Questão de Biologia — Ciclos Biogeoquímicos — VUNESP 2024

Ciclo do nitrogênio em ambiente aquático

Gabarito: letra B. O peixe ósseo (teleósteo) excreta predominantemente amônia como produto final do metabolismo de proteínas; essa amônia é convertida em nitrito e depois em nitrato por bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter) presentes na água; e o nitrato absorvido pelas algas é utilizado na biossíntese de moléculas orgânicas, como a timina, uma base nitrogenada que compõe o DNA. A alternativa B é a única que preenche corretamente as três lacunas.

O ciclo do nitrogênio é um dos ciclos biogeoquímicos mais importantes, pois o nitrogênio é componente essencial de moléculas orgânicas como proteínas e ácidos nucleicos. No ambiente aquático, os peixes ósseos (teleósteos) excretam amônia diretamente na água, pois essa substância é altamente tóxica e requer grande quantidade de água para ser diluída — uma adaptação ao ambiente aquático, onde a água está abundantemente disponível. Já os peixes cartilaginosos (como tubarões e raias) retêm ureia no sangue para osmorregulação, e os mamíferos e anfíbios terrestres excretam ureia, enquanto aves e répteis excretam ácido úrico.

A amônia excretada pelos peixes é rapidamente convertida por bactérias nitrificantes em duas etapas: primeiro, bactérias do gênero Nitrosomonas oxidam a amônia (NH₃) em nitrito (NO₂⁻); depois, bactérias do gênero Nitrobacter oxidam o nitrito em nitrato (NO₃⁻). Esse processo é chamado de nitrificação e é realizado exclusivamente por bactérias quimiossintetizantes, não por fungos. O nitrato, por sua vez, é a forma de nitrogênio mais facilmente absorvida pelas algas e plantas aquáticas, que o utilizam na síntese de aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos — incluindo as bases nitrogenadas como a timina, presente no DNA.

A figura mencionada no enunciado representa parte desse ciclo: o peixe excreta amônia (X), que é convertida em nitrito e nitrato por bactérias, e o nitrato é absorvido pelas algas. A pegadinha da questão está em três pontos: (1) trocar amônia por ureia, ignorando a fisiologia específica do peixe ósseo; (2) trocar bactérias por fungos, ignorando que a nitrificação é um processo bacteriano; e (3) trocar timina por outras moléculas orgânicas como glicose ou sacarose, que não contêm nitrogênio em sua composição. A timina é uma base nitrogenada que contém nitrogênio, sendo um produto legítimo da biossíntese a partir do nitrato absorvido.

Guarde a tríade que decide a questão: peixe ósseo → amônia; nitrificação → bactérias; nitrato → biossíntese de bases nitrogenadas (timina). É exatamente nesses três pontos que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Erra na primeira lacuna ao afirmar que o peixe ósseo excreta ureia. Peixes ósseos (teleósteos) são amoniotélicos: excretam amônia diretamente na água, pois a amônia é muito tóxica e precisa de grande volume de água para diluição — algo viável no ambiente aquático. A ureia é o produto de excreção de mamíferos e anfíbios (ureotélicos), não de peixes ósseos. Além disso, erra na terceira lacuna ao citar guanina, que é uma base nitrogenada presente em ácidos nucleicos, mas não é o exemplo mais direto de biossíntese a partir do nitrato absorvido pelas algas — a timina é o exemplo clássico cobrado.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Preenche corretamente as três lacunas: amônia (principal excreta nitrogenada de peixes ósseos), bactérias (responsáveis pela nitrificação: Nitrosomonas converte amônia em nitrito e Nitrobacter converte nitrito em nitrato) e timina (base nitrogenada do DNA, sintetizada pelas algas a partir do nitrogênio absorvido na forma de nitrato). A timina é uma molécula orgânica nitrogenada, e sua biossíntese utiliza o nitrogênio assimilado pelas algas.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Acerta na primeira lacuna (amônia), mas erra na segunda ao citar fungos. A nitrificação (conversão de amônia em nitrito e depois em nitrato) é realizada exclusivamente por bactérias quimiossintetizantes, não por fungos. Os fungos atuam como decompositores, mas não realizam a nitrificação. Erra também na terceira lacuna ao citar sacarose, um dissacarídeo (glicose + frutose) que não contém nitrogênio em sua composição — portanto, não pode ser sintetizado a partir do nitrato absorvido.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Erra na primeira lacuna ao afirmar que o peixe ósseo excreta ureia (como explicado na alternativa A). Erra na segunda lacuna ao citar fungos em vez de bactérias para a nitrificação. Acerta apenas na terceira lacuna ao citar fenilalanina, um aminoácido que contém nitrogênio e pode ser sintetizado a partir do nitrato — mas como as duas primeiras lacunas estão erradas, a alternativa é incorreta.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Erra na primeira lacuna ao afirmar que o peixe ósseo excreta ureia (o correto é amônia). Acerta na segunda lacuna ao citar bactérias para a nitrificação. Erra na terceira lacuna ao citar glicose, um monossacarídeo (C₆H₁₂O₆) que não contém nitrogênio em sua composição — portanto, não pode ser sintetizado a partir do nitrato absorvido pelas algas. A glicose é produzida pela fotossíntese a partir de CO₂ e H₂O, não a partir de nitrato.

Gabarito: letra B