órgano donde va el alimento ingerido antes de llegar al estómago, que es ácido. Una temperatura elevada constante (39ºC), un pH constante (6.5) y la naturaleza anóxica del rumen son también factores significativos para su funcionamiento general.
  12. 12. Diagrama del rumen y del sistema gastrointestinal de unavaca.
  13. 13. Foto de una vaca Holstein fistulada.
  14. 14. FERMENTACIÓN MICROBIANA EN EL RUMEN El alimento permanece en el rumen de nueve a doce horas. Durante este tiempo las bacterias y los protozoos celulolíticos hidrolizan la celulosa, obteniéndose el disacárido celobiosa y unidades de glucosa libre. Se produce ácidos grasos volátiles, principalmente acético, propiónico y butírico, y los gases dióxido de carbono y metano. Los ácidos grasos atraviesan la pared del rumen y pasan a la sangre.
  15. 15. LAS BACTERIAS DEL RUMEN Diferentes bacterias del rumen hidrolizan polímeros, como la celulosa, convirtiéndolos en azúcares, de los cuales, por fermentación, se producen ácidos grasos. Fibrobacter succinogenes y Ruminococcus albus son los anaerobios celulolíticos más abundantes en el rumen. Ruminobacter amylophilus o Succinomonas amylolytica, bacterias digestoras de almidón. Lachnospira multiparus, digestora de pectina. Schwartzia, el succinato se convierte en propionato y CO2. Selenomonas y Megasphaera, el lactato es fermentado a acético y a otros ácidos .
  16. 16. DINÁMICA DEL ECOSISTEMA DEL RUMEN Una de las características principales del rumen es su constancia. Estudios realizados en diferentes especies de rumiantes en distintas partes del mundo demuestran que la microbiota comensal es básicamente la misma. De vez en cuando, se producen cambios en la composición microbiana del rumen que pueden causar enfermedades, o incluso, la muerte del animal.
  17. 17. Reacciones bioquímicas en el rumen.
  18. 18. CICLO DEL NITROGENO
  19. 19. BATERIAS QUE PARTICIPAN EN EL CICLO DE NITROGENO
  20. 20. CICLO DELMANGANESO
  21. 21. CICLO DEL MERCURIO
  22. 22. CICLO EL HIERRO El hierro es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre. En la superficie de la Tierra, el hierro se presenta en dos estados de oxidación, ferroso (Fe2+) y férrico (Fe3+). El Fe0 es producido de la actividad humana en la mezcla de menas de hierro ferroso o férrico para obtener hierro fundido.
  23. 23. REDUCCIÓN BACTERIANA DEL HIERRO La reducción férrica del hierro es muy corriente en suelos encharcados, en tuberías y en sedimentos anóxicos de lagos. Cuando estas aguas cargadas de hierro alcanzan las zonas óxicas, el hierro ferroso se oxida químicamente o por las bacterias del hierro y se producen compuestos férricos, que precipitan formando un depósito marrón. La reacción global es como sigue: Fe2+ + 1/4O2 + 2 1/2H2O Fe(OH)3 + 2H+ El precipitado de hierro férrico interacciona con otras sustancias no biológicas, como el humus reduciendo Fe3+ a Fe2+ .
  24. 24. Oxidación de hierro ferroso en función del pH y de lapresencia de Thiobacillus ferrooxidans.
  25. 25. HIERRO FÉRRICO Y OXIDACIÓN DE PIRITA A PH ÁCIDO En medios no ácidos, el Fe2+ es oxidado por las bacterias del hierro, como Gallionella y Leptothrix. Sin embargo, a pH bajo, donde el Fe2+ es estable, es cuando la miolitotrofo acidófilos relacionados oxidan Fe2+ a Fe3+ a pH extremadamente bajos. Thiobacillus ferrooxidans y Leptospirillum ferrooxidans viven en ambientes en los que el ácido sulfúrico es el ácido dominante y donde, además, hay gran cantidad de sulfato. A 20–30 ºC y pH moderadamente ácido (2–4), parece que T. ferrooxidans es el organismo dominante, mientras que a estas condiciones, el hierro férrico no precipita como hidróxido, sino formando un sulfato mineral complejo llamado jarosita [HFe3(SO4)2(OH)6].
  26. 26.  Una de las formas más corrientes de hierro y azufre en la naturaleza es la pirita, que tiene como fórmula general FeS2 La oxidación bacteriana de la pirita tiene gran importancia para la aparición de las condiciones de acidez en las actividades mineras, tiene considerable importancia en el proceso llamado lixiviado microbiano de minerales.
  27. 27. Ciclo de óxido – reducción del hierro.

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