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FACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y CIENCIAS
DE LA EDUCACIÓN
CARRERA DE CIENCIAS NATURALES Y DEL
AMBIENTE. BIOLOGÍA Y QUÍMICA

CICLO DEL
NITRÓGENO
Ricardo Bravo Mendoza
Fijación del Nitrógeno Molecular
 La fijación del nitrógeno necesita, nitrogenasa, ATP,

ferrodoxina reducida y otros citocromos o coenzimas.
 El amonio es el primer producto que se detecta en el
proceso de fijación.
Ecuación (1)
N2 + 6 e- → 2 NH3
(∆ G = +150kcal/mol = +630 kJ/mol)

 La reacción necesita mucha energía, llevada por varias

bacterias.
Amonificación
 La mayoría de plantas, animales y microorganismos

pueden realizar la amonificación, que es el proceso de
conversión del nitrógeno orgánico en amonio o
amoníaco.
 El amonio es absorbido por plantas y
microorganismos, que incorporan a sus aminoácidos.
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NH2 – C – NH2 + H2O → (Ureasa)+ 2 NH3 + CO2
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 Durante la nitrificación, el amoníaco y los iones de

amonio se oxidan a iones nitrito (3)y éstos son
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 Los iones de nitrato pueden incorporar a la materia

orgánica por gran variedad de organismos mediante
un proceso conocido como reducción asimilatoria de
nitrato.
 Los sistemas enzimáticos asimiladores de nitrato en

bacterias, algas y hongos se inactivan en presencia del
amoníaco.
 Los reductores de nitrato desnitrificadores como

paracoccus denitrificans, thiobacillus denitrificans y
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Ecuación (5)
NO3- → NO2- → NO → N2O → N2
 La proporción de productos de desnitrificación

depende de los microorganismos desnitrificadores
como de las condiciones ambientales.
 Al mismo tiempo que se desnitrifica, la materia

orgánica se oxida. El uso de la glucosa durante el
proceso de reducción del nitrato por pseudomonas
denitrificans .

Ecuación (6)

C6 H12 O6 + 4 NO3- → 6 CO2 + 6 H2O + 2 N2
 La desnitrificación suele producirse principalmente en

condiciones de anoxia o en condiciones de presiones
de oxígeno bajas.
 La desnitrificación es más frecuente en aguas

estancadas que en aguas corrientes y ríos.
 Los procesos de nitrificación y desnitrificación en el

suelo a menudo ocurren en el mismo lugar, de manera
que gran parte del NO3- formado durante la
nitrificación se difunde hacia la zona de
desnitrificación anaeróbica donde se reduce a N2
CONCEPTOS CLAVE:
 Anaerobio: [Organismo] que puede vivir y

desarrollarse en ausencia completa o casi completa de
oxígeno molecular libre.
 Aerobio: [Microorganismo] que necesita del aire u

oxígeno molecular libre para subsistir.
 Anoxia: Anoxia es la falta de oxígeno. Puede ser en el

océano, en el clima o en tejidos vivos.
Variaciones en el ciclo del nitrógeno
 Los iones de amonio normalmente

inhiben la fijación de nitrógeno
atmosférico.
 La nitrificación se da tan sólo en suelos

anóxicos o muy ácidos.
La actividad asimiladora
de nitrato reductasa es
reprimida por el amoníaco
Y la nitrato reductasa
desasimiladora es
reprimida por el oxígeno
 La fijación del nitrógeno se da tanto en hábitat de

superficie como en los que están debajo de la
superficie.
 La nitrificación tan solo es posible en ambientes

anóxicos.
 La desnitrificación predomina en suelos encharcados y

en sedimentos anóxicos acuáticos.
Óxidos de Nitrógeno
 Siete son óxidos de nitrógeno:

NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5.
El trabajo sobre la contaminación del aire se refiere
exclusivamente al NO, NO2 (óxido nítrico, y dióxido de
nitrógeno).
Ambos gases son incoloros, generados por combustión a
excesivas temperaturas.
Fuentes
 Producidos al quemar combustibles a

temperaturas elevadas, interviniendo el
nitrógeno del aire en reacción de
combustión.

 También son producida a partir del

nitrógeno de carbón y de los aceites
pesados, grandes generadores de energía
eléctrica.

 Grandes calderas industriales, motores

de combustión interna, plantas de àcido
nítrico.
Efectos
 Visibilidad reducida, irritación en la nariz y los ojos.
 Edema pulmonar, bronquitis y neumonía.
 Reacciona con los VOC´s bajo

la influencia de la luz solar para
formar ozono.


(VOC. son sustancias químicas que contienen carbono y se
encuentran en todos los elementos vivos.)

 PAN y ozono son oxidantes

poderosos que actúan como
irritantes severos para los ojos,
la nariz, la garganta y ocasionan
ruptura en el caucho, las
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Ciclo del nitrógeno por Ricardo Efrén Bravo Mendoza

  • 1. FACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN CARRERA DE CIENCIAS NATURALES Y DEL AMBIENTE. BIOLOGÍA Y QUÍMICA CICLO DEL NITRÓGENO Ricardo Bravo Mendoza
  • 2. Fijación del Nitrógeno Molecular  La fijación del nitrógeno necesita, nitrogenasa, ATP, ferrodoxina reducida y otros citocromos o coenzimas.  El amonio es el primer producto que se detecta en el proceso de fijación. Ecuación (1) N2 + 6 e- → 2 NH3 (∆ G = +150kcal/mol = +630 kJ/mol)  La reacción necesita mucha energía, llevada por varias bacterias.
  • 3. Amonificación  La mayoría de plantas, animales y microorganismos pueden realizar la amonificación, que es el proceso de conversión del nitrógeno orgánico en amonio o amoníaco.  El amonio es absorbido por plantas y microorganismos, que incorporan a sus aminoácidos. Ecuación (2) O NH2 – C – NH2 + H2O → (Ureasa)+ 2 NH3 + CO2
  • 4.
  • 5. Nitrificación  Durante la nitrificación, el amoníaco y los iones de amonio se oxidan a iones nitrito (3)y éstos son transformados a nitrato(4). Ecuación (3) NH4+ + 1 O2 → NO2- + 2H+ + H2O (∆ G = -66kcal/mol = -277.2 kJ/mol) Ecuación (4) NO2- + 1 O2 → NO3(∆ G = -17kcal/mol = -71.4 kJ/mol)  El proceso de nitrificación está limitado a un número restringido de bacterias autótrofas. 2 poblaciones de bacterias distintas forman nitrito y nitrato.
  • 6. Reducción del nitrato y desnitrificación  Los iones de nitrato pueden incorporar a la materia orgánica por gran variedad de organismos mediante un proceso conocido como reducción asimilatoria de nitrato.  Los sistemas enzimáticos asimiladores de nitrato en bacterias, algas y hongos se inactivan en presencia del amoníaco.
  • 7.  Los reductores de nitrato desnitrificadores como paracoccus denitrificans, thiobacillus denitrificans y diversas pseudomonadáceas, tienen una ruta de reducción mucho más compleja, que les permite un reducción sucesiva, de nitrato, a oxido nítrico, a óxido nitroso y finalmente a nitrógeno molecular Ecuación (5) NO3- → NO2- → NO → N2O → N2
  • 8.  La proporción de productos de desnitrificación depende de los microorganismos desnitrificadores como de las condiciones ambientales.  Al mismo tiempo que se desnitrifica, la materia orgánica se oxida. El uso de la glucosa durante el proceso de reducción del nitrato por pseudomonas denitrificans . Ecuación (6) C6 H12 O6 + 4 NO3- → 6 CO2 + 6 H2O + 2 N2
  • 9.  La desnitrificación suele producirse principalmente en condiciones de anoxia o en condiciones de presiones de oxígeno bajas.  La desnitrificación es más frecuente en aguas estancadas que en aguas corrientes y ríos.
  • 10.  Los procesos de nitrificación y desnitrificación en el suelo a menudo ocurren en el mismo lugar, de manera que gran parte del NO3- formado durante la nitrificación se difunde hacia la zona de desnitrificación anaeróbica donde se reduce a N2
  • 11. CONCEPTOS CLAVE:  Anaerobio: [Organismo] que puede vivir y desarrollarse en ausencia completa o casi completa de oxígeno molecular libre.  Aerobio: [Microorganismo] que necesita del aire u oxígeno molecular libre para subsistir.  Anoxia: Anoxia es la falta de oxígeno. Puede ser en el océano, en el clima o en tejidos vivos.
  • 12. Variaciones en el ciclo del nitrógeno  Los iones de amonio normalmente inhiben la fijación de nitrógeno atmosférico.  La nitrificación se da tan sólo en suelos anóxicos o muy ácidos.
  • 13. La actividad asimiladora de nitrato reductasa es reprimida por el amoníaco Y la nitrato reductasa desasimiladora es reprimida por el oxígeno
  • 14.  La fijación del nitrógeno se da tanto en hábitat de superficie como en los que están debajo de la superficie.  La nitrificación tan solo es posible en ambientes anóxicos.  La desnitrificación predomina en suelos encharcados y en sedimentos anóxicos acuáticos.
  • 15. Óxidos de Nitrógeno  Siete son óxidos de nitrógeno: NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5. El trabajo sobre la contaminación del aire se refiere exclusivamente al NO, NO2 (óxido nítrico, y dióxido de nitrógeno). Ambos gases son incoloros, generados por combustión a excesivas temperaturas.
  • 16. Fuentes  Producidos al quemar combustibles a temperaturas elevadas, interviniendo el nitrógeno del aire en reacción de combustión.  También son producida a partir del nitrógeno de carbón y de los aceites pesados, grandes generadores de energía eléctrica.  Grandes calderas industriales, motores de combustión interna, plantas de àcido nítrico.
  • 17. Efectos  Visibilidad reducida, irritación en la nariz y los ojos.  Edema pulmonar, bronquitis y neumonía.
  • 18.  Reacciona con los VOC´s bajo la influencia de la luz solar para formar ozono.  (VOC. son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los elementos vivos.)  PAN y ozono son oxidantes poderosos que actúan como irritantes severos para los ojos, la nariz, la garganta y ocasionan ruptura en el caucho, las pinturas, los textiles.  Dañan la vida de las plantas.