10. Krążenie azotu w morzu

Question 1

Jakie jest znaczenie azotu?

Answer 1

• wchodzi w skład białek, enzymów i kwasów nukleinowych
• jest podstawowym składnikiem pokarmowym roślin
• nadmierne stężenie przyczynia się do eutrofizacji
• niektóre nieorg. formy są toksyczne (NH₃)

Question 2

Opisz proces denitryfikacji:

Answer 2

• w tym procesie N z lądu i wody wraca do atmosfery
• zachodzi redukcja azotanów do wolnego azotu, uwalnianego do atmosfery
• produktami pośrednimi są azotyny, NO i N₂O
• prowadzą ją bakterie denitryfikacyjne w beztlenowej glebie i osadach
• używają NO₃ jako akceptora elektronów podczas respiracji

Question 3

Opisz proces nitryfikacji:

Answer 3

• Dwuetapowe utlenianie większości amoniaku powstającego w wyniku rozkładu szczątków organicznych
• Zachodzi w warunkach tlenowych
• W 1 etapie do azotynów (Nitrosomonas), w 2 do azotanów (Nitrobacter)
• Jest inhibitowana (hamowana) przez światło.

Question 4

Jakie są allochtoniczne źródła N w morzu?

Answer 4

• rzeki
• depozycja atmosferyczna (najmniej)
• wiązanie N₂ przez organizmy w wodach pow. (najwięcej)

Question 5

Autochtoniczne źródła N w morzu (dla wód powierzchniowych):

Answer 5

• mineralizacja materii organicznej
• mieszanie wód
• dyfuzja z głębszych warstw
• upwelling zasobnych w DIN wód głębinowych

Question 6

Gdzie jest więcej N, w wodzie czy atmosferze?

Answer 6

W atmosferze

Question 7

Jaka jest dominująca forma azotu w morzu?

Answer 7

N₂ (94%) ponieważ
- jest niereaktywny
- ma długi czas rezydencji

Z pozostałych form:
- 88% jonów azotanów
- 12% DON
- <0,3% reszta

Question 8

Jak fitoplankton wpływa na obieg azotu?

Answer 8

Asymiluje DIN:
- Amoniak
- Azotyny
- Azotany

Question 9

Który związek jest najszybciej asymilowany i dlaczego?

Answer 9

NH₃
- N w amoniaku jest na tym samym stopniu utlenienia co w białkach.
- Metabolizm amoniaku wymaga mniej energii.

Question 10

Gatunki używające NO₃^- jako źródła N mogą używać również czego? Z czym to się wiąże?

Answer 10

NO₂^-
- NO₂^- jest nietrwałe
- Stężenia NO₂^- jest o 1-2 rzędy niższe od NO₃^-
- Mają zatem dużo mniejsze znaczenie jako źródło azotu

Question 11

Kiedy występują zakwity glonów na średnich szerokościach geograficznych

Answer 11

• Duży zakwit wiosną
• Mały zakwit jesienią

Question 12

Opisz wiązanie azotu atmosferycznego

Answer 12

• Prowadzone przez fotosyntetyzujące cyjanobakterie i niektóre bakterie heterotroficzne
• Mało reaktywny azot rozpuszczony w wodzie morskiej włączny jest w cykl biogeochemiczny
• Zwiększa się w ten sposób zasobność N w środowisku morskim
  N₂ -> NH₃ -> Związki organiczne (aminokwasy i białka)

Question 13

Jak się nazywają bakterie uzyskujące energię z nitryfikacji?

Answer 13

Chemolitoautotrofy

Question 14

Jak się nazywa denitryfikacja w wyniku której azot nie jest wbudowywany w biomasę?

Answer 14

Denitryfikacja dysymilacyjna

Question 15

Czym jest Anammox +wzór

Answer 15

Konwersja NH₃ i azotynów do N₂ w warunkach beztlenowych. Przeprowadzana przez bakterie ściśle (obligatoryjne) beztlenowe.
NH₃⁺ + NO₂^- -> 2N₂ + 2H₂O

Question 16

Jakie są ścieżki przemian N syntetyzowanego przez fitoplankton:

Answer 16

1. Każda obumierająca komórka ulega rozkładowi i uwalnia DON, który jest następnie degradowany przez bakterie
2. Komórki są konsumowane przez pierwotniaki i zooplankton

Question 17

Scharakteryzuj remineralizację:

Answer 17

PON->DON->Amoniak->Azotyny->Azotany
Odbywa się w trzech etapach
- amonifikacja
- utlenianie amoniaku
- utlenianie azotynów

Question 18

Czym jest amonifikacja

Answer 18

Transformacja związków organicznych do amoniaku
- Zachodzi po obumarciu organizmów lub po SRANIU
- Przeprowadzają ją bakterie heterotroficzne
- Może zachodzić w warunkach zarówno tlenowych jak i beztlenowych
- Polega na rozerwaniu wiązań C-N i uwolnieniu NH₃, który po kontakcie z wodą przechodzi do NH₄⁺

Question 19

Jakie są etapy amonifikacji

Answer 19

1. Rozerwanie wiązania peptydowego między aminokwasami
2. Deaminacja
3. Powstawanie amoniaku

Question 20

Gdzie jest największe stężenie azotanów w wodach powierzchniowych.

Answer 20

W Morzu Południowym i w północnym Pacyfiku (mniej) (Morze Beringa i okolice)

Question 21

Gdzie jest największe stężenie azotanów w wodach głębiniowych.

Answer 21

Pacyfik i Morze Indyjskie (bez ich południowych cześci)

Question 22

Jak wygląda profil stężenia azotanów?

Answer 22

Obserwujemy szybki pionowy wzrost stężenia wraz z głębokością w górnych 500m (zwłaszcza w tropikach)
W wodach poniżej 1000m obserwujemy wzrost stężenia od Atlantyku do Pacyfiku
(Im głębiej tym więcej)

Question 23

Jak się zmienia stężenie azotu wraz z głębokością

Answer 23

NO₃^-
- mniejsze stężenie w warstwie podpowierzchniowej (asymilacji)
- wzrost stężenia wraz z głębokością (sedymentacja i rozkład mat.org.)
NO₂^- i NH₄⁺
- max stężenia na ok. 50-80m i szybki spadek poniżej (nietrwałe związki)