ciclo de la vida

1. Jessica Coello Paredes

2. • Cuya valencia estable oscila entre -3 en el amoniaco (NH3) y
+5 en el nitrato (NO3-)
• Se encuentra en muchos estados de oxidación.
• Es componente de los aminoácidos, los ácidos nucleicos, los
aminoazúcares y de sus polímeros.

3.  Las plantas, los animales y la mayoría de los
microorganismos necesitan formas de nitrógeno
combinado para incorporar a su biomasa celular.
 Pero la capacidad de fijar nitrógeno se restringe a un numero limitado
de bacterias, arqueas y de asociaciones simbióticas
 Todos los hábitat dependen de la fijación bacteriana de nitrógeno
atmosférico o la intervención humana a través de la distribución de
abonos nitrogenados sintetizados.
 Las plantas no podrían continuar su metabolismo
fotosintético si no dispusieran de formas fijadas de
nitrógenos que les proporcionan los organismos o
los abonos sintéticos.

4. Fig. Esquema general
de los procesos que
intervienen en el
ciclo biogeoquímico
del nitrógeno, que
depende en gran
medida de la
actividades de los
microorganismos.
 Las diversas transformaciones del nitrógeno permiten la circulación del nitrógeno de la
atmosfera a través de los ambientes terrestres y acuáticos. Este movimiento del nitrógeno a
través de la biosfera determina en gran medida la productividad ecológica de los ambientes
terrestres y acuáticos.

5. Es el proceso donde las bacterias y arqueas convierten
el nitrógeno molecular en amonio.
• La nitrogenasa es una enzima compleja de la cual depende la fijación
del nitrógeno. El complejo de la enzima nitrogenasa tiene dos
coproteínas, una que tiene hierro y molibdeno y otra que solo tiene
hierro.
• La nitrogenasa es muy sensible al oxigeno, necesita una presión parcial
muy baja de este elemento para poder desarrollar su actividad.
• ELamonio se asimila en forma de aminoácido, que se polimerizan
formando proteínas.

6. Microorganismos heterótrofos convierten el nitrógeno
orgánico en amoniaco .
• El amoniaco y otras formas de nitrógeno que se encuentran en la
atmo-ecosfera están sometidas a transformaciones químicas y
fotoquímicas y pueden ser arrastradas a la lito-ecosfera y a la hidro-
ecosfera por la lluvia.
•Los iones de amonio pueden ser asimilados por numerosas plantas y
por muchos microorganismos, que los incorporan a sus aminoacidos
y a otros compuestos bioquimicos.

7. Durante la nitrificación, el amoniaco y los iones de
amonio se oxidan a iones nitrito y estos son
trasformados a iones nitrato.
 El proceso de nitrificación, limitado en su mayor parte a un
numero restringido de bacterias autótrofas.
 Los dos pasos de la nitrificación:
1. El amonio se convierte en nitrito por bacterias nitrosomas.
2. El nitrito se convierte en nitrato por las bacterias nitrobacter.
 Este nitrato es en la forma en que la mayor parte del nitrógeno
pasa del suelo a las raíces.

8. Esta reacción causa el retorno del nitrógeno molecular a
la atmosfera.
 Los iones de nitrato se pueden incorporar a la materia orgánica por
gran variedad de organismos mediante un proceso conocido como
reducción asimilatoria de nitrato.
 Un grupo heterogéneo de microorganismos lleva acabo dicho
proceso que utilizan los iones de nitrato aceptores finales de
electrones durante la respiración anaeróbica.
 Este proceso se conoce como Respiración de nitrato o reducción
desasimilatoria de nitrato Este proceso se lleva acabo en
condiciones en estricta anaerobiosis o en presión parcial del
oxigeno reducido.
 Durante este proceso el nitrato se transforma en diferentes
productos reducidos, simultáneamente se produce la oxidación de
la materia orgánica.

9. • Es un elemento reactivo con valores estables de valencia que
oscilan entre -2 y +6 , es uno de los 10 elementos mas abundantes
en la corteza terrestre.
• En los organismos vivos, el azufre se encuentra principalmente
formando grupos sulfhidrilo(-SH) en los aminoácidos y sus
polímeros.

10.  Las plantas, las algas y muchos organismos heterótrofos, asimilan el
azufre en forma de sulfato. Para poder ser incorporado como radical
sulfhidrilo (-SH), el sulfato debe reducirse a sulfuro mediante La
reducción asimilatoria del sulfato.
 Su absorción directa como sulfuro no es posible para la mayoría de
microorganismos, debido a la elevada toxicidad del ácido
sulfhídrico (H2S).
 La descomposición de los compuestos orgánicos de azufre del suelo
y de los sedimentos produce los mercaptanos y H2S . Este proceso
se denomina Desulfuración y es análogo al proceso de
amonificacion. (((Los mercaptanos volátiles y el H2S son la
causa del mal olor de los huevos podridos))).
 En los ambientes marinos, uno de los principales productos de la
descomposición de los compuestos orgánicos de azufre es el
dimetilsulfuro (DMS).
 Cuando el DMS, el H2S y los mercaptanos se escapan hacia la
atmosfera, experimentan reacciones de fotooxidación cuyo
producto final es algún sulfato. El H2S también reacciona con el O2
atmosférico.

11. • En presencia de oxigeno, los compuestos reducidos de azufre
pueden formar parte del metabolismo quimiolitotrofico microbiano.
• Las bacterias quimioautotrofas oxidadoras de azufre están
distribuidas ampliamente, y son muy activas en suelos y en ambientes
acuáticos.
• La oxidación del azufre produce grandes cantidades de un acido
fuerte. En los suelos esto puede permitir la solubilización y la
movilización del fosforo y otros nutrientes minerales, con un efecto
generalmente beneficiosos para los microorganismos y para las
plantas.

12. • El sulfuro de hidrogeno también esta sujeto a la oxidación
fototrófica en los ambientes anoxicos.
•Las bacterias fotosintéticas del azufre, las cromatiáceas, las
ectotiorrodospiráceas y las clorobiáceas , pueden fotorreducir el
CO2 a la vez que oxidan el H2S a Sº de manera análoga a la
fotosíntesis eucariota.
• Todas ellas tienen capacidad de oxidar el azufre a
sulfato, contribuyendo así a la deposición biológica de este
elemento.

13.  La reducción del sulfato produce sulfuro de hidrogeno, que se
incorpora inmediatamente a los compuestos orgánicos .
 Muchos microorganismo y las plantas pueden utilizar los iones de
sulfato como fuente del azufre que necesitan para sus proteínas y
demás compuestos bioquímicos sulfurados.
 Los reductores desasimilatorios de sulfato son un grupo
especializado, muchos organismos pueden llevar acabo la reducción
asimilatoria de sulfato.
 La reducción del sulfato a menudo es inhibida por la presencia de
iones oxigeno, nitrato o férricos. La tasa de reducción del sulfato a
menudo esta limitada por el carbono. Si se añaden compuestos
orgánicos a los sedimentos marinos puede producirse una
aceleración de la reducción desasimilatoria de sulfato.

14. • La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente
pequeña, pero el papel que desempeña es vital.
• Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas
sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular.
•Los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los
enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en
los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano.
•La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los
depósitos de rocas marinas.

15.  Durante la mayor parte del ciclo microbiano del fósforo
no se altera el estado de oxidación del elemento.
 Diversos microorganismo han desarrollado sistemas
especializados de absorcion de este nutriente esencial.
 En ambientes acuaticos, las concentraciones de fosfato
muestran fluctuaciones estacionales que se asocian con
floraciones de algas y cianobacterias.
 Plantas y microorganismos pueden absorber
fácilmente formas solubles de fosfato inorgánicos y
asimilarlos formando fosfatos orgánicos.

16. • El ciclo del hierro consiste principalmente en reacciones de oxido-
reducción, que reducen el hierro férrico (Fe3+) a ferroso (Fe2+) y
oxidan este hierro ferroso a férrico.
• Estas reacciones son importantes tanto para los compuestos
orgánicos que contienen hierro como para los compuestos
inorgánicos de dicho elemento.
• Prácticamente todos los microorganismos con la excepción de
determinados lactobacilos necesitan hierro, que es utilizado como
cofactor por muchas enzimas metabólicas y proteínas reguladoras
debido a su capacidad de existir en dos estados .

17.  El hierro férrico se puede reducir en condiciones
anóxicas a la forma ferrosa, mas solubles.
 Si hay suficientes H2S se forman precipitados de sulfuro de
hierro. La inundación del suelo crea las condiciones anóxicas
que favorecen la acumulación de hierro ferroso.
 En ambientes aeróbicos, la mayor parte del hierro esta en
estado férrico.
 Diversas bacterias forman sideroforos, que unen al hierro
facilitando así la absorción celular.
 Algunos quimiolitotrofos oxidan hierro para formar energía
celular.
 Estas bacterias oxidadoras del hierro pueden generar grandes
cantidades d este elemento.

18. • De manera semejante al hierro, los microorganismos también, lo reciclan de su estado
reducido a oxidado.
• El manganeso se encuentra en la ecosfera tanto en su forma reducida o manganosa
(Mn2+) como en su forma oxidada o mangánica (Mn4+)
• La estabilidad de estos iones depende mucho del pH y del potencial redox .
• En presencia de oxigeno con un pH superior a 8, el ion manganoso se oxida a ion
manganico tetravalente , este forma un dioxido (MnO2) insoluble en agua, que no se puede
asimilar directamente a las plantas.
• En algunos habitat marinos y de agua dulce, la precipitacion de manganeso forma
nódulos.
• Estos nodulos se originan en los sedimentos anoxicos, cuando el manganeso entra en un
ambiente aerobico, se oxida y se precipita, en parte por accion de las bacterias, formando
nódulos

19. • El calcio es un soluto importante en el ambiente citoplasmático y es
necesario para la actividad de numerosas enzimas.
• Su disolución en forma de carbonato cálcico (CaCO3) y en bicarbonato
tienen gran importancia.
• El equilibrio entre HCO3- y el CO3-2 están influenciados con el CO2 que al
disolverse en agua forma acido carbónico (H3CO3). Un acido débil, un
aumento de concentración de iones a hidrogeno favorece la disolución del
carbonato, mientras que la disminución de dicha concentración favorece su
precipitación.
• La precipitación del carbonato de calcio contribuyen a la formación de
arrecifes de coral e islas en aguas tropicales.

20. • Se encuentra principalmente en forma de dioxido de silicio (SiO2) o de
silicatos que son sales de ácidos silícico.
• Los hongos, las cianobacterias y los líquenes que viven sobre rocas silíceas
o en el interior de las mismas en el ambiente inhóspito disuelven
activamente la silicio mediante la excreción de ácidos carboxílicos.
• Este ácido contribuye a los procesos de meteorización de las rocas y
formación del suelo.
•Las diatomeas que acumulan dióxido de silicio en sus frústulas forman los
depósitos conocidos como tierra de diatomeas.