ciclos biogeoquimicos

1. CICLOS
BIOGEOQUIMICOS
La materia circula de los seres
vivos hacia el medio ambiente
abiótico y viceversa.
Esa circulación constituye los
ciclos biogeoquímicos.
Los ciclos biogeoquímicos mas
importantes son: el agua, oxígeno,
carbono y nitrógeno. Gracias a
estos ciclos es posible que los
elementos principales (carbono,
hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,
fósforo y azufre) estén disponibles
para ser usados una y otra vez por
otros organismos.

2. EL CICLO DEL CARBONO
 Transformaciones químicas de compuestos que contienen
carbono, es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la
regulación del clima en la tierra.

3.  El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de
compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos
como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO2 (dióxido
de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera.
 Durante la fotosíntesis, los organismos productores (vegetales terrestres y acuáticos)
absorben el dióxido de carbono, ya sea disuelto en el aire o en el agua, para
transformarlo en compuestos orgánicos
 Los consumidores primarios se alimentan de esos productores utilizando y
degradando los elementos de carbono presentes en la materia orgánica.

4. ESTADO NATURAL
El carbono es un componente esencial para los vegetales y
animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa,
carbohidrato importantes para la realización de procesos como:
la respiración

5. Ciclo biológico
Comprende los intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la
atmósfera, es decir, la fotosíntesis, proceso mediante el cual el carbono
queda retenido en las plantas y la respiración que lo devuelve a la
atmósfera. Este ciclo es relativamente rápido, estimándose que la
renovación del carbono atmosférico se produce cada 20 años.
Ciclo biogeoquímico
Regula la transferencia de carbono entre la Hidrósfera, la atmósfera y la
litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en
agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las
rocas, resultando iones de bicarbonato. Estos iones disueltos en agua
alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y
tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se
produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo
contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los
mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia
orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga,
produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y
gas natural.

6. Almacenamiento
El almacenamiento del carbono en los depósitos fósiles supone en la
práctica una rebaja de los niveles atmosféricos de dióxido de carbono.
Si éstos depósitos se liberan, como se viene haciendo desde hace
tiempo con el carbón, o más recientemente con el petróleo y el gas
natural, el ciclo se desplaza hacia un nuevo equilibrio en el que la
cantidad de CO2 atmosférico es mayor; más aún si las posibilidades de
reciclado del mismo se reducen al disminuir la masa boscosa y
vegetal.
Explotación
La explotación de combustibles fósiles para sustentar las actividades
industriales y de transporte (junto con la deforestación) es hoy día una
de las mayores agresiones que sufre el planeta, con las consecuencias
por todos conocidas: cambio climático (por el efecto invernadero),
desertificación, etc

7. EL CICLO DEL OXIGENO
 El ciclo del oxígeno está estrechamente vinculado al del carbono, ya que el
proceso por el cual el carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis) da
lugar a la devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que en el proceso
de respiración ocurre el efecto contrario.

8. ABUNDANCIA EN LA
TIERRA
 El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en
los océanos, y el segundo en la atmósfera.
 En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando parte
de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de la molécula de
agua, H2O.
 En la atmósfera se encuentra como oxígeno molecular (O2), dióxido de
carbono(CO2), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de
carbono (CO),ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de nitrógeno
(NO) o dióxido de azufre (SO2).

9. ATMOSFER
A
 El O2 le confiere un carácter oxidante a la atmósfera. Se formó por fotólisis de
H2O, formándose H2 y O2:
H2O + hν → 1/2O2.
 El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua
interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se
reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de
carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de
agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar.

10. CORTEZA TERRESTRE
 El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos elementos estén más o
menos disponibles. La oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más
solubles, al igual que la oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo
disminuye la solubilidad de algunos elementos metálicos como el hierro al
formarse óxidos insolubles.

11. HIDROSFERA Y
ATMOSFERA QUIMICA BASICA ESTRUCTURA LITICA
 El oxígeno es ligeramente soluble en agua, aumentando su solubilidad con la
temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas acuáticos. Oxida
materia bioorgánica dando el dióxido de carbono y agua.
 El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando
carbonatos; condiciona las propiedades ácido-base de los sistemas acuáticos.
Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es captado por los
océanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio.

12. CICLO DEL NITROGENO
 El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que
se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos
biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de
composición de la biosfera.

13. FIJACION Y ASIMILACION DEL NITROGENO
 es la fijación (reducción) del nitrógeno atmosférico( N2) a formas
distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de
los seres vivos

14. FIJACION ABIOTICA
 La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la
oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de
nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico
FIJACION BIOLOGICA DEL NITROGENO
Realizado por algunos organismos llamados diazótrofos en relación a esta habilidad,
para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico
N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:
 Bacterias grannegativas de vida libre en en suelo
 Bacterias simbioticas de algunas plantas
 Cianobacterias de vida libre en el suelo
La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenasa.

15. AMOMIFICACION
 La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la
materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o
imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen
del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos.
CICLO: Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras
transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en
nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta
clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los
suelos.

16. NITRIFICACION
La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos
aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor de electrones, es decir,
como oxidante.
 Nitritación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2–). Lo realizan bacterias de,
entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus.
 • Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3–). Lo realizan bacterias
del género Nitrobacter.
DESNITRIFICACION
La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo o el
agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la
composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el
opuesto a la fijación del nitrógeno.
Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para
obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase
llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato

17. CICLO DEL FOSOFORO
 La lluvia disuelve los fosfatos presentes
en los suelos y los pone a disposición de
los vegetales. El lavado de los suelos y el
arrastre de los organismos vivos
fertilizan los océanos y mares. Parte del
fósforo incorporado a los peces es
extraído por aves acuáticas que lo llevan
a la tierra por medio de la defecación
(guano).
 El fósforo es un componente esencial de
los organismos. Forma parte de los ácidos
nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de
otras moléculas que tienen PO43- y que
almacenan la energía química; de los
fosfolípidos que forman las membranas
celulares; y de los huesos y dientes de los
animales. Está en pequeñas cantidades en
las plantas, en proporciones de un 0,2%,
aproximadamente. En los animales hasta el
1% de su masa puede ser fósforo.

19. MINERALIZACION
Los seres vivos tienen fosforo
inorgánico. El proceso de
mineralización se encuentra en
relación con la degradación de la
materia por los microorganismos,
las situaciones que favorecen esta
degradación un sustrato carbonado
degradable y la presencia de
nitrógeno

20. SOLUBILIZACION
 El fosforo se encuentra en continuo movimiento desde su
forma soluble ha deposito de fosforo.
 La quelación.
 La reducción del Fe.
 La producción de ácidos. Esta última es la vía mas
importante.
Estos se producen a partir de la descomposición de materia
orgánica, los exudados radiculares y microbianos.

21.  el principal factor limitante en los ecosistemas
acuáticos y en los lugares en los que las corrientes
marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se
ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la
superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los
bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del
Gran Sol, costas occidentales de África y América del
Sur y otras.
 Con los compuestos de fósforo que se recogen
directamente de los grandes depósitos acumulados en
algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de
cultivo, a veces en cantidades desmesuradas,
originándose problemas de eutrofización.

22.  Los intercambios de azufre, principalmente en su
forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las
comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y
de otra en la atmósfera, en las rocas y en los
sedimentos oceánicos, en donde el azufre se
encuentra almacenado. El SO2 atmosférico se
disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma
de vapor seco. El reciclaje local del azufre,
principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a
cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de
hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local
del sulfuro, se oxida y se forma SO2.

23. Funciones:
 El azufre en el interior de las células tiene características de poca
movilidad. Cumple fisiológicamente algunas funciones importantes,
además de constituir distintas sustancias vitales, están son:
 Forma parte constituyente de las proteínas (cistina, cisteína, metionina).
 Forma parte de las vitaminas (biotina).
 Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfhídrico (SHˉ)
como grupo activo, que actúan en el ciclo de los hidratos de carbono y en
los lípidos (en la oxidación de los ácidos grasos, como la coenzima A,
CoA).
 Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las células (con
el glutatión).
 Interviene en la estructura terciaria de las proteínas; las proteínas se
ordenan en grandes cadenas moleculares, el azufre ayuda a la constitución
de estas macromoléculas además de formar parte de los aminoácidos
(compuestos moleculares imprescindibles para la formación de los
péptidos, que se unen a su vez para la formación de las proteínas).

24.  Deficiencias del Azufre:
Deficiencias del Azufre en el Suelo:
La deficiencia de azufre se observa en suelos pobres en materia orgánica, suelos arenosos franco
arenosos.
Una deficiencia de azufre en el suelo puede traer una disminución de la fijación de nitrógeno
atmosférico que realizan las bacterias, trayendo consecuentemente una disminución de los nitratos en
el contenido de aquél.
Deficiencias del Azufre en la Planta:
 Cuando el azufre se encuentra en escasa concentración para las plantas se altera los procesos
metabólicos y la síntesis de proteínas. La insuficiencia del azufre influye en le desarrollo de las
plantas.
Síntomas de Deficiencia de Azufre:
 Los síntomas de deficiencia de azufre son debidos a los trastornos fisiológicos, manifestándose en
los siguientes puntos:
 Crecimiento lento.
 Debilidad estructural de la planta, tallos cortos y pobres.
 Clorosis en hojas jóvenes, un amarilla miento principalmente en los "nervios" foliares e inclusive
aparición de manchas oscuras (por ejemplo, en la papa).
 Desarrollo prematuro de las yemas laterales.
 Formación de los frutos incompleta.