N kreislauf

Question 1

Whats the problem with N2?

Answer 1

N2 ist sehr reaktionsträge, die Dreifachbindung kann nur unter hohem Energieaufwand aufgebrochen werden –> kann weder von Pflanzen, noch von Tieren direkt für die Biosynthese genutzt werden

Question 2

who can use N2?

Answer 2

Nur spezielle Bakterien (insbesondere Cyanobakterien, Knöllchenbakterien, und – durch Symbiose mit derartigen Bakterien an bzw. in ihren Wurzeln – auch einige wenige Pflanzen können N2-Stickstoff nutzen

Question 3

Drei Gruppen Bakterien sind zur Stickstofffixierung in der Lage:

Answer 3

• Blaugrüne Bakterien (Cyanobakterien),
• Bakterien der Gattung Frankia
• Andere Bakterien verschiedener Gattungen wie beispielsweise die Knöllchenbakterien
  Sie leben oft in Symbiose mit Pflanzen.

Question 4

Nitrifikation:

Answer 4

= bakterielle Oxidation von Ammoniak (NH3) bzw. Ammoniumionen (NH4+) zu Nitrat (NO3−)
Besteht aus zwei gekoppelten Teilprozessen:
1. Ammoniak wird zu Nitrit oxidiert
2. Nitrit wird zu Nitrat oxidiert
- Teilprozesse liefern für beteiligte Organismen ausreichend Energie für Lebensvorgänge (z.B. Wachstum)
- überführt durch Destroenten das durch abgestorbene Biomasse freigesetzte Ammoniak wieder in Nitrat, so entsteht für Pflanzen stickstoffhaltiger Mineralnährstoff
- 2 Gruppen der Nitrifizierer: 1. Nitroso-… für die am ersten Prozess beteiligten Organismen 2. Nitro-… für die am zweiten Teilprozess beteiligten Organismen
NH3 -> (NO2)- -> (NO3)-
Pflanzen können Ammonium (NH4+) assimilieren, bevorzugen aber größtenteils Nitrat(NO3−), wobei der Boden nicht angesäuert wird.

Question 5

Stickstoffassimilation:

Answer 5

Die anorganischen Stickstoffverbindungen Ammonium und Nitrat werden von Pflanzen und Mikroorganismen aufgenommen und zum Aufbau von stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, z.B. Proteinen und Nukleinsäuren, verwendet.

Question 6

Ammonifikation:

Answer 6

= Der Stickstoff wird aus stickstoffhaltigen, organischen Stoffen durch mikrobielle Prozesse in Form von Ammoniak (NH3) freigesetzt
- Diese enthält u. a. Stickstoff, dieser wird durch Destruenten als Ammoniak freigesetzt –> neue anorganische, von autotrophen Organismen (Pflanzen u. a.) verwertbarer Mineralstoffe

Question 7

Nitratreduktion zu Nitrit

Answer 7

• Unter anoxischen Bedingungen können bestimmte Bakterien Nitrat als Oxidationsmittel statt Sauerstoff (O2) für die Oxidation von organischen Stoffen oder elementarem Wasserstoff (H2) als Energie-liefernde Reaktion nutzen
• Nitrat wird dabei zu Nitrit (NO2−) reduziert

Question 8

Denitrifikation:

Answer 8

= Umwandlung des im Nitrat (NO3−) gebundenen Stickstoffs zu molekularem Stickstoff (N2) und Stickoxiden, durch bestimmte heterotrophe und einige autotrophe Bakterien (Dentrifikanten)

• Der Vorgang dient den Bakterien zur Energiegewinnung
• Der Vorgang ist eine Möglichkeit des Energiestoffwechsels (oxidativer Energiestoffwechsel)
• Nitrat und Nitrit werden über Zwischenstufen zu N2 reduziert
• Aus Nitrat wird also durch diesen bakteriellen Prozess N2 gebildet, der zum großen Teil in die Atmosphäre entweicht