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Der Stickstoffkreislauf
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 82 Zeilen
- [Musik] in diesem Video möchte ich mit euch den Stickstoffkreislauf durchgehen im ersten
- Teil des Videos werde ich das mit euch Schritt für Schritt durchgehen und in zweiten Teil zeige ich euch wo der
- Stickstoffkreislauf eine Rolle spielt insbesondere im Bereich der Ökologie betrachten wir mal den Stickstoff und in
- diesem Fall den elementaren Stickstoff das N2 Molekül das ein Großteil der uns umgebenden Luft ausmacht also
- 78%. in diesem N2 Molekül sind zwei Stickstoffatome sehr fest miteinander verbunden also über eine Dreifachbindung
- und das führt dazu dass dieser eigentlich wichtige Stickstoff von Pflanzen in der Form nicht aufgenommen
- werden kann Pflanzen haben nicht die Möglichkeit dieses N2 zu spalten ähm Pflanzen brauchen hingegen andere
- Stickstoffverbindungen wie z.B Nitrat oder Ammonium in denen der Stickstoff verbunden vorliegt mit anderen Elementen
- also mit Sauerstoff und Wasserstoff das sind die Stoffe die Pflanzen aufnehmen können und weiter verarbeiten können
- weiter verarbeiten wozu wofür brauchen Organismen Stickstoffverbindung da sind zunächst mal die Aminosäuren als
- Grundbaustein der Proteine und wenn wir uns eine einzelne Aminosäure hier anschauen dann sehen wir dass dort in
- jeder einzelnen Aminosäure ein Stickstoffatom gebunden ist und bei den langkettigen Aminosäureketten in den
- Proteinen sind das natürlich viele Stickstoffatome dann haben wir die Basen der DNA das sind sogenannte
- stickstoffbasen in allen vier Basen Adenin zytosin Guanin und Thymin sind viele Stickstoffatom enthalten auch
- dafür ist Stickstoff wichtig und dann noch ein weiteres beispielhaftes Molekül das ATP ad in triphosphat hier ohne die
- drei Phosphate auch hier sehen wir eine große Anzahl von Stickstoffatom und an den drei Beispielen sieht man schon
- welche elementare Bedeutung Stickstoff für Organismen hat mit diesem in den Mineralsalzen gebundenen Stickstoff
- in gelöster Form im Boden oder in Gewässern kann die Pflanze nun also die eigene Biomasse und organisch gebundenen
- Stickstoff aufbauen damit steht er auch den Konsumenten erster Ordnung und dann natürlich entsprechend der Nahrungskette
- den weiteren Konsumenten oder trophieebenen zur Verfügung die dann wiederum eigene Proteine oder eigene
- Moleküle mit organisch gebundenem Stickstoff bauen können diese Organismen scheiden
- auch Stoffe aus und auch die Pflanzen haben abgestorbene Pflanzenteile und auch dort ist dann Stickstoff gebunden
- das heißt in der abgestorbenen Biomasse ist noch ein großer Anteil des Stickstoff in organischen Molekülen
- gebunden und dann gibt es Pilze und Bakterien die im Rahmen der sogenannten ammonifikation
- Ammonium bilden das heißt aus diesen Aminogruppen nh2 Gruppen wird Ammonium abgespalten zur Energiegewinnung
- passiert dieser Prozess und dieses Ammonium steht den Pflanzen prinzipiell jetzt schon zur Verfügung wieder als
- Dünger und damit wäre der Kreis geschlossen es gibt aber noch einen weiteren Weg nämlich es gibt Bakterien
- die das Ammonium auch zur Energiegewinnung oxidieren zu Nitrit zunächst mal und dann eine weitere
- Bakteriengruppe die dann das Nitrit zu Nitrat oxidieren und damit ist unser erster Kreislauf eigentlich
- schon geschlossen an diesen Kreislauf schließt sich noch ein weiterer kleiner Kreislauf an und zwar
- gibt es eine weitere Gruppe von Bakterien die unter anaeroben Bedingung das Nitrat
- als Sauerstoffquelle nutzen können und dabei wird Stickstoff dann wieder elementarer Stickstoff gebildet der dann
- aus diesem kreislau raus ist so ganz ist der Stickstoff jetzt doch noch nicht raus aus dem Ökosystem es gibt zwei
- große Gruppen von Bakterien einmal die Knöllchenbakterien die häufig in Symbiose mit Pflanzen leben und die
- zyanobakterien die Fotosynthese betreiben beide können unter hohem Energieaufwand denen Luftstickstoff
- fixieren und zu Ammonium umwandeln und dann geht dieses Ammonium eben an den beiden Wegen wieder in den Kreislauf
- hinein also einmal durch die Oxidation Nitrat oder durch Aufnahme von Pflanzen okay das ist jetzt der
- Stickstoffkreislauf den habt ihr jetzt hier einmal im Überblick und so in dieser Form reicht das eigentlich für
- eine normale Klausur im Weiteren soll es eher um Abiturvorbereitung gehen das heißt ich werde euch einmal zeigen in
- welchen Kontexten der Stickstoffkreislauf eine Rolle spielen könnte wo es Anknüpfungen gibt
- insbesondere in abiturklausungen wird's ja darum geben gehen dass in in ehung zu setzen zu anderen Teilthemen
- der Biologie okay dafür nehmen wir den Stickstoffkreislauf einmal genauer unter die Lupe schauen wir erst einmal auf die
- beiden Mineralsalze Ammonium und Nitrate das ist Dünger den brauchen die Pflanzen und prinzipiell je mehr desto
- besser und da sind wir natürlich im Bereich der physiologischen und ökologischen Potenz und gucken was
- braucht eine Pflanzen zum Wachsen da dran hängt das liebigche minimumgesetz auch das besagt das eine Pflanze z.B nur
- so gut wachsen kann wie der im Verhältnis zu dem was sie davon braucht ähm am wenigsten da ist also am
- wenigsten vorhanden ist das begrenzt das Wachstum und das ist in den meisten Zusammenhängen tatsächlich unter anderem
- Stickstoff und deswegen ist es auch so interessant diese Stickstoffverbindungen in ökologischen Untersuchung zu
- betrachten in der Natur ist sind diese Stickstoffverbindung eigentlich nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden
- und wenn sie in größeren Konzentrationen vorhanden sind dann sehen wir typischerweise den Einfluss
- des Menschen das ist nicht in jedem Fall so aber den meisten Fällen ist das so deswegen betrachten wir die ganz gerne
- Stickstoff in Nahrungsketten ja das kann man auch betrachten da gucken wir eigentlich meistens auf den
- Kohlenstoff man kann das natürlich auch am Stickstoff machen und da sind dann insbesondere die Destruenten von
- Interesse die manchmal in diesen Nahrungsketten ein wenig in den Hintergrund rücken das kann man sich
- dann in so einem Zusammenhang angucken ganz besonders interessant ist der die Umwandlung von Ammonium zu Nitrat
- über das Nitrit daran beteiligt sind zwei Bakteriengruppen Nitrosomonas und nitrobakta und die sind besonders
- deswegen interessant weil die nämlich einen besonderen stoffwechselwg haben die sind nämlich zum großen Teil
- autotrof das heißt die brauchen kein Sonnenlicht und gewinnen ihre Energie für den Aufbau eigener Substanzen aus
- diesen Oxidationsreaktionen das sind hemolitotrophe Bakterien die betreiben Chemosynthese und keine Fotosynthese die
- sind in manchen Zusammenhängen besonders interessant z.B um sie mit Fotosynthese treibenden Organismen zu vergleichen
- dann betrachten wir einmal die Denitrifikation das heißt anaerobe Bakterien können den im nitratgebundenen
- Sauerstoff für ihre Zellatmung nutzen und dabei setzen sie Stickstoff elementaren Stickstoff frei das passiert
- insbesondere unter anaeroben Bedingung also z.B am Grunde eines Sees ähm insbesondere in eutrofierten Gewässern
- ähm und so geht der Stickstoff dann auch aus dem Gewässer heraus dieser Schritt ist ein zentraler Aspekt z.B auch in
- kleleranlagen kleäranlagen benutzen diese Reaktion um ganz am Ende ähm den Stickstoff aus den
- m aus den abwäsern zu entfernen der geht dann als Luftstickstoff weg und ähm dann kann das Wasser geklärt in ein Bach z.B
- geleitet werden dieser Ablauf von der abgestorbenen Biomasse bis hin zur Denitrifikation ist auch ein zentraler
- Aspekt wenn wir die Selbstreinigung von Fließgewässern betrachten ähm auf dem Weg des Gewässers des Fließgewässers
- werden diese verschiedenen Schritte sind diese hintereinander geschaltet in unter natürlichen Bedingungen und führen eben
- zu einer Reinigung des Gewässers unter natürlichen Bedingungen dieser diese Reaktion kann
- auch betrachtet werden im Zusammenhang mit Atmung wenn molekularer Sauerstoff nicht zur Verfügung steht das ist auch
- ein interessanter Nebenaspekt die stickstoffixierung durch Bakterien
- ist eine ganz typische Symbiose von Knöllchenbakterien mit Pflanzen in diesem Zusammenhang ist es sehr
- interessant oder auch wenn ich über gründ Düngung spreche diese Knöllchenbakterien die bekommen
- energiereiche Verbindung von den Pflanzen fixieren mit Hilfe dieser Energie den Stickstoff in Form von
- Ammonium und dieses Ammonium steht dann den Pflanzen zur Verfügung und so profitieren beide Organismengruppen von
- dieser Symbiose m ein etwas spezieller Nebenaspekt ist auch wer sind das für
- energiereiche Verbindung das ist dann pyrofat oder Produkte des Zitratzyklus und auch die Sauerstoffbindung in diesem
- in dieser Symbiose ist ein interessanter aber sehr spezieller Nebeneffekt okay wir sind durch
- das ist der Stickstoffkreislauf ich hoffe ihr habt die Teilaspekte nachvollziehen können ich hoffe ihr habt
- ein bisschen was mitgenommen und seid gut vorbereitet für die nächste Klausur und damit möchte ich schließen und sage
- Tschüss bis zum nächsten Mal