Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Stickstoffkreislauf

Hallo, ich bin Julia und möchte euch heute den Stickstoffkreislauf erklären. Du solltest bereits wissen, was eine Oxidation und eine Reduktion ist. Und es ist gut, wenn du mit dem Begriff Symbiose etwas anfangen kannst.

Stickstoff ist für alle Lebewesen essenziell. Er ist Bestandteil von Aminosäuren, Nukleinsäuren, Enzymen und Hormonen. Die Atmosphäre besteht zu 78% aus Stickstoff. Dieser Stickstoff ist jedoch nur für die wenigsten Lebewesen direkt zugänglich, da je 2 Stickstoffatome durch eine sehr energiereiche Dreifachbindung gebunden sind. Nur Prokaryonten wie z.B. Cyanobacterium oder Rhizobium können Luftstickstoff zu Ammoniak reduzieren. Dazu nutzen sie das Enzym Nitrogenase. Dabei reagieren ein Mol N2 mit 2 Elektronen und 6 Protonen zu 2 Mol Ammoniak. Dadurch erniedrigt sich die Oxidationszahl des Stickstoffs von 0 auf -3. Für die Reduktion von einem Gramm Luftstickstoff ist etwa die Energie von 2 Gramm Zucker notwendig, ungefähr 33 Kilojoule.

Auch durch Düngemittel und Abwässer gelangen Stickstoffverbindungen ins Ökosystem, die für Pflanzen und Tiere nutzbar sind. Bei Gewittern entstehen ebenfalls stickstoffhaltige Verbindungen, wenn durch Blitze N2 und Sauerstoff zu Stickstoffoxiden verschmelzen.

Zurück zu den Bakterien. Ist der Luftstickstoff in Form von Ammoniak fixiert worden, wird er durch Nitritbakterien zu Nitrit oxidiert. Dabei werden 2 Mol Ammoniak und 4 Mol Sauerstoff in 2 Mol Nitrit, 2 Protonen und 2 Mol Wasser umgewandelt. Nitritbakterien sind z. B. Nitrosomonas oder Nitrosococos. Sie leben in Böden und Gewässern. Anschließend wird Nitrit von Nitratbakterien wie z. B. Nitrobacter in Nitrat umgewandelt. So entstehen aus 2 Mol Nitrit und 1 Mol Sauerstoff 2 Mol Nitrat. Den Prozess der Umwandlung von Ammoniak in Nitrat bezeichnet man als Nitrifikation. Nitrat ist die Hauptstickstoffquelle für Pflanzen, mit Ausnahme der Leguminosen. Leguminosen leben mit Knöllchenbakterien, Bakterien der Gattung Rhizobium, in Symbiose.

Die Rhizobium-Leguminosen-Symbiose. Pflanzen der Familie der Leguminosen locken die Rhizobien an und umschließen sie mit ihren Wurzelhaaren. Die Bakterien dringen in die Wurzeln ein, bleiben aber stets von einer Membran umschlossen. Die Wurzelzellen teilen sich besonders häufig, wenn sie die Präsenz der Bakterien spüren. So entstehen die charakteristischen Knöllchen. Rhizobien beginnen nun dank ihrer Nitrogenase Stickstoff zu fixieren. Es entsteht Ammoniak, der teilweise an die Pflanzen weitergeleitet wird. Dafür erhalten die Bakterien von der Pflanze Zucker. Über die Pflanzen gelangen die Stickstoffe in herbivore Tiere, sogenannte Konsumenten 1. Ordnung. Diese werden von Konsumenten 2. Ordnung gefressen. Über Exkremente und Kadaver gelangen die Stickstoffverbindungen zurück in den Boden. Dort werden sie von Destruenten, wie Pilzen und Bakterien, hydrolisiert. Es entsteht erneut Stickstoff. Einige Bakterien gewinnen Energie aus Nitrit und Nitrat, das sie im Boden vorfinden. Dabei entsteht N2, das wieder an die Atmosphäre abgegeben wird. Dies bezeichnet man als Denitrifikation. Der Stickstoffkreislauf ist geschlossen.

Zusammenfassung: Stickstoff liegt in der Atmosphäre gasförmig vor und kann in dieser Form nur von Bakterien wie Rhizobium genutzt werden. Es entsteht Ammoniak, Ammoniak wird zuerst in Nitrit und dann in Nitrat umgewandelt. Das ist Nitrifikation. Nitrat und Ammoniak werden von den Pflanzen aufgenommen und in Aminosäuren, Nukleinsäuren und vieles mehr umgewandelt. Pflanzen dienen als Stickstoffquelle für Konsumenten 1. Ordnung. Diese werden wiederum von Konsumenten 2. Ordnung gefressen. Durch Exkremente und abgestorbene Tier- und Pflanzenreste gelangt der Stickstoff zurück in den Boden. Dort wird er von Bakterien in Ammoniak umgewandelt und teilweise als N2 wieder an die Atmosphäre abgegeben.

Ich hoffe, ihr habt alles gut verstanden und hattet Spaß diesen Film zu schauen. Tschüss.

Informationen zum Video
11 Kommentare
  1. Default

    Stickstoff wird von Algen oder autotrophen Bakterien als AMONIUM oder Nitrat aufgenommen. Das fehlt hier in diesem video!

    Von Combat1988112, vor mehr als einem Jahr
  2. Marcel

    Hallo :)

    Bitte stell deine Frage nochmal etwas genauer, dann helfe ich dir gerne weiter :)

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  3. Default

    Was ist denn mit Ammonium?

    Von Maikwiegand, vor fast 2 Jahren
  4. Default

    Hallo,
    es ist zwar keine direkte frage zum Video, aber vllt hat einer von euch ja eine Antwort darauf;):
    Ich würde gerne wissen, bei welcher Menge der durchschnittliche Nitrat- und Nitritwert in einem eutrophen See liegt?
    Danke:)

    Von Jami Honermeier, vor mehr als 2 Jahren
  5. Marcel

    Hallo :)
    deine Frage geht sehr ins Detail und spricht ganz komplexe Stoffwechselprozesse an die auch immer noch im Fokus der Forschung stehen. Ich versuche es mal vereinfacht darzustellen. Das Bakterium besitzt die nötigen Enzyme zur Stickstofffixierung, aber nur in Kombination mit dem Stoffwechsel der Pflanze gelingt eine effektive Stickstofffixierung zu NH3 da die Pflanze dem Bakterium die nötigen Ressourcen liefert (Energie etc.). Der Luft-Stickstoff wird also schon von dem Bakterium in NH3 umgewandelt und erst diese kann die Pflanze weiter verarbeiten.

    Von Marcel Schenke, vor mehr als 2 Jahren
  1. Default

    Zudem habe ich bei Wikipedia gelesen, dass Rhizobium N2 nur in NH3 umwandeln kann, wenn es in einer Symbiose mit einer Pflanze ist, in deinem Video kann es, dass aber auch alleine...?

    Von Rokubala, vor mehr als 2 Jahren
  2. Default

    Rhizobium Bakterien wandeln N2 in NH3 um. Müssten die Rhizobiumbakterien an den Wurzeln der Pflanzen, dann nicht auch N2 in NH3 umwandeln und das dann an die Pflanzen weitergeben? Im Video erscheint es mir so, als ob die rhizobiumbakterien an der Wurzel gleich NH3 aufnehmen und das dann an die Pflanzen geben...

    Von Rokubala, vor mehr als 2 Jahren
  3. Default

    Es entsteht Ammoniak, NH3, und Ammoniak ist eine Stickstoffverbindung (N = Stickstoff), die von Pflanzen aufgenommen und genutzt werden kann.

    Von Rapunzel, vor mehr als 3 Jahren
  4. Default

    entsteht bei der zersetzung der exkremente durch destruenten im boden denn nun stickstoff oder ammoniak.? im video zeigt der Pfeil nämlich auf 2NH3 was ja ammoniak ist.. oder ?

    Von Carolinesophie95, vor mehr als 3 Jahren
  5. Default

    entsteht bei der zersetzung der exkremente durch destruenten im boden denn nun stickstoff oder ammoniak.? im video zeigt der Pfeil nämlich auf 2NH3 was ja ammoniak ist.. oder ?

    Von Carolinesophie95, vor mehr als 3 Jahren
  6. Default

    Ein schönes Video - der Bezug zu den Redox-Prozessen gefiel mir besonders!
    Nur eine klitzekleine Anmerkung: Für Oxidationszahlen römische Zahlen verwenden.

    Von Nicole Gallee, vor mehr als 3 Jahren
Mehr Kommentare