Fijación biológica del Nitrógeno 1
Summary
TLDREl guion aborda la aplicación biológica del nitrógeno en la agricultura y el entorno, destacando la fijación biológica de nitrógeno por microorganismos como diazotróficos. Expone métodos alternativos de fijación no biológica y la producción de fertilizantes químicos. Se menciona la crisis de 1973 y la importancia de la investigación en bacterias asociadas con cultivos como el sorgo, lo que llevó a Brasil a triplicar su producción de bioetanol. Se describe la enzima responsable de la fijación, su estructura y el proceso energético involucrado, destacando la eficiencia de diferentes estrategias de fijación en cultivos y ecosistemas.
Takeaways
- 🌿 La aplicación biológica del nitrógeno es crucial para la agricultura y el ambiente.
- 🌱 La microbiología agrícola ha contribuido significativamente al entendimiento del ciclo del nitrógeno.
- 🌱 La fijación biológica de nitrógeno es la reducción de nitrógeno molecular a amonio, llevado a cabo por microorganismos llamados diazotróficos.
- 🌐 El nitrógeno del suelo proviene del aire, que contiene el 70% de nitrógeno.
- ⚙️ La fijación del nitrógeno también puede ocurrir de manera no biológica, como en la industria mediante procesos que requieren altas temperaturas y presiones.
- 🌱 La enzima responsable de la fijación biológica de nitrógeno es la nitrogenasa, que requiere energía en forma de ATP.
- 🌱 La producción de fertilizantes químicos tiene un costo de fabricación y energía significativo.
- 🌐 En 1973, la producción de fertilizantes se vio afectada por la guerra de Yom Kipur, lo que llevó a un aumento en la investigación de alternativas.
- 🌱 Brasil triplicó su producción de bioetanol gracias a la investigación de bacterias asociadas con cultivos como el sorgo, el maíz, el arroz y la caña de azúcar.
- 🌱 La fertilización biológica total y discriminada se basa en la asociación de diazotróficos con las plantas, ya sea en simbiosis o de manera libre en diferentes ecosistemas.
Q & A
¿Qué es la aplicación biológica del nitrógeno en la agricultura?
-La aplicación biológica del nitrógeno es un proceso esencial en la agricultura, donde la microbiología agrícola ha contribuido significativamente al entender cómo los microorganismos fijan el nitrógeno atmosférico, lo que mejora la fertilidad del suelo y promueve el crecimiento de las plantas.
¿Cuál es la importancia del ciclo del nitrógeno en el cultivo de leguminosas?
-El ciclo del nitrógeno es crucial en el cultivo de leguminosas, ya que estas plantas forman simbiosis con bacterias que fijan nitrógeno, proporcionando un abono natural y reduciendo la necesidad de fertilizantes químicos.
¿Qué son los 'días o trozos de nitrógeno' y cómo contribuyen al ciclo del nitrógeno?
-Los 'días o trozos de nitrógeno' son microorganismos que pueden fijar nitrógeno atmosférico en forma de amonio, lo que luego puede ser utilizado por las plantas. Estos incluyen a bacterias que viven en simbiosis con las raíces de las plantas o que actúan de manera independiente en el suelo.
¿Cómo se realiza la fijación del nitrógeno de forma no biológica?
-La fijación no biológica del nitrógeno se realiza industrialmente mediante procesos como la lización, la oxidación del amoniaco y la hidratación del dióxido de nitrógeno, que requieren altas temperaturas y presiones para producir fertilizantes químicos.
¿Qué sucedió en 1973 que afectó la producción de fertilizantes?
-En 1973, la Guerra de Yom Kipur llevó a un aumento de los precios del petróleo, lo que afectó negativamente la producción de fertilizantes químicos, ya que muchos de estos procesos dependen del petróleo como fuente de energía.
¿Qué descubrimiento de Joana Do Berenguer contribuyó a la agricultura en Brasil?
-Joana Do Berenguer, una ingeniera agrónoma checoslovaca, descubrió bacterias asociadas con sorgo, maíz, arroz y caña de azúcar que podían fijar nitrógeno. Esto llevó a Brasil a triplicar su producción de bioetanol sin utilizar fertilizantes derivados del petróleo.
¿Cuál es la enzima responsable de la fijación biológica del nitrógeno?
-La enzima responsable de la fijación biológica del nitrógeno es la nitrogenasa, que tiene una estructura similar en una gran diversidad de microorganismos y es capaz de reducir el nitrógeno atmosférico a amonio.
¿Qué papel juegan los electrones en la fijación del nitrógeno por parte de las bacterias?
-Los electrones son esenciales en la fijación del nitrógeno, ya que son transferidos a la nitrogenasa, que a su vez reduce el nitrógeno atmosférico a amonio. Este proceso requiere un flujo de electrones y energía en forma de ATP.
¿Cuál es el costo energético de la fijación del nitrógeno?
-El costo energético de la fijación del nitrógeno es alto, ya que se consume entre 16 a 24 ATP por cada molécula de nitrógeno reducido, lo que indica la complejidad y la energía requerida para llevar a cabo este proceso biológico.
¿Cómo se mide la actividad de fijación del nitrógeno en las bacterias?
-La actividad de fijación del nitrógeno se puede medir observando la reducción de acetileno o etileno por parte de las bacterias, que actúan como indicadores de la eficiencia en la fijación del nitrógeno.
Outlines
🌱 Biología del Nitrógeno en Agricultura
Este párrafo aborda la importancia de la aplicación biológica del nitrógeno en la agricultura y el ambiente. Se destaca que el conocimiento de este proceso es crucial para la microbiología agrícola y debe ser considerado en la realización de cultivos de leguminosas, abonos verdes, siembras de pasturas y la implantación de especies arbóreas y arbustivas. Se explica que la fijación biológica del nitrógeno, que consiste en la reducción del nitrógeno molecular al amonio, es un proceso realizado por microorganismos llamados rizobiales, tanto en condiciones aerobias como anaeróbicas. La atmósfera, que contiene el 70% de nitrógeno, es la fuente de este elemento en el suelo. Además, se menciona que hay procesos no biológicos de fijación del nitrógeno, como la lixiviación, la fotosíntesis y la industria química, que implican un costo energético significativo. También se menciona la crisis de fertilizantes en 1973 debido a la guerra de Yom Kipur y cómo la investigación llevó a descubrir bacterias en asociación con cereales y cana de azúcar, lo que triplicó la producción de bioetanol en Brasil sin fertilizantes de petróleo.
🔬 Proceso de Fijación del Nitrógeno
Este segundo párrafo profundiza en el proceso de fijación del nitrógeno, explicando que los electrones necesarios para la reacción pueden provenir de fuentes orgánicas o inorgánicas y cómo los portadores de electrones, como las ferredoxinas y las proteínas, juegan un papel crucial. Se describe la microfinanza, una enzima que requiere un flujo de electrones y energía en forma de ATP para funcionar. Se menciona que la fijación del nitrógeno tiene un alto costo energético, con la necesidad de entre 16 a 24 ATP por átomo de nitrógeno reducido. También se discute la importancia de la enzima glutamina sintetasa en la asimilación del amonio y el gasto de ATP asociado. Finalmente, se menciona que los electrones para la fijación del nitrógeno pueden provenir de la clorofila en microorganismos fotosintéticos o de otros sustratones como el hidrógeno.
Mindmap
Keywords
💡Nitrógeno
💡Fijación biológica de nitrógeno
💡Azotobacter
💡Leguminosas
💡Ammonio
💡Fertilizantes químicos
💡Guerra de Yom Kipur
💡Joana Do Berenguer
💡Enzima nitrogenasa
💡Fertilización biológica
Highlights
Estudio de la aplicación biológica del nitrógeno, un aporte significativo a la agricultura y al ambiente.
Importancia del conocimiento del ciclo del nitrógeno en la agricultura, especialmente en la siembra de leguminosas y la implantación de especies arbóreas.
La atmósfera como fuente inagotable de nitrógeno, constituyendo el 70% de ella.
Microorganismos conocidos como diazotróficos que realizan la fijación biológica de nitrógeno tanto en aerobios como en anaerobios.
La fijación del nitrógeno también puede ocurrir por procesos no biológicos, como la lización y la oxidación.
El proceso de harvard, utilizado industrialmente para la producción de fertilizantes químicos, requiere altas temperaturas y presiones.
La crisis de 1973 y su impacto en la producción de fertilizantes, llevando a un aumento en la investigación de alternativas.
Descubrimiento de bacterias asociadas con sorgo, maíz, arroz y caña de azúcar por Joana Do Berenguer, un avance en la agricultura sostenible.
El uso de fertilización biológica total y discriminada según los cultivos y su relación con los diazotróficos.
La enzima responsable de la fijación biológica del nitrógeno, la nitrogenasa, y su estructura similar en diversos microorganismos.
La necesidad de un flujo de electrones y energía en forma de ATP para la función de la enzima nitrogenasa.
El costo energético de la fijación del nitrógeno, con la consumo de 16 a 24 ATP por nitrógeno reducido.
La posibilidad de que los electrones para la fijación del nitrógeno procedan de fuentes orgánicas o inorgánicas.
La reducción del amoniaco y la producción de hidrógeno como parte del proceso de fijación del nitrógeno.
La diferencia en la capacidad de fijación del nitrógeno entre cepas que tienen una hidrógeno de absorción positiva y las que son negativas.
La medición de la actividad de la fixación del nitrógeno y su importancia en la producción agrícola.
El gasto adicional de ATP para la síntesis de la nitrogenada y la asimilación del amonio en el proceso de fijación del nitrógeno.
Transcripts
estudiaremos la aplicación biológica del
nitrógeno el conocimiento de este
proceso es uno de los mayores aportes a
la agricultura y al ambiente que ha
hecho la microbiología agrícola lo
deberemos tener en cuenta cuando
realicemos un cultivo de leguminosas un
abono verde la siembra de una pastura o
la implantación de especies arbóreas y
arbustivas
el ciclo del nitrógeno si la conocemos
se encuentra la fijación biológica de
nitrógeno que consiste en la reducción
del nitrógeno molecular amonio
la atmósfera es la fuente inagotable de
este elemento constituye el 70% de la
misma es decir que el nitrógeno del
suelo se origina en el aire lo llevan a
cabo este proceso microorganismos que
reciben el nombre de días o trozos de
días o nitrógeno y trozos nutrición y lo
producen tanto en aerobios is como en
anaerobios is
la fijación del nitrógeno se puede
realizar por otros procesos de forma no
biológica en la atmósfera poroso
lización del nitrógeno y el óxido
nítrico
por fotos y si el óxido nitroso o de
hidratación del dióxido de nitrógeno y
por oxidación del amoniaco y de manera
industrial por el proceso de harvard que
necesita entre 1000 grados y unos 200 a
300 atmósferas de presión para poder
romper el enlace triple covalente de la
molécula de nitrógeno que es muy estable
de esta manera se producen los
fertilizantes químicos con el
consecuente costo de fabricación y
energía tanto para elaborarlos
distribuirlos y aplicarlos a los
cultivos
la producción de fertilizantes en una
época en 1973 se frenó porque por una
guerra que había en un ambiente la
guerra de yom kipur los países árabes lo
exportaron más petróleo a países que
apoyaban israel como egipto y siria
entonces esto llevó
a un aumento de los fertilizantes por
ejemplo brasil apoyo a la investigación
de ingeniera agrónoma checoslovaca joana
do berenguer que descubrió a bacterias
en dos citas de aso tróficas asociadas
con sorgo maíz arroz y caña de azúcar
y de esta manera brasil triplicó la
producción de bioetanol sin
fertilizantes derivados del petróleo
bueno en este cuadro también vemos la
fertilización biológica total y
discriminada según los diferentes
cultivos relacionados con los días por
trozos
ya sea en simbiosis o que tenga
asociados a las plantas o de manera
libre en distintos ecosistemas
en este cuadrito figuran las cantidades
los kilos de nitrógeno picados por
hectárea y por año y algunos cultivos de
leguminosas familia con la que los días
otros tienen una relación sin bíblica
la enzima responsable de la fijación
biológica es la de otro gen anza que
tiene una estructura muy similar dentro
de la gran diversidad de microorganismos
que se emplean para reducir el nitrógeno
atmosférico amonio
es una enzima muy sencilla el oxígeno se
desnaturaliza frente al mismo y está
constituida por un componente de dos o
de nitrogenada reductasa o proteína con
hierro y el componente 1 o de nitrógeno
que es una proteína que tiene hierro y
molibdeno o si no existe este elemento
puede también tener vanadio fíjense que
también el proceso deja verbos se usan
catalizadores inorgánicos
la enzima para trabajar necesita un
flujo de electrones a través de las
cadenas transportadoras y energía en
forma de atp
esta figura observamos un esquema
tridimensional de la microfinanza
cuando el flujo de flor es un poco
elevado se reducen también los
electrones y se produce hidrógeno está
la ecuación global de la reacción donde
observamos el alto costo energético se
consumen entre 16 a 24 atp por nitrógeno
reducido y en teoría se emplean 22 moles
de glucosa por mol de nitrógeno fijados
en las relaciones simbióticas con días o
trozos más o menos entre el 7 al 22 por
ciento del fotos intacto he enviado a la
fijación del nitrógeno
los electrones pueden proceder de
fuentes orgánicas o inorgánicas los
portadores pueden ser ferré toxinas como
en este esquema esclavos proteínas como
en la imagen que veremos luego son
cedidos primero a la administró genera
reductasa y después a la de nitrógeno
que reduce al nitrógeno si los
microorganismos fotosintéticos los
electrones derivan de la clorofila
la microfinanza
puede usar otros sustratos como el
hidrógeno el microorganismo que tiene
una hidrógeno de absorción que se llama
h que reducidas e hidrógeno recuperando
la energía gastada las cepas que tienen
a ser positiva tienen mayor capacidad de
fijación que las ayudas negativas
también pueden reducir el acetileno de
etileno y de esta forma es como se mide
la actividad de la micro ordenanza
el corte de la fijación del oscar
nitrógeno se incluye además del costo de
atp la energía para sintetizar la
nitrogenada y la de los ven anza la
energía para asimilar el amonio que
comienza con la enzima glutamina
sintetasa con gasto de atp también
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