Questão 122 — ENEM 2020 Digital

📋 Ficha da questão

• Matéria: Biologia → Ciclos biogeoquímicos → fixação biológica de nitrogênio
• Habilidade: H14 — identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos
• Nível: Fácil — se você souber o que a palavra "fixação" nomeia dentro do ciclo do nitrogênio, a questão se resolve em uma linha
• Gabarito: revelado no Passo 4

🔎 Passo 1 — Leitura estratégica do comando

• O comando, em uma linha: qual transformação química corresponde à fixação biológica de nitrogênio.
• Palavras-chave decisivas: fixação biológica de nitrogênio, realizado por bactérias.
• A armadilha: confundir fixação com nitrificação. As cinco alternativas trazem etapas verdadeiras do ciclo do nitrogênio — nenhuma delas é uma reação inventada. O item não testa se você conhece o ciclo; testa se você sabe qual etapa recebe o nome de fixação.
• O que a resposta precisa mostrar: que você associa cada nome do ciclo à sua transformação química específica, com as fórmulas certas.

📚 Passo 2 — Revisão do conteúdo

• Fixação biológica de nitrogênio: conversão do gás nitrogênio atmosférico, N₂, em NH₃ (amônia), feita por bactérias que possuem a enzima nitrogenase — os rizóbios das leguminosas, as cianobactérias, o gênero Azotobacter. É a única etapa do ciclo que tira nitrogênio do ar e o coloca em forma aproveitável pelos seres vivos.
• Por que o N₂ precisa ser fixado: a molécula N≡N tem uma ligação tripla de altíssima energia. Plantas e animais não conseguem rompê-la; só a nitrogenase bacteriana faz isso em temperatura ambiente. Por isso o nitrogênio é abundante no ar (cerca de 78% da atmosfera) e ainda assim é fator limitante na agricultura.
• Amonificação: decomposição de matéria orgânica morta e de excretas, devolvendo nitrogênio ao solo na forma de amônia ou de íon amônio. Parte de restos orgânicos, não do gás atmosférico.
• Nitrificação: oxidação em duas etapas, feita por bactérias diferentes. Primeiro a nitrosação, NH₄⁺ → NO₂⁻, por bactérias do gênero Nitrosomonas; depois a nitratação, NO₂⁻ → NO₃⁻, por Nitrobacter. O nitrato é a forma que a maioria das plantas absorve pelas raízes.
• Desnitrificação: NO₃⁻ → N₂, feita por bactérias anaeróbias. Fecha o ciclo devolvendo nitrogênio à atmosfera. É o caminho inverso da fixação — e é justamente por ser o inverso que funciona tão bem como distrator.
• Rotação de culturas: por que o assunto entra num texto sobre plantio direto. Alternar leguminosas com gramíneas aproveita as bactérias fixadoras dos nódulos das raízes das leguminosas, enriquecendo o solo em nitrogênio sem adubo industrial.

🧭 Passo 3 — Decodificação do enunciado

• Evidência 1: "o processo de fixação biológica de nitrogênio" → o nome da etapa está escrito por extenso. A questão não pede dedução, pede definição.
• Evidência 2: "realizado por bactérias" → confirma que se trata de processo biológico, e não da fixação industrial pelo processo Haber-Bosch, que também produz amônia mas por via química.
• Evidência 3: "o aumento da diversidade biológica do solo contribui para a estabilidade da produção agrícola" → o benefício agronômico vem de trazer nitrogênio novo ao sistema. Só a fixação faz isso; as demais etapas apenas reciclam o nitrogênio que já está no solo.
• Síntese: a transformação procurada tem de começar no nitrogênio atmosférico. Isso descarta, de saída, qualquer alternativa cujo reagente seja um íon dissolvido no solo.

🧠 Passo 4 — Resolução passo a passo

4.1 — Traduzir o nome para a equação

"Fixar" significa retirar da atmosfera e prender em uma forma combinada. O nitrogênio atmosférico é o gás N₂; a forma combinada produzida pela nitrogenase é a amônia, NH₃. A transformação é, portanto:

• N₂ → NH₃

Em forma balanceada, com a redução do nitrogênio pela nitrogenase:

• N₂ + 8 H⁺ + 8 e⁻ → 2 NH₃ + H₂

Nem o balanceamento nem a enzima são cobrados aqui. O que importa é o par reagente-produto.

4.2 — Localizar cada alternativa no ciclo

Vale mapear as cinco antes de decidir, porque todas são reações reais:

• N₂ → NH₃ — fixação
• NO₃⁻ → N₂ — desnitrificação
• NH₃ → NH₄⁺ — apenas a ionização da amônia em meio aquoso, um equilíbrio ácido-base
• NO₂⁻ → NO₃⁻ — nitratação, segunda etapa da nitrificação
• NH₄⁺ → NO₂⁻ — nitrosação, primeira etapa da nitrificação

4.3 — Verificação

Só uma das cinco parte do N₂ atmosférico, e é a única que introduz nitrogênio novo no sistema — o que explica o ganho agrícola descrito no texto. As outras quatro movimentam nitrogênio que já estava no solo, ou o devolvem ao ar. Gabarito: A.

✅❌ Passo 5 — Análise das alternativas

✅ (A) N₂ em NH₃ — É a definição de fixação biológica de nitrogênio. Bactérias com nitrogenase rompem a ligação tripla do N₂ atmosférico e reduzem o nitrogênio a amônia, forma que as plantas conseguem incorporar. É a única etapa do ciclo que traz nitrogênio de fora para dentro do solo, e por isso é a que sustenta o ganho agronômico da rotação de culturas citado no texto.

❌ (B) NO₃⁻ em N₂ — Descreve a desnitrificação, executada por bactérias anaeróbias. É exatamente o processo oposto ao pedido: em vez de capturar nitrogênio do ar, devolve nitrogênio ao ar e empobrece o solo. Marcar esta alternativa é acertar o ciclo e inverter o sentido da seta.

❌ (C) NH₃ em NH₄⁺ — Não é sequer uma etapa metabólica: é a amônia recebendo um próton em meio aquoso, um equilíbrio ácido-base que ocorre espontaneamente, sem bactéria nenhuma. Além disso, o nitrogênio já estava fixado antes e continua fixado depois; nada foi retirado da atmosfera.

❌ (D) NO₂⁻ em NO₃⁻ — É a nitratação, segunda etapa da nitrificação, feita por bactérias do gênero Nitrobacter. Produz o nitrato que as raízes absorvem, e é biologicamente importante, mas trabalha sobre nitrogênio que já foi fixado. Trata-se de reciclagem interna do solo, não de entrada de nitrogênio novo.

❌ (E) NH₄⁺ em NO₂⁻ — É a nitrosação, primeira etapa da nitrificação, feita por bactérias do gênero Nitrosomonas. Mesmo problema da anterior: parte de um íon já presente no solo. O erro típico aqui é associar "bactéria do solo que transforma nitrogênio" automaticamente a fixação, quando a maior parte das bactérias do ciclo faz nitrificação.

Gabarito: A — fixação biológica é, por definição, a conversão do N₂ atmosférico em NH₃ pela nitrogenase bacteriana, e é a única transformação da lista que introduz nitrogênio novo no sistema.

🏁 Passo 6 — Generalização e dica de prova

• Por que só A se sustenta: as outras quatro são etapas verdadeiras do ciclo, mas nenhuma parte do nitrogênio atmosférico. A pergunta é sobre fixação, e fixação começa no ar.
• Como o ENEM cobra isso: o ciclo do nitrogênio quase sempre chega embrulhado em contexto agrícola — plantio direto, rotação de culturas, adubação verde, redução de fertilizante. O contexto muda, a pergunta é sempre em que etapa do ciclo o processo descrito se encaixa.
• A regra geral: guarde a sequência completa em ordem, N₂ → NH₃ → NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻, e o retorno NO₃⁻ → N₂. Com essa linha na cabeça, basta localizar o nome citado no enunciado e ler o par correspondente.
• Eliminação em 30 segundos: procure a única alternativa em que N₂ aparece do lado esquerdo da seta. Fixação captura o gás; desnitrificação o produz. Uma olhada no lado da seta resolve.
• Temas que costumam vir junto: simbiose entre rizóbios e leguminosas, adubação nitrogenada e eutrofização, decomposição e amonificação, e a comparação entre fixação biológica e o processo industrial Haber-Bosch.