Sequência
Didática:
Ciclos Biogeoquímicos do Carbono, Oxigênio e Nitrogênio
Sequência Didática:
Ciclos Biogeoquímicos do Carbono, Oxigênio e Nitrogênio
Introdução aos Ciclos Biogeoquímicos
Objetivos
· Analisar os ciclos
biogeoquímicos do carbono, oxigênio e nitrogênio.
· Interpretar os efeitos de
fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos.
· Promover ações individuais e/ou
coletivas que minimizem consequências nocivas à vida.
Duração: 50 minutos
Tópicos
1. Problematização
Inicial:
◦ Justificativa: "De onde vem o carbono que forma nosso corpo?"
"Por que a poluição afeta os
ciclos naturais?".
2. Conceitos
Fundamentais:
◦ Ciclos Biogeoquímicos:
Os caminhos que os elementos químicos (como carbono, oxigênio
e nitrogênio) percorrem entre os seres vivos e o ambiente não vivo (atmosfera,
água, solo). Eles garantem que esses elementos sejam reciclados e estejam
disponíveis para serem usados novamente.
◦ Ciclo do Carbono:
Etapas desse ciclo, incluindo a fotossíntese (plantas absorvendo
CO2), a respiração (seres vivos liberando CO2), a decomposição (matéria
orgânica se transformando em CO2) e a queima de combustíveis fósseis (liberando
CO2 na atmosfera).
◦ Ciclo do Oxigênio:
Como o oxigênio é produzido na fotossíntese, consumido na respiração e
usado na decomposição. Mostrar a importância do oxigênio para a vida na Terra.
◦ Ciclo do Nitrogênio: Etapas desse ciclo, como a fixação (transformação do nitrogênio
atmosférico em amônia), a nitrificação (transformação da amônia em nitrito e
nitrato), a assimilação (incorporação do nitrogênio pelas plantas) e a
desnitrificação (liberação de nitrogênio de volta à atmosfera).
3. Resumo das Etapas de Cada Ciclo:
◦ Ciclo do Carbono:
▪ Fotossíntese: plantas absorvem CO2 da atmosfera.
▪ Respiração: seres vivos liberam CO2 na atmosfera.
▪ Decomposição: matéria orgânica se transforma em CO2.
▪ Queima de combustíveis fósseis: libera CO2 na atmosfera.
◦ Ciclo do Oxigênio:
▪ Fotossíntese: plantas liberam oxigênio na atmosfera.
▪ Respiração: seres vivos consomem oxigênio.
▪ Decomposição: microrganismos consomem oxigênio.
◦ Ciclo do Nitrogênio:
▪ Fixação: nitrogênio atmosférico é transformado em amônia.
▪ Nitrificação: amônia é transformada em nitrito e nitrato.
▪ Assimilação: plantas incorporam o nitrogênio.
▪ Desnitrificação: nitrogênio é liberado de volta à atmosfera.
4. Atividades
Leitura e Debate em Grupos Produtivos
Ciclos Biogeoquímicos: A Dança dos Elementos na Natureza
A vida na Terra depende de uma coreografia invisível, mas essencial: o movimento constante de elementos químicos entre os seres vivos e o ambiente. Essa dança é conduzida pelos ciclos biogeoquímicos, que garantem que substâncias como carbono, oxigênio e nitrogênio estejam sempre disponíveis para sustentar a vida.
Vamos explorar três dos principais ciclos que mantêm o equilíbrio ecológico do planeta.
🌿 Ciclo do Carbono: O Elemento da Vida
O carbono é a espinha dorsal das moléculas orgânicas. Ele circula entre a atmosfera, os seres vivos, os oceanos e o solo em um ciclo contínuo.
Como funciona:
- Fotossíntese: As plantas capturam dióxido de carbono (CO₂) do ar e o transformam em glicose, usando a energia do Sol.
- Respiração celular: Animais e plantas consomem glicose e liberam CO₂ de volta à atmosfera.
- Decomposição: Organismos mortos são decompostos por bactérias e fungos, liberando carbono no solo e no ar.
- Combustão: A queima de combustíveis fósseis libera grandes quantidades de CO₂, contribuindo para o aquecimento global.
- Sedimentação: Parte do carbono é armazenada por milhões de anos em rochas e fósseis.
Curiosidade:
A floresta amazônica é um dos maiores sumidouros de carbono do mundo, ajudando a regular o clima global.
🌬️ Ciclo do Oxigênio: O Gás da Respiração
O oxigênio é vital para a respiração celular e está intimamente ligado ao ciclo do carbono.
Etapas principais:
- Fotossíntese: Além de produzir glicose, as plantas liberam oxigênio como subproduto.
- Respiração celular: Seres vivos consomem oxigênio para obter energia, liberando CO₂.
- Oxidação: O oxigênio reage com metais, formando óxidos como a ferrugem.
- Decomposição: O processo consome oxigênio e libera nutrientes no solo.
Curiosidade:
O fitoplâncton marinho é responsável por cerca de 50% do oxigênio que respiramos.
🌱 Ciclo do Nitrogênio: O Construtor de Proteínas
Embora o nitrogênio represente cerca de 78% do ar, ele não pode ser usado diretamente pelos seres vivos. É preciso transformá-lo.
Etapas do ciclo:
- Fixação do nitrogênio: Bactérias no solo e em raízes de leguminosas convertem o N₂ em amônia (NH₃).
- Nitrificação: Outras bactérias transformam a amônia em nitritos (NO₂⁻) e depois em nitratos (NO₃⁻), que são absorvidos pelas plantas.
- Assimilação: As plantas incorporam os nitratos em proteínas e ácidos nucleicos.
- Decomposição: Organismos mortos liberam amônia no solo.
- Desnitrificação: Bactérias convertem nitratos de volta em N₂, devolvendo-o à atmosfera.
Curiosidade:
A rotação de culturas com leguminosas, como o feijão, ajuda a enriquecer o solo com nitrogênio de forma natural.
🧠 Para refletir...
Esses ciclos mostram como tudo na natureza está interligado. O carbono que você exala ao respirar pode, um dia, ser parte de uma árvore. O nitrogênio das proteínas que você consome pode ter vindo de uma bactéria no solo. E o oxigênio que você respira pode ter sido produzido por algas microscópicas no oceano.
Entender esses ciclos é compreender a própria essência da vida.
◦ Descrição: Divisão a
turma em três grandes grupos, cada um responsável por estudar um experimento
clássico sobre a origem da vida:
▪ Grupo 1: Ciclo do Carbono,
▪ Grupo 2: Ciclo do Oxigênio,
▪ Grupo 3: Ciclo do Nitrogênio.
▪ Após a leitura e discussão em grupo, redistribuição os alunos em
trios, de forma que cada trio contenha um representante de cada grupo original.
Cada membro do trio deverá apresentar e explicar o experimento que estudou,
promovendo a troca de conhecimentos e a compreensão global do tema.
· Mapa Mental em Grupo
◦ Descrição: Divisão da
turma em grupos menores onde cada grupo crie um mapa mental sobre um
dos ciclos biogeoquímicos (carbono, oxigênio ou nitrogênio). O mapa mental deve
contemplar os seguintes elementos:
▪ Conceitos-chave do ciclo
▪ Exemplos de seres vivos envolvidos
▪ Importância do ciclo para a vida na Terra
▪ Impactos das atividades humanas sobre o ciclo
▪ Papel dos fungos e bactérias no ciclo
5. Conclusão
Questões de Múltipla Escolha:
1. Qual das seguintes alternativas
representa a principal forma de carbono presente na atmosfera?
◦ a) Glicose
◦ b) Proteína
◦ c) Dióxido de carbono
◦ d) Metano
◦ e) Amônia
2. Qual processo biológico remove o carbono da atmosfera e o transforma em matéria orgânica?
◦ a) Respiração
◦ b) Decomposição
◦ c) Combustão
◦ d) Fotossíntese
◦ e) Desnitrificação
3. Qual etapa do ciclo do nitrogênio transforma o nitrogênio atmosférico em amônia, tornando-o disponível para as plantas?
◦ a) Nitrificação
◦ b) Desnitrificação
◦ c) Fixação
◦ d) Assimilação
◦ e) Amonificação