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Mikrobio (8: Stoffkreisläufe in der Natur)

Teil 8 von 13 der Mikrobiologie

Teil 8 von 13 der Mikrobiologie

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Manuel Schröder
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Manuel Schröder
Diese Lernkarten behandeln die Stoffkreisläufe in der Natur auf Universitätsniveau, mit Fokus auf Stickstoff und Kohlenstoff. Sie erklären die Rolle von Stickstoffverbindungen wie Nitrat und Nitrit, die Prozesse der Stickstofffixierung und den Kohlenstoffkreislauf, einschließlich der anthropogenen Einflüsse. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Biologie, die ein tiefes Verständnis der biogeochemischen Prozesse und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt erlangen möchten.
Karten
9
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
08.02.2014 / 27.08.2022
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Lernkarten

8-1. Was bedeutet „Nitratreduktion“?

  • von anaeroben Bakterien durchgeführte Reduktion von Nitrat (NO3-) zu N2 und N2O
  • Auch als Denitrifikation bezeichnet
  • NO3 −  → NO2-  → NO → N 2O + N2

8-2. Was kann in nitratgedüngten, landwirtschaftlich genutzten Böden bei stauender Nässe

im Boden passieren?

  • Nitrat wird ausgewaschen und gelangt ins Grundwasser
  • Nitrat selbst ungefährlich, ABER:
  • Im Verdauungstrakt wird Nitrat zu Nitrit umgewandelt
  • Nitrit verursacht Methämoglobinbildung (Blausucht)
  • Nitrit kann sich mit Aminen zu krebserregenden Nitrosaminen verbinden

8-3. Was ist Stickstofffixierung und welche Organismengruppen können das?

  • Stickstofffixierung: Bindung von Luftstickstoff und Umwandlung in NH3/NH4
  • Rhizobien und Cyanobakterien verfügen über diese Fähigkeit

8-4. Beschreiben Sie kurz den Kohlenstoffkreislauf und die wesentlichen anthropogenen Einflüsse.

  • Kohlenstoff aus atmosphärischem CO2 wird von Produzenten (Pflanzen und Cyanobakterien) durch Photosynthese gebunden
  • Konsumenten und Destruenten verbrennen organischen Kohlenstoff bei der Atmung zu CO2
  • Mensch verbrennt fossile Energieträger und erhöht so den Anteil an CO2 in der Atmosphäre
  • Industrielle Produkte aus fossilem Kohlenstoff (z.B. Kunststoff) meist nicht biologisch abbaubar
  • Kohlenstoffkreislauf ist nicht mehr geschlossen

8-5. Welche Rolle spielt elementarer Stickstoff (N2) im Stickstoffkreislauf? Wo tritt er auf?

  • Elementarer Stickstoff: größter Teil des globalen Stickstoffs
  • Stickstoff ist Hauptbestandteil der Erdatmosphäre (78%)

8-6. Nennen Sie die wichtigsten gasförmigen Schwefelverbindungen, mit denen die Atmosphäre belastet wird. Klassifizieren Sie diese in anorganisch / organisch und biogen / nicht biogen.

Anorganisch

Organisch

Biogen

Nicht biogen

SO2 und SO3

Dimethylsulfid (DMS)

Dimethylsulfid (DMS)

SO2 und SO3

Schwefelwasserstoff (H2S)

 

Schwefelwasserstoff (H2S)

 

Kohlenoxidsulfid (COS)

 

Kohlenoxidsulfid (COS)

 

Kohlenstoffdisulfid

(CS2)

 

Kohlenstoffdisulfid

(CS2)

 

 

8-7. Können Pflanzen Stickstoff fixieren?

  • Pflanzen können selbst keinen Stickstoff fixieren.
  • Lediglich Leguminosen (Erbsen, Bohnen, Klee etc.) können durch mit ihnen in Symbiose lebenden Rhizobien Luftstickstoff binden.

2N2 + 8[H] ⎯⎯⎯à 2NH3  + H2

                            Nitrogenase

8-8. Gibt es ähnlich dem globalen Kohlenstoffkreislauf oder dem Stickstoffkreislauf auch einen globalen Energiekreislauf? Begründung?

  • Energiefluss stellt keinen Kreislauf dar
  • Im Laufe der Nahrungskette steigt die Entropie stark an und die in Form von Wärme abgegebene Energie lässt sich nicht mehr in höhere Energieformen umwandeln

8-9. Beschreiben Sie die wichtigsten Emissionsquellen von Stickstoffverbindungen. (nur anthropogen?)

  • Herstellung von Ammoniak NH3 aus Luftstickstoff (Haber-Bosch-Verfahren)
  • Anschließende Oxidation zu Nitrat NO3-
  • NO3-  und NH3 werden als Düngemittel verwendet

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