Questão de Biologia — Ecologia e ciências ambientais — FEPESE 2022

Ciclo do nitrogênio: fixação, nitrificação e desnitrificação

Gabarito: letra C — sequência V • F • F • V • V. A afirmativa 1 é verdadeira (microrganismos fixam o N2 atmosférico e fornecem amônia às plantas em associação sintrófica); a 2 é falsa porque as plantas não fixam nitrogênio — quem fixa são bactérias; a 3 é falsa porque o processo descrito (uso de amônia para energia e síntese) é a nitrificação, não a fixação; a 4 e a 5 são verdadeiras, pois a desnitrificação converte amônia/nitrato em N2 gasoso e pode ser realizada por microrganismos autotróficos anaeróbios.

O ciclo do nitrogênio é um dos ciclos biogeoquímicos mais cobrados em provas de biologia. Ele envolve a circulação do nitrogênio entre a atmosfera, o solo e os seres vivos, passando por diferentes formas químicas: gás nitrogênio (N2), amônia (NH3), nitrito (NO2⁻), nitrato (NO3⁻) e compostos orgânicos nitrogenados. O principal reservatório é a atmosfera, onde o N2 representa cerca de 78% do ar, mas as plantas não conseguem utilizá-lo diretamente — precisam de formas assimiláveis como amônio, nitrito e nitrato.

Os processos centrais são:

• Fixação: conversão do N2 atmosférico em amônia (NH3) ou outros compostos, realizada por bactérias fixadoras (livres ou simbióticas, como as do gênero Rhizobium em leguminosas), cianobactérias, e também por processos atmosféricos (relâmpagos) e industriais (processo Haber-Bosch).

• Nitrificação: oxidação da amônia em nitrito (NO2⁻) e depois em nitrato (NO3⁻), realizada por bactérias quimiossintetizantes como Nitrosomonas e Nitrobacter.

• Assimilação: absorção de nitrato e amônio pelas plantas para síntese de aminoácidos e outros compostos orgânicos.

• Amonificação: decomposição da matéria orgânica morta, liberando amônio (NH4⁺) no solo.

• Desnitrificação: redução de nitrato e nitrito a gás nitrogênio (N2), realizada por bactérias desnitrificantes em condições anaeróbias.

A pegadinha da banca está em inverter os papéis: na afirmativa 2, as plantas são colocadas como fixadoras de N2, quando na verdade elas apenas absorvem formas assimiláveis (amônio, nitrato) — quem fixa são os microrganismos. Já na afirmativa 3, o uso de amônia para obtenção de energia e síntese é descrito como "fixação", mas esse processo é a nitrificação (oxidação da amônia), não a fixação.

Afirmativa 1 — ✅ Verdadeira

A fonte primária de nitrogênio é o N2 atmosférico, que é fixado por microrganismos do solo (bactérias fixadoras, como Rhizobium em leguminosas, e bactérias de vida livre). Esses microrganismos convertem o N2 em amônia (NH3), que é fornecida às plantas. A associação é sintrófica porque há benefício mútuo: as bactérias obtêm carboidratos das plantas e fornecem nitrogênio assimilável. O texto de apoio confirma: "A simbiose é estabelecida através do consumo de amoníaco por parte das plantas; amoníaco este que é produzido pelas bactérias que vivem nas raízes das mesmas plantas."

Afirmativa 2 — ❌ Falsa

A afirmativa inverte os papéis: as plantas não fixam nitrogênio atmosférico. Quem fixa são os microrganismos (bactérias e cianobactérias). As plantas apenas absorvem formas assimiláveis como amônio (NH4⁺), nitrito (NO2⁻) e nitrato (NO3⁻) do solo. O erro está em atribuir às plantas a capacidade de fixação, que é exclusiva de certos microrganismos.

Afirmativa 3 — ❌ Falsa

A afirmativa descreve o uso de amônia para obtenção de energia (catabolismo) e síntese (anabolismo), mas chama esse processo de "fixação". Na verdade, a oxidação da amônia para obtenção de energia é a nitrificação, realizada por bactérias quimiossintetizantes como Nitrosomonas (amônia → nitrito) e Nitrobacter (nitrito → nitrato). A fixação é a conversão do N2 atmosférico em amônia, não o uso da amônia como fonte de energia.

Afirmativa 4 — ✅ Verdadeira

Na conversão de amônia a nitrogênio gasoso (desnitrificação), outros compostos gasosos são produzidos como intermediários, como o óxido nitroso (N2O) e o óxido nítrico (NO). A desnitrificação é um processo de redução que ocorre em condições anaeróbias, realizado por bactérias desnitrificantes.

Afirmativa 5 — ✅ Verdadeira

A conversão de amônia a nitrogênio gasoso (desnitrificação) pode ser realizada por microrganismos autotróficos anaeróbios. Esses organismos utilizam nitrato ou nitrito como aceptores de elétrons na respiração anaeróbia, reduzindo-os a N2 gasoso. O texto de apoio menciona que a amonificação é feita por "bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos", e a desnitrificação ocorre em condições de baixa disponibilidade de oxigênio.

Conclusão: Verdadeiras: 1, 4 e 5. Falsas: 2 e 3. Portanto, a sequência correta é V • F • F • V • V, correspondente à letra C.

Gabarito: letra C