Questão de Biologia — Ciclos Biogeoquímicos — VUNESP 2024

Ciclo do nitrogênio: nitrificação e quimiossíntese

Gabarito: letra B. As bactérias nitrificantes (que realizam nitrosação e nitratação) são autótrofas quimiossintetizantes: obtêm energia oxidando compostos inorgânicos de nitrogênio (amônia → nitrito → nitrato), produzindo substâncias orgânicas a partir de gás carbônico e água, sem depender da luz. A alternativa B é a única que combina corretamente o tipo de nutrição (autotrofia) com o processo (quimiossíntese) e os produtos (nitrito e nitrato).

A nitrificação é uma etapa central do ciclo do nitrogênio, o ciclo biogeoquímico que descreve as transformações desse elemento entre o ambiente e os seres vivos. O nitrogênio atmosférico (N₂) é extremamente abundante (cerca de 78% do ar), mas a maioria dos organismos não consegue utilizá-lo diretamente. Por isso, o ciclo depende de uma série de microrganismos que convertem o N₂ em formas assimiláveis: primeiro a fixação transforma N₂ em amônia (NH₃), depois a nitrificação converte amônia em nitrito (NO₂⁻) e, em seguida, em nitrato (NO₃⁻), que é a principal forma de nitrogênio absorvida pelas plantas. Por fim, a desnitrificação devolve o nitrogênio à atmosfera na forma de N₂, fechando o ciclo.

A nitrificação ocorre em duas etapas, cada uma realizada por um grupo específico de bactérias: a nitrosação (oxidação da amônia a nitrito) e a nitratação (oxidação do nitrito a nitrato). Essas bactérias são quimiossintetizantes, ou seja, obtêm energia pela oxidação de substâncias inorgânicas — no caso, compostos nitrogenados — e utilizam essa energia para fixar carbono na forma de matéria orgânica, exatamente como as plantas fazem com a luz na fotossíntese. A diferença fundamental é a fonte de energia: na fotossíntese, a energia vem da luz; na quimiossíntese, vem de reações químicas de oxidação.

Para entender a questão, é preciso dominar duas classificações: o tipo de nutrição (autótrofo × heterótrofo) e o processo metabólico (quimiossíntese × fermentação × decomposição). Autótrofos produzem seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas; heterótrofos precisam obter moléculas orgânicas prontas de outros seres vivos. A quimiossíntese é um processo de autotrofia; a fermentação e a decomposição são processos de heterotrofia. As bactérias nitrificantes são autótrofas porque sintetizam compostos orgânicos a partir de CO₂ e água, usando a energia da oxidação de amônia e nitrito — não são heterótrofas, não fermentam e não decompõem matéria orgânica.

A pegadinha da banca está em misturar os conceitos: as alternativas incorretas combinam "autótrofas" com processos heterotróficos (fermentação) ou produtos errados (glicose, frutose, ureia), ou então classificam as bactérias como heterótrofas, o que contraria a natureza quimiossintetizante delas. A alternativa B é a única que acerta os dois eixos: autotrofia + quimiossíntese + produtos corretos (nitrito e nitrato).

Guarde a distinção entre os processos do ciclo do nitrogênio e o tipo de nutrição das bactérias envolvidas: é exatamente essa combinação que separa a alternativa correta das demais.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Erra ao afirmar que as bactérias nitrificantes são "sintetizadoras de dissacarídeos simples como a glicose e a frutose". Glicose e frutose são monossacarídeos, não dissacarídeos — dissacarídeos são, por exemplo, sacarose, lactose e maltose. Além disso, as bactérias nitrificantes não produzem glicose e frutose como produtos principais de seu metabolismo; elas sintetizam compostos orgânicos a partir de CO₂, mas o que as caracteriza é a produção de nitrito e nitrato no processo de nitrificação. A alternativa confunde o produto do processo (compostos nitrogenados) com carboidratos.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Correta porque descreve com precisão as bactérias nitrificantes: são autótrofas (produzem seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas) e quimiossintetizadoras (obtêm energia oxidando compostos inorgânicos de nitrogênio), tendo como produtos o nitrito (na nitrosação) e o nitrato (na nitratação). A quimiossíntese é o processo pelo qual esses organismos convertem CO₂ em matéria orgânica usando a energia liberada na oxidação de NH₃ e NO₂⁻, sem necessidade de luz.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Erra ao classificar as bactérias nitrificantes como heterótrofas decompositoras. Decompositores são organismos heterótrofos que obtêm energia e nutrientes degradando matéria orgânica morta (como fungos e muitas bactérias do solo). As nitrificantes, ao contrário, são autótrofas e não decompõem biomoléculas; elas oxidam compostos inorgânicos (amônia e nitrito). Além disso, nitrito e nitrato são compostos inorgânicos, não "biomoléculas nitrogenadas" — biomoléculas são proteínas, ácidos nucleicos etc.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Erra ao afirmar que as bactérias nitrificantes são "fermentadoras de compostos orgânicos nitrogenados, como amônia e ureia". Primeiro, a fermentação é um processo de obtenção de energia a partir de compostos orgânicos (como glicose), realizado por heterótrofos — não se aplica a autótrofas. Segundo, amônia (NH₃) e ureia são compostos inorgânicos (ou, no caso da ureia, uma molécula orgânica simples, mas não é substrato da nitrificação). As nitrificantes oxidam amônia e nitrito, mas isso é quimiossíntese, não fermentação.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Erra duplamente: classifica as bactérias como heterótrofas (quando são autótrofas) e afirma que fermentam "sacarídeos simples como a glicose e a frutose". Além de glicose e frutose serem monossacarídeos (não sacarídeos simples no sentido de dissacarídeos), a fermentação é um processo heterotrófico que não ocorre nas nitrificantes. A alternativa mistura conceitos de nutrição e metabolismo de forma totalmente equivocada.

Gabarito: letra B