Questões Discursivas sobre Ciclos Biogeoquímicos

01) (FUVEST/2019) Há buracos do fundo do mar, conhecidos como pockmarks, que são formados pela expulsão de gás, principalmente o metano (CH₄). A maior parte desse metano é utilizada por bactérias e outros organismos no próprio oceano, antes de chegar à atmosfera. O metano dissolvido é oxidado pela ação de microrganismos da coluna d’água, formando CO₂, e isso constitui uma fração do CO₂ que chega à atmosfera. Os pockmarks possuem comunidades de microrganismos, moluscos e outros invertebrados que têm mais espécies e biomassa que as das regiões vizinhas. O metano que finalmente chega à atmosfera dura bem menos que o CO₂, mas sua capacidade de reter calor é mais de 20 vezes maior.

Carlos Fioravanti, Fontes de metano, Revista Pesquisa FAPESP, Edição 271, setembro/2018. Adaptado.

Com base no texto, responda ao que se pede.

A) Além do metano oxidado, cite alguma outra fonte de CO₂ nos oceanos.

B) Sabendo-se que o gás metano é produzido também na decomposição da matéria orgânica, cite duas outras fontes, não marinhas, relacionadas a processos biológicos em que há grande produção de metano.

C) Qual é o processo biológico envolvido na origem da energia que sustenta a alta diversidade das comunidades em regiões de pockmarks? Qual é o nível trófico dos seres vivos que o realizam?

02) (UFES) Na figura ao lado, está representado o Ciclo do Nitrogênio.

A) Qual o composto nitrogenado formado pelos organismos representados pelo número 1 e como ele é utilizado pelas plantas?

B) Descreva as seguintes etapas desse ciclo:
I – fixação;
II – nitrificação;
III – desnitrificação

C) Descreva o papel das leguminosas nesse ciclo.

03) (Unicamp) A cidade ideal seria aquela em que cada habitante pudesse dispor, pelo menos, de 12 m² de área verde (dados da OMS). Curitiba supera essa meta com cerca de 55 m² por habitante. A política ambiental da prefeitura dessa cidade prioriza a construção de parques, bosques e praças que, além de proporcionar áreas de lazer, desempenham funções como amenizar o clima, melhorar a qualidade do ar e equilibrar o ciclo hídrico, minimizando a ocorrência de enchentes.
A) Explique como as plantas das áreas verdes participam do ciclo hídrico, indicando as estruturas vegetais envolvidas nesse processo e as funções por elas exercidas.

B) Qual seria o destino da água da chuva não utilizada pelas plantas no ciclo hídrico?

04) (Unesp/2013)  A batalha pelo elemento é impiedosa, assim como aquela por água, ar ou sexo, mas apenas de vez em quando a verdade de suas negociações é exposta em toda sua brutalidade. As plantas que comem animais são apenas um exemplo entre muitos para mostrar o quão competitivo o negócio deve ser, e como a Natureza recorre às conveniências mais improváveis para tirar o máximo do pouco que há disponível.

(Steve Jones. A Ilha de Darwin, 2009.)

No texto, o autor refere-se a um elemento químico, abundante na atmosfera, mas não no solo onde a planta cresce. Esse elemento é essencial para o desenvolvimento das plantas, uma vez que irá constituir suas proteínas e ácidos nucleicos.

Qual é o elemento químico referido pelo autor e, considerando que na natureza as plantas carnívoras o obtêm dos animais que capturam, explique de que forma as espécies vegetais não carnívoras o obtêm.

05) (Unicamp) O aquecimento global é assunto polêmico e tem sido associado à intensificação do efeito estufa. Diversos pesquisadores relacionam a intensificação desse efeito a várias atividades humanas, entre elas a queima de combustíveis fósseis pelos meios de transporte nos grandes centros urbanos.

A) Explique que relação existe entre as figuras A e B e como elas estariam relacionadas com a intensificação do efeito estufa.

B) Por que a intensificação do efeito estufa é considerada prejudicial para a Terra?

C) Indique uma outra atividade humana que também pode contribuir para a intensificação do efeito estufa. Justifique.

06) (Pism – UFJF/2016) Um estudo publicado em maio de 2016 na revista Science Advances mostra que as florestas tropicais secundárias podem contribuir para mitigar as mudanças climáticas globais. Um grupo de pesquisadores de diferentes nações, incluindo o Brasil, analisou 1.148 florestas secundárias ou em regeneração – que voltam a crescer após terem sido convertidas em áreas de pastagem ou agrícola – na América Latina e Caribe. Os autores observaram que em 20 anos essas florestas recuperaram 122 toneladas de biomassa por hectare. Isso corresponde à absorção de aproximadamente três toneladas de CO2 por hectare por ano – quase 11 vezes mais do que a taxa de absorção das florestas tropicais primárias, aquelas em estágios avançados de sucessão e maturidade florestal. Se protegido adequadamente, esse tipo de vegetação neutralizaria as emissões da América Latina e do Caribe acumuladas entre 1993 e 2014.

Fonte: Adaptado de: Pesquisa Fapesp (http://revistapesquisa.fapesp.br/2016/06/07/florestas-secundarias-podem-contribuir-para-mitigaras-mudancas-climaticas/). Acesso em 20/Out/2016.

Pergunta-se:
A) Por que a produção primária é maior nas florestas secundárias em relação às florestas primárias?

B)  Considerando a sucessão da floresta, explique a relação entre aumento da biomassa e homeostase nas florestas secundárias.

C) O Brasil participa do Protocolo de Quioto desde 2002. As florestas secundárias brasileiras poderiam ser utilizadas no âmbito do Protocolo de Quioto? Explique.

07) (UNIFADRA/2020)  O hambúrguer vegetal desenvolvido por cientistas tem um ingrediente especial, a leg-hemoglobina de soja, que dá cor e aroma de carne vermelha bovina. A leg-hemoglobina tem o grupo heme em uma proteína de estrutura e função muito semelhantes à hemoglobina e à mioglobina. Nas raízes da soja, a leg-hemoglobina adsorve o gás oxigênio e impede a oxidação da enzima nitrogenase, que converte o N₂ em NH₃ pelas bactérias simbióticas do gênero Rhizobium. Por meio de engenharia genética, os cientistas modificaram a levedura Pichia pastoris para que ela produzisse leg-hemoglobina de soja e a cultivaram em fermentadores para multiplicar a proteína.

(Suzel Tunes. “Bife de laboratório”. Revista Fapesp, julho de 2019. Adaptado.)

A) Em que célula animal a hemoglobina é encontrada? Qual elemento químico, presente no grupo heme, proporciona a cor vermelha ao hambúrguer de planta?

B) Qual o benefício para a soja da associação simbiótica com bactérias Rhizobium? No que consiste a modificação da levedura Pichia pastoris para a produção da leg-hemoglobina?

 

Resolução  das questões discursivas sobre ciclos biogeoquímicos

01) A) Uma outra fonte de CO₂ nos oceanos é a respiração aeróbia dos seres vivos.
B) Como outros processos biológicos em que há produção de metano, podem ser citados: ação de bactérias metanogênicas nos ruminantes; ação de bactérias metanogênicas em regiões pantanosas.
C) O  processo biológico envolvido na origem da energia que sustenta a alta diversidade das comunidades em regiões de pockmarks é a quimiossíntese. Os organismos que realizam este processo encontram-se no nível trófico dos produtores (1º nível trófico).

02) A) O composto é a amônia (NH₃) , formada a partir do nitrogênio atmosférico (N₂) pela ação das bactérias do gênero Rhizobium . Ela é utilizada para a biossíntese de aminoácidos, ácidos nucléicos e outros compostos nitrogenados indispensáveis à célula.
B)
I. Corresponde à conversão do N₂ em NH3, pela ação de Rhizobium em mutualismo com raiz de leguminosa.
II. Corresponde à conversão da amônia (NH₃) em nitrato (NO₃^–) pela ação seqüencial das bactérias do solo, Nitrosomonas e Nitrobacter.
III. Corresponde à conversão de amônia (NH₃) em N₂, pelas bactérias desnitrificantes do solo (Pseudomonas).
C) As leguminosas possuem papel importante no ciclo do nitrogênio pela presença das bactérias do gênero Rhizobiumem suas raízes. Tais bactérias fazem a biofixação do nitrogênio atmosférico (N₂), colocando, no solo, esse elemento à disposição de outras plantas (adubação verde).

03) A) As plantas absorvem água do solo através dos pelos absorventes das raízes; a água é transportada pelo xilema (lenho) até as folhas, que a perdem por transpiração através dos estômatos.

B) – infiltra-se no solo até o lençol freático;
– retorna à atmosfera na forma de vapor;
– flui para os rios, lagos e/ou mar.

04) O elemento químico citado no texto é o nitrogênio. As espécies vegetais não carnívoras o obtêm através da absorção de compostos nitrogenados pela raiz, principalmente, o íon nitrato.

05)
A) Ocorre uma relação direta entre o aumento do CO₂ (Figura B) e o aumento da temperatura (Figura A). O aumento da produção do CO₂ leva ao aumento da temperatura em virtude de maior retenção da radiação infravermelha refletida na superfície da Terra.
B) A intensificação do efeito estufa será prejudicial para a Terra porque o aumento da temperatura provocará alterações climáticas que levarão a vários efeitos, como o degelo nas calotas polares com conseqüência na elevação do nível dos oceanos e na alteração da temperatura das águas. Dessa forma, as espécies presentes nos oceanos e as populações litorâneas ficarão ameaçadas.
C) Qualquer um desses itens:
– Desmatamento (porque diminui a retirada de CO₂ da atmosfera pelas plantas);
− Queimadas (diminui a retirada de CO₂ e aumenta a eliminação pela queima);
− Aumento dos rebanhos (pela maior eliminação de metano resultante da fermentação dos alimentos);
− Eliminação das algas nos oceanos pela poluição (responsáveis pela utilização do CO₂ atmosférico e produção de O₂);
− Atividade industrial (utilização de combustíveis fósseis levando à produção de CO₂).

06) 
A) As florestas primárias já atingiram o estágio clímax, com a incorporação de CO₂ (através da fotossíntese) sendo balanceado pelo consumo de CO₂ (através da respiração), proporcionando uma produtividade líquida praticamente nula.
Já as florestas secundárias encontram-se em desenvolvimento, com aumento de biomassa e, portanto, com uma taxa fotossintética (incorporação de CO₂ ) muito superior à respiratória (consumo de CO₂ ), o que proporciona uma elevada produtividade primária.

B) Com o aumento da biomassa, surgem novos nichos ecológicos e, consequentemente, aumento da biodiversidade. Esse aumento leva ao surgimento de novas relações tróficas, o que permite à comunidade ajustar-se cada vez mais às variações impostas pelo meio (aumento da homeostase). A homeostase máxima ocorre quando a comunidade atinge o estágio clímax.

C) Sim, uma vez que o Protocolo de Quioto é um Tratado Internacional para a redução da emissão de gases envolvidos com o efeito estufa em escala global, e o CO₂ é um dos gases envolvidos com o fenômeno.  Como as florestas secundárias têm elevado potencial para sequestro e estocagem desse gás, através do processo fotossintético, elas ajudariam na redução da concentração de CO₂  atmosférico.

07) 
A) A hemoglobina é encontrada no interior das hemácias. O elemento químico presente na molécula de hemoglobina que confere a coloração vermelha é o ferro.
B) Para a soja, o benefício da associação com bactérias do gênero Rhizobium é o ganho de íons amônio, que serão utilizados pela planta para a biossíntese de compostos nitrogenados.
A modificação da levedura consiste na inserção do gene responsável pela produção da leg-hemoglobina em seu DNA.