CICLOS BIOQUIMICOS

KATHERINE FORERO VARGASWILMAN PIZA RUIZ

CAMILO DIAZ TOVAR

Ciclo de la Energía

ENERGÍA.

Concepto Físico. Vs

Concepto económico. Vs

Concepto biológico.

Clasificación Energía solarEnergía hidráulicaEnergía de las mareasEnergía eólicaLa biomasaEnergía geotérmica

Características y supuestos teóricos. Leyes de la energía y la termodinámica.

la energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional.

Transformación entre materia orgánica e inorgánica.

La materia constituye un ciclo cerrado.

Análisis bilógico del ciclo de la energía.

Respiración celular.

La moneda Universal de la energía. (la bio - molécula adenosín trifosfato) El ATP está formado por adenina, ribosa y

tres grupos fosfatos.

Contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato.

Al romperse dichos enlaces se libera la energía almacenada.

Cadena trófica. Pérdida de energía.

Limita los niveles dela cadena trófica.

Limita el tamaño del ecosistema.

Porcentaje de utilización de energía entre niveles de la cadena.

Eficiencia, emisiones y el calentamiento global.

¿Que organismo o sistema emite mayor cantidad de desechos en forma de calor?

¿qué medidas, si es posible tomarlas, se pueden emprender contra el calentamiento

global?

¿es posible detener un fenómeno que a la luz de estudios geológicos parece ser cíclico e

inherente de la naturaleza del planeta tierra?

Es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera.

Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.

Ciclo del agua

. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración  en  animales.

Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

1º Evaporación

El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.

2º Condensación.

Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

3º Precipitación.

Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.

4º Infiltración 

Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

5º Escorrentía.

. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:

Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.

Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

6º Circulación subterránea

Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

7º Fusión.

Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso.

8º Solidificación.

Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua. El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

Ciclo del agua

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

Ciclo del Nitrogeno

Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3

–) es transformado a grupos amino (asimilación).

Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4

+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.

El primer paso en el ciclo es la fijación del nitrógeno atmosférico( N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4

+) o los iones nitrito (NO2

–) o nitrato (NO3–) (aunque el

amonio puede ser usado por la mayoría de los organismos vivos, las bacterias del suelo derivan la energía de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores

Fijación y asimilación de nitrógeno

Fijación abiótica .  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.

Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:

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. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio.

Amonificación

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.

Nitrificación

Nitratación. 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.

La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica.

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.

Desnitrificación

Es la respiración anaerobia del nitrato y nitrito a la forma gaseosa N2O y a la forma ion amonio.

En principio se estudió esta bacteria en las turberas debido a que son productoras de NO2, un gas de efecto invernadero, en la actualidad se realizan estudios de las baterías enzimáticas relacionadas con el retorno de amonio al suelo y su inhibición en presencia de sulfatos.

Reducción desasimilatoria

Ciclo del nitrógeno

Transformaciones químicas de compuestos que contienen carbono. Intercambios entre;

Biosfera: sistema material formado por el conjunto de los seres vivos

Atmosfera: envoltura gaseosa Hidrosfera: engloba la totalidad

de las aguas del planeta Litosfera: capa externa de la

Tierra

CICLO DEL CARBONO

Dióxido de carbono

Respiración

Fotosíntesis

Carbono + Oxigeno = Dióxido De Carbono

CICLO BIOLÓGICO

Respiración

Sólo por respirar, los humanos emitimos por persona y cada día unos 1.140 gramos de CO2

CICLO BIOGEOQUÍMICO

Regula la transferencia de carbono entre la atmosfera y la litosfera (océano y suelo). El retorno a la atmosfera se produce por erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen.

Un exceso de dióxido de carbono acentuaría el fenómeno conocido como efecto invernadero, reduciendo la emisión de calor al espacio y provocando un mayor calentamiento del planeta.

Ciclo del fosforo.

EL CICLO Se encuentra únicamente en forma solida en las

rocas. Meteorización se liberan fosfatos. Es captado por las raíces de las plantas, entra en la

cadena trófica. De los cadáveres, el fósforo se libera en forma de

ortofosfatos (H3PO4) Una parte del fosfora va al mar a través de los ríos.

Se «pierde» en los fondos marinos a menos que llegue a flora marina y entre de nuevo a la cadena trófica.

Importancia Biológica del fosforo Componente de los ácidos nucleicos como

el ADN. Muchas sustancias intermedias en la

fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo.

Sus átomos 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.

mecanismos para el reciclaje del fósforo Cadenas alimentarias marinas

levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme (miles de años).

El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato

El fósforo como abono es el recurso limitante de la agricultura. 

No tiene reserva en la atmósfera.

Con el uso actual se proyecta que se estará agotando por el 2050.

GRACIAS