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Ciclo del nitrógeno: fijación, nitrificación, amonificación y desnitrificación

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Respuesta rápida

El N2 atmosférico se fija como NH4+; la amonificación libera NH4+ de la materia orgánica; la nitrificación lo convierte en NO3-; las plantas lo asimilan y las bacterias desnitrificantes lo devuelven como N2 al aire.

📚 theory biologia ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 211

Colección Ximhai. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 1° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un elemento esencial para los seres vivos porque forma parte de las proteínas y de los ácidos nucleicos. Aunque el N2 abunda en la atmósfera (cerca del 78 % del aire), la mayoría de los organismos no puede usarlo directamente; por eso el ciclo del nitrógeno incluye transformaciones realizadas por bacterias.

Etapas del ciclo

Fijación del nitrógeno. Las bacterias fijadoras de nitrógeno (por ejemplo, las del género Rhizobium que viven en las raíces de las leguminosas) convierten el N2 atmosférico en amoniaco (NH3) o en ion amonio (NH4+), formas que las plantas sí pueden absorber.
Amonificación. Cuando los organismos mueren o eliminan desechos, las bacterias y hongos descomponedores degradan la materia orgánica y liberan el nitrógeno en forma de NH4+ al suelo.
Nitrificación. Otras bacterias del suelo, llamadas nitrificantes, oxidan el NH4+ y lo transforman primero en nitrito (NO2-) y luego en nitrato (NO3-). El nitrato es la forma de nitrógeno que las plantas absorben con mayor facilidad a través de sus raíces.
Asimilación. Las plantas incorporan el NH4+ y el NO3- y los usan para fabricar proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen ese nitrógeno al alimentarse de las plantas o de otros animales.
Desnitrificación. Las bacterias desnitrificantes devuelven el nitrógeno a la atmósfera: transforman el NH4+ y el NO3- en amoniaco (NH3) y finalmente en N2 gaseoso, que regresa al aire y cierra el ciclo.

Comparación con el ciclo del carbono

En el ciclo del carbono, el CO2 atmosférico es fijado por la fotosíntesis y regresa al aire mediante la respiración y la combustión. En el ciclo del nitrógeno, el N2 atmosférico es fijado por bacterias y regresa al aire por desnitrificación. Ambos ciclos muestran que la materia que forma a los seres vivos es la misma que circula en el ambiente y se reutiliza continuamente.

Respuesta orientativa: El ciclo del nitrógeno es un ciclo biogeoquímico en el que bacterias fijadoras, nitrificantes, amonificantes y desnitrificantes transforman el nitrógeno entre el aire, el suelo y los seres vivos, garantizando que este elemento esté disponible para los organismos y regrese a la atmósfera.

Contenido de la página

Una parte del NH4+ derivado de la descomposición se convierte en NO3- mediante el proceso de nitrificación.

Mediante la desnitrificación, algunos grupos de bacterias transforman el NH4+ en una molécula neutra, el amoniaco (NH3) y posteriormente a N2, el cual regresará a la atmósfera.

En el ciclo del nitrógeno, al igual que en el del carbono, se desechan y reúsan los elementos conforme los organismos los necesitan.

Los ciclos del carbono y del nitrógeno son evidencia de que la materia que forma parte de los seres vivos es la misma que en algún momento se encuentra en el medio ambiente y se vuelve a utilizar.

Diagrama del ciclo del nitrógeno

N2 (atmósfera) → Fijación de nitrógeno (con precipitación) → NH4+ en el suelo.
Residuos orgánicos (hojarasca, estiércol, organismos muertos) → Amonificación → NH4+.
NH4+ → Nitrificación (bacterias nitrificantes) → NO3-.
NH4+ y NO3- → Es absorbido por las raíces de las plantas.
NO3- → Desnitrificación (bacterias desnitrificantes) → N2 → regresa a la atmósfera.

Ejemplos resueltos

Explica qué ocurre con el NH4+ que se produce durante la descomposición de la materia orgánica.

Los descomponedores liberan NH4+ al suelo (amonificación).
Parte del NH4+ es absorbido directamente por las raíces de las plantas.
Otra parte es oxidada por bacterias nitrificantes y se convierte en NO3- (nitrificación).
El NO3- también es absorbido por las raíces o transformado por bacterias desnitrificantes en N2, que regresa a la atmósfera.

Respuesta: El NH4+ se convierte en NO3- por nitrificación, es absorbido por las raíces o se transforma en N2 por desnitrificación.

Tabla

Etapa	Organismos responsables	Transformación
Fijación	Bacterias fijadoras de nitrógeno	N2 → NH4+
Amonificación	Bacterias y hongos descomponedores	Materia orgánica → NH4+
Nitrificación	Bacterias nitrificantes	NH4+ → NO3-
Asimilación	Plantas (raíces)	NH4+ y NO3- → proteínas y ácidos nucleicos
Desnitrificación	Bacterias desnitrificantes	NO3- → NH3 → N2

Diagrama

flowchart TD
    A[N2 atmosférico] -->|Fijación de nitrógeno| B[NH4+ en el suelo]
    C[Residuos orgánicos] -->|Amonificación| B
    B -->|Nitrificación| D[NO3-]
    B -->|Absorción por raíces| E[Plantas]
    D -->|Absorción por raíces| E
    E -->|Consumo| F[Animales]
    F -->|Excreción y muerte| C
    D -->|Desnitrificación| A

Fórmulas y ecuaciones

$\text{Fijación: }$ $\mathrm{N_2 \rightarrow NH_4^+}$

$\text{Nitrificación: }$ $\mathrm{NH_4^+ \rightarrow NO_3^-}$

$\text{Desnitrificación: }$ $\mathrm{NO_3^- \rightarrow N_2}$

$\mathrm{N_2 \rightarrow NH_3 \rightarrow NH_4^+}$

$\mathrm{NH_4^+ \rightarrow NO_2^- \rightarrow NO_3^-}$

$\mathrm{NO_3^- \rightarrow NH_3 \rightarrow N_2}$

Glosario (6)

Fijación de nitrógeno: Proceso por el cual bacterias fijadoras convierten el N2 atmosférico en amoniaco (NH3) o ion amonio (NH4+), formas utilizables por las plantas.
Amonificación: Descomposición de la materia orgánica por bacterias y hongos, que libera ion amonio (NH4+) al suelo.
Nitrificación: Oxidación del NH4+ a nitrito (NO2-) y luego a nitrato (NO3-) realizada por bacterias nitrificantes del suelo.
Desnitrificación: Transformación del NH4+ y del NO3- en amoniaco (NH3) y finalmente en N2 gaseoso, que regresa a la atmósfera.
Asimilación: Incorporación del nitrógeno inorgánico (NH4+ o NO3-) por las raíces de las plantas para formar proteínas y ácidos nucleicos.
Ciclo biogeoquímico: Circulación de un elemento químico entre los seres vivos y los componentes físicos del ambiente (aire, agua, suelo).

Preguntas para practicar

¿Por qué se afirma que los ciclos del carbono y del nitrógeno son evidencia del reciclaje de la materia?

Porque los átomos de carbono y de nitrógeno que forman parte de los seres vivos provienen del ambiente (aire, suelo, agua) y, al morir o excretar, regresan a él para ser reutilizados por otros organismos. Esto demuestra que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma y circula continuamente en los ecosistemas.

¿Qué función cumplen las bacterias desnitrificantes en el ciclo del nitrógeno?

Las bacterias desnitrificantes cierran el ciclo al transformar el NH4+ y el NO3- del suelo en amoniaco (NH3) y finalmente en N2 gaseoso, que regresa a la atmósfera. Sin ellas, el nitrógeno quedaría acumulado en el suelo y no volvería a estar disponible para reiniciar el ciclo.

Temas y conceptos clave

Ciclo del nitrógenoFijación de nitrógenoAmonificaciónNitrificaciónDesnitrificaciónCiclo del carbonoReciclaje de la materiaN2 atmosféricoNH4+ (ion amonio)NO3- (nitrato)NH3 (amoniaco)Bacterias fijadoras de nitrógenoBacterias nitrificantesBacterias desnitrificantesResiduos orgánicosAsimilación por las raíces

Fuentes y referencias

Colección Ximhai. Saberes y pensamiento científico, 1° de secundaria, SEP, 2025-2026.

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Figuras de la página (1)

Infografía circular del ciclo del nitrógeno. En el centro hay un ecosistema con vacas pastando, un árbol y residuos orgánicos sobre el suelo. Alrededor, flechas rojas y azules muestran las etapas: Fijación de nitrógeno (con nubes y precipitación) hacia N2; Amonificación hacia NH4+; Nitrificación hacia NO3-; Desnitrificación de regreso a N2. Se ilustran bacterias fijadoras de nitrógeno (nódulos rosados), bacterias nitrificantes (colonias rojas) y bacterias desnitrificantes (bacilos con flagelos). Una flecha amarilla indica que el NH4+ y el NO3- son absorbidos por las raíces. — Figura 1 image

Preguntas que la gente también hace

¿Qué bacterias participan en el ciclo del nitrógeno y qué hace cada una?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué las plantas no pueden usar directamente el nitrógeno del aire?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cuál es la diferencia entre el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Ciclo del carbono
• Fotosíntesis y respiración celular
• Niveles de organización ecológica
• Reinos de los seres vivos, especialmente bacterias

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Ciclo del fósforo y su relación con los ecosistemas acuáticos

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 717 caracteres

Unapartedel $\mathrm{NH_4^+}$ derivado de la descomposición se convierte en $\mathrm{NO_{3}^{-}}$ mediante el proceso de nitrificación.

cid Mediante la desnitrificación, algunos grupos de bacterias transforman el $\mathrm{NH_4^+}$ en una molecula neutra, el amoniaco (NH3) y posteriormente a $N_2,$ , el cual regresará a la atmósfera.

En el ciclo del nitrógeno, al igual que en el del carbono, se desechan y reúsan los elementos conforme los organismos los necesitan.

Los ciclos del carbono y del nitrógeno son evidencia de que la materia que forma parte de los seres vivos es la misma que en algún momento se encuentra en el medio ambiente y se vuelve a utilizar.

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