Questão 114 — ENEM 2024 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Biologia → Ciclo do Nitrogênio, microbiota do solo e simbiose em leguminosas
• ⚡ Nível: Médio — exige relacionar um dado experimental (solo esterilizado) a um conceito específico de fisiologia vegetal e ecologia microbiana, e não apenas decorar fórmulas
• 🎯 Tema/Habilidade: Fixação biológica de nitrogênio via simbiose Rhizobium-leguminosas; competência de interpretar resultados experimentais à luz de processos biológicos
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "O que a esterilização do solo tirou das ervilhas, causando prejuízo no crescimento delas?"
• Palavras-chave decisivas: solo esterilizado por calor, ervilhas, desenvolvimento inferior
• Armadilha típica: olhar para a lista de nutrientes citada no enunciado (nitrogênio orgânico, fosfato, cálcio, potássio) e escolher um mineral qualquer, ignorando que o calor não destrói minerais — ele destrói organismos vivos
• O que a resposta precisa demonstrar: entendimento de que a esterilização elimina micro-organismos do solo, e que entre os nutrientes citados o único que depende diretamente de atividade biológica (não mineral) para ficar disponível às plantas é o nitrogênio

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Esterilização por calor: processo físico que mata bactérias, fungos e demais micro-organismos do solo, mas não altera a composição química de minerais como fosfato, cálcio e potássio, que continuam presentes e disponíveis na forma iônica
• Fixação biológica de nitrogênio: o N₂ atmosférico é inerte e não pode ser absorvido diretamente pelas raízes; bactérias diazotróficas, como as do gênero Rhizobium, convertem N₂ em amônia (NH₃) e depois em compostos nitrogenados assimiláveis (NH₄⁺, NO₃⁻)
• Simbiose leguminosa-Rhizobium: ervilhas (Fabaceae/leguminosas) formam nódulos radiculares onde hospedam Rhizobium; a planta fornece açúcares (fotossintatos) e a bactéria fornece nitrogênio fixado — é uma relação mutualística obrigatória para o desempenho ideal dessas plantas
• Distinção mineral x biológico: nutrientes minerais (fosfato, cálcio, potássio) vêm da rocha-mãe e da matéria orgânica em decomposição, sendo disponibilizados por intemperismo e trocas iônicas no solo — processos que não dependem de organismos vivos específicos para existir, apenas para reciclagem

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "solo rico em nutrientes e minerais (nitrogênio orgânico, fosfato, cálcio, potássio)" → antes da esterilização, todos esses elementos estavam presentes em quantidade suficiente — a deficiência observada não é por ausência inicial de nutrientes
• Evidência 2: "em um lote, o solo foi esterilizado por calor; em outro, não" → a única variável manipulada é a presença ou ausência de organismos vivos do solo; a composição mineral permanece praticamente a mesma
• Evidência 3: "as plantas cultivadas em solo esterilizado tiveram um desenvolvimento inferior" → o prejuízo só pode ser atribuído a algo que o calor eliminou, ou seja, a comunidade microbiana
• Síntese: o fator que faltou às ervilhas não foi um mineral (esses continuam lá, intactos pelo calor), mas a atividade das bactérias simbiontes responsáveis por converter nitrogênio atmosférico em forma assimilável — a fixação biológica de nitrogênio foi interrompida.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o que o calor realmente elimina

A esterilização por calor tem efeito seletivo: mata células vivas (bactérias, fungos, protozoários), mas não elimina íons minerais como Ca²⁺, K⁺ e PO₄³⁻, componentes inorgânicos estáveis. Cálcio, potássio e fosfato continuam fisicamente disponíveis no solo esterilizado, na mesma quantidade de antes — logo, B, C e D já podem ser descartadas, pois nenhuma delas é afetada pelo calor de forma direta.

Subpasso 4.2 — Relacionar o organismo estudado (ervilha) ao nutriente crítico

A ervilha (Pisum sativum) é uma leguminosa que estabelece simbiose mutualística com bactérias do gênero Rhizobium. Essas bactérias vivem em nódulos nas raízes e realizam a fixação biológica do nitrogênio: convertem o N₂ gasoso do ar (inutilizável pela planta) em amônia e depois em íons nitrogenados (NH₄⁺, NO₃⁻) usados para sintetizar aminoácidos, proteínas e clorofila. Sem essa bactéria viva, a planta perde sua principal via de obtenção de nitrogênio assimilável — o "nitrogênio orgânico" do solo também depende de decomposição microbiana (mineralização) para virar forma absorvível, processo igualmente interrompido pela esterilização.

Subpasso 4.3 — Verificação

Ao esterilizar o solo, mata-se o Rhizobium e demais decompositores; sem eles, não há fixação nem mineralização de nitrogênio, e a planta fica limitada nesse nutriente específico, mesmo com acesso normal a água, cálcio, fosfato e potássio. Isso é compatível com o "desenvolvimento inferior": nitrogênio é o macronutriente mais associado a crescimento vegetativo, e sua escassez causa clorose e crescimento reduzido. A resposta converge para o nitrogênio.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) água.

❌ Incorreta: a esterilização por calor não retira água do solo de forma permanente — mesmo que haja evaporação momentânea durante o processo, a rega subsequente em "condições ideais de umidade" (informação dada no enunciado) garante reposição total de água para ambos os lotes. A disponibilidade hídrica não é o fator diferencial entre os grupos.

B) cálcio.

❌ Incorreta: o cálcio é um íon mineral (Ca²⁺) que não é metabolizado nem "produzido" por micro-organismos do solo de forma essencial — ele já está disponível na matriz mineral e não é destruído nem inativado pelo calor da esterilização.

C) fosfato.

❌ Incorreta: embora alguns fungos micorrízicos ajudem na absorção de fósforo, o fosfato em si é um ânion mineral (PO₄³⁻) preexistente no solo, proveniente de rochas e matéria orgânica; sua disponibilidade química não depende de fixação biológica como o nitrogênio atmosférico depende, e o calor não o elimina.

D) potássio.

❌ Incorreta: o potássio (K⁺) é um cátion mineral amplamente disponível na solução do solo, obtido por intemperismo de rochas; não existe processo biológico exclusivo (como uma "fixação de potássio") que dependa de bactérias específicas e que seria interrompido pela esterilização.

E) nitrogênio.

✅ Correta: o nitrogênio atmosférico (N₂) só se torna utilizável pelas plantas leguminosas através da fixação biológica realizada pelas bactérias simbiontes Rhizobium, hospedadas em nódulos radiculares. A esterilização por calor eliminou essas bactérias (e os decompositores que mineralizam nitrogênio orgânico), cortando a principal via de suprimento nitrogenado da ervilha — daí o desenvolvimento inferior observado.

🏆 Gabarito: E — a esterilização eliminou os micro-organismos do solo, entre eles o Rhizobium, simbionte essencial das leguminosas para a fixação biológica de nitrogênio; sem ele, a disponibilidade de nitrogênio assimilável despencou, prejudicando o crescimento das ervilhas, enquanto os minerais (água, cálcio, fosfato, potássio) permaneceram inalterados pelo calor.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente o nitrogênio depende de um processo biológico (fixação por bactérias) para se tornar disponível às leguminosas; todos os demais itens listados são minerais inertes ao calor, o que torna a letra E a única resposta compatível com o experimento descrito.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorrentemente explora a simbiose leguminosa-Rhizobium como exemplo de mutualismo com aplicação agrícola (adubação verde, rotação de culturas, redução do uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos), muitas vezes em contexto de experimento controlado como este.
• Generalização: sempre que uma questão envolver "solo esterilizado" e prejuízo em leguminosas, associe imediatamente à perda de bactérias fixadoras de nitrogênio — é um padrão de raciocínio transferível para qualquer questão sobre ciclo do nitrogênio ou simbioses do solo.
• Dica de eliminação rápida: pergunte-se "o calor destrói minerais ou organismos vivos?" — como minerais (Ca, K, PO₄) não são destruídos por esterilização, essas três alternativas caem juntas em segundos, sobrando apenas água e nitrogênio para análise mais fina; e como a água foi controlada pelo enunciado ("condições ideais de umidade"), resta apenas o nitrogênio.
• Conexões: ciclo do nitrogênio e adubação verde; relações ecológicas de mutualismo (líquens, micorrizas, bactérias fixadoras).