CICLOS BIOGEOQUIMICOS 1.pdf

Docente: M. Sc. Ronald Gutierrez Moreno

Facultad : Ingenieria/ Escuela : Ing. Civil y Ambiental

Curso: Bioquímica para Ing. Ambientales

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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Bioquímica para Ing. Ambientales

CICLO BIOGEOQUIMICO

Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento

de cantidades de oxigeno, carbono, nitrógeno,

hidrogeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio y

otros elementos, entre los seres vivos y el

ambiente mediante una serie de procesos de

producción y descomposición.

En la biosfera la materia es limitada de manera

que su reciclaje es un punto clave en el

mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo,

los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

En todos los ecosistemas existe un movimiento continuo de los materiales...

Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.

GASEOSOS

atmósfera – océanos Energía

Energía Energía Energía

Clases de ciclos biogeoquímicos

Ciclos gaseosos

Ciclos sedimentarios

Ciclos hidrologicos

a. Ciclos gaseosos

Son aquellos en los que los elementos circulan,

principalmente entre LA ATMÓSFERA Y LOS

SERES VIVOS, como es el caso de :

OXÍGENO

NITRÓGENO

CARBONO

Circulan a través de grandes extensiones de

superficie, ACELERANDO la velocidad de

reciclaje.

b. Ciclos sedimentarios

Son aquellos en que los elementos circulan entre

la LITOSFERA y la HIDRÓSFERA y los SERES

VIVOS, como es el caso de:

El FÓSFORO

El AZUFRE

El HIERRO.

Circulan lentamente, es decir su velocidad de

reciclaje es muy lenta, ya pueden quedar «

atrapados « en las rocas por miles de años.

c. Ciclo hidrológico

El AGUA circula e interactúa, en ciclos

gaseosos y sedimentarios.

El AGUA no es un elemento químico,

pero se considera en ésta clasificación

por su gran estabilidad molecular

NUTRIENTES

Un elemento químico o molécula necesario para la

vida de un organismo, se llama nutriente o

nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 31

a 40 elementos químicos, donde el número y tipos

de estos elementos varía en cada especie.

Clases de elementos

requeridos por los organismos

Macronutrientes

Carbono, oxígeno, hidrogeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio y potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de la masa del cuerpo humano, y más de 95% de la masa de todos los organismos.

Micronutrientes

Son los 30 ó más elementos requeridos en cantidades pequeñas (trazas): hierro, cobre, zinc, cloro, yodo, selenio, manganeso, molibdeno (0ligoelementos).

Tabla periódica de los elementos de la vida H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg

* Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Procariotas – Eubacterias -

Organismos unicelulares

Funciones: gran variedad de funciones que ayudan a

mantener los ciclos bio-geo-químicos.

Constituyen la mayoría de las bacterias

Las bacterias son los organismos más abundantes del

planeta

40 millones de células bacterianas en 1g de tierra

1 millón de células bacterianas en un 1 ml agua dulce

En total, aproximadamente 5×1030 bacterias en el

Procariotas - Eubacterias

Tamaño: 1 a 10 m

Son tan pequeñas que no

necesitan citoesqueleto

Hábitat: adaptados a vivir en

cualquier ambiente

terrestre o acuático

Nutrición: autótrofas:

fotosintéticas, quimiosintéticas

heterótrofas: saprófitas,

simbióticas, parasitarias

Procariotas – Eubacterias -

MICROORGANISMOS CON ORGANIZACIÓN CELULAR EUCARIOTA

protozoos

Presentan una mayor complejidad en su organización

Algas microscópicas unicelulares

levaduras Hongos filamentosos

HONGOS

CICLO DEL OXIGENO

Fuentes:

•Atmósfera.: oxígeno molecular (O2) y CO2.

•En la litosfera: esta en combinación con el silicio y el

aluminio, como silicatos de aluminio (rocas). También

en óxidos metálicos, carbonatos, sulfatos, nitratos y

fosfatos.

•En la hidrósfera combinado con hidrógeno : H2O.

•Existen organismos que lo consumen para obtener

energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta

cantidad, son más bien productores (plantas).

Relación entre fotosíntesis y respiración

•Existe una relación estrecha entre la fotosíntesis y la

respiración celular. En efecto, por medio de la

fotosíntesis, los cloroplastos presentes en todas las

células eucariotas captan la energía solar y la usan

para convertir el agua y el dióxido de carbono en

carbohidratos, tales como glucosa, almidón y otros.

Además durante este proceso las plantas liberan

oxígeno en la atmósfera con lo que purifican el

ambiente y facilitan la respiración de los seres vivos.

•Las mitocondrias que en las células son las responsables de la respiración, desdoblan los carbohidratos y capturan la energía contenida en ellos y la almacenan en forma de ATP (adenosintrifosfato). Durante este proceso se consume oxígeno, y como productos finales se producen dióxido de carbono y agua. De esta manera se completa el ciclo iniciado con la fotosíntesis.

•Existe, por tanto, una complementación entre la fotosíntesis y la respiración, pues los productos finales de aquella, son utilizados por ésta.

Metabolismo aeróbico

Cuando el músculo debe mantener una actividad

prolongada realizando un ejercicio de más de 3

minutos, el músculo necesitará un nuevo sistema

de producción de energía; este es el sistema

Aerobio, y se llama así porque necesita oxígeno

para que pueda funcionar, y cuanto más oxígeno

llegue al músculo más energía va a ser capaz de

producir el músculo por este sistema, y mayor

rendimiento va a desarrollar.

En este caso, el músculo puede utilizar tanto glucosa como grasa, como proteínas, como sustrato energético,

pero siempre debe realizarse en presencia de O2, por eso el proceso se denomina aeróbico.

GLUCOSA + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O

GRASA + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O

PROTEINAS + O2 -------> ENERGIA + CO2 + H2O

Fosforilación oxidativa

La fosforilación oxidativa es un proceso

metabólico que utiliza energía liberada por

la oxidación de nutrientes para producir

adenosín trifosfato (ATP), la molécula que

provee de energía al metabolismo.

Nombre del Programa

Ciclo del Oxígeno

Mediante la fotosíntesis el CO2 es transformado a O2

y un carbohidrato.

Metabolismo: Proceso inverso a la fotosíntesis, el cual

consiste en la oxidación biológica de los carbohidratos

produciéndose CO2 y H2O.

Reacción fotoquímica: parte del oxígeno molecular por

efecto de la energía solar (ultravioleta) es convertido

en ozono (O3).

El ozono se descompone con rapidez para volver a

formar oxígeno diatómico.

Parte del CO2 disuelto en las aguas es aprovechado

por las plantas acuáticas (Fotosíntesis)

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