Präsentation zum Stickstoffkreislauf. Präsentation "Der Stickstoffkreislauf in der Natur" in Biologie - Projekt, Bericht
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Beim Verrotten organisches Material ein erheblicher Teil des darin enthaltenen Stickstoffs wird in Ammoniak umgewandelt, das dann unter dem Einfluss der im Boden lebenden Triifizierungsbakterien zu oxidiert wird Salpetersäure... Letzteres reagiert mit Karbonaten im Boden, zum Beispiel mit Calciumcarbonat CaCO3, und bildet Nitrate: 2HN03 + CaCO3 = Ca (NO3) 2 + COC + HOH
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Der ständige Verlust an mineralischen Stickstoffverbindungen hätte längst zum vollständigen Untergang des Lebens auf der Erde führen müssen, wenn es in der Natur keine Prozesse gäbe, die den Stickstoffverlust kompensieren. Zu diesen Prozessen zählen zunächst in der Atmosphäre auftretende elektrische Entladungen, bei denen immer eine gewisse Menge an Stickoxiden gebildet wird; letztere mit Wasser ergeben Salpetersäure, die im Boden in Nitrate umgewandelt wird.
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Eine weitere Quelle für die Wiederauffüllung der Stickstoffverbindungen des Bodens ist die lebenswichtige Aktivität der sogenannten Azotobakterien, die in der Lage sind, atmosphärischen Stickstoff aufzunehmen. Einige dieser Bakterien siedeln sich an den Wurzeln von Hülsenfrüchten an und verursachen die charakteristische Schwellung - "Knötchen", weshalb sie Knötchenbakterien genannt werden. Knötchenbakterien assimilieren atmosphärischen Stickstoff und verarbeiten ihn zu Stickstoffverbindungen, und Pflanzen wiederum wandeln diese in Proteine und andere komplexe Substanzen um.
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So gibt es in der Natur eine kontinuierliche kreisförmige Stickstoffmündung. Allerdings werden die Felder jedes Jahr mit den eiweißreichsten Pflanzenteilen wie Getreide abgeerntet. Daher ist es notwendig, Düngemittel auf den Boden auszubringen, um den Verlust der wichtigsten Pflanzennährstoffe darin auszugleichen.
Unterrichtsart - kombiniert
Methoden: partielle Suche, problematische Darstellung, reproduktiv, erklärend und illustrativ.
Ziel:
Das Bewusstsein der Studierenden für die Bedeutung aller diskutierten Themen, die Fähigkeit, ihre Beziehung zu Natur und Gesellschaft auf der Grundlage des Respekts vor dem Leben aufzubauen, für alle Lebewesen als einzigartigen und unbezahlbaren Teil der Biosphäre;
Aufgaben:
Lehrreich: die Vielfältigkeit der auf Organismen in der Natur einwirkenden Faktoren, die Relativität des Begriffs „schädliche und nützliche Faktoren“, die Vielfalt des Lebens auf dem Planeten Erde und die Möglichkeiten der Anpassung von Lebewesen an das gesamte Spektrum der Umweltbedingungen aufzuzeigen.
Entwicklung: Kommunikationsfähigkeiten entwickeln, die Fähigkeit, sich selbstständig Wissen anzueignen und ihre kognitive Aktivität zu stimulieren; die Fähigkeit, Informationen zu analysieren, die Hauptsache im untersuchten Material hervorzuheben.
Lehrreich:
Eine Verhaltenskultur in der Natur zu fördern, die Eigenschaften einer toleranten Persönlichkeit, Interesse und Liebe für die Tierwelt zu wecken, eine stabile positive Einstellung gegenüber jedem lebenden Organismus auf der Erde zu bilden, die Fähigkeit zu entwickeln, das Schöne zu sehen.
persönlich: Kognitives Interesse an Ökologie .. Verständnis der Notwendigkeit, Wissen über die Vielfalt der biotischen Beziehungen in natürlichen Gemeinschaften für den Erhalt natürlicher Biozönosen zu erlangen. Die Fähigkeit, zielgerichtete und semantische Einstellungen in ihren Handlungen und Taten in Bezug auf Wildtiere zu wählen. Die Notwendigkeit einer fairen Bewertung der eigenen Arbeit und der der Mitschüler
Kognitiv: Fähigkeit, mit verschiedenen Informationsquellen zu arbeiten, sie von einer Form in eine andere umzuwandeln, Informationen zu vergleichen und zu analysieren, Schlussfolgerungen zu ziehen, Nachrichten und Präsentationen vorzubereiten.
Regulierung: die Fähigkeit, die Erfüllung von Aufgaben selbstständig zu organisieren, die Richtigkeit der Arbeit zu bewerten, ihre Aktivitäten zu reflektieren.
Gesprächig: am Dialog im Unterricht teilnehmen; Beantworten Sie Fragen von Lehrern, Mitschülern, sprechen Sie vor Publikum mit Multimedia-Geräten oder anderen Demonstrationsmitteln
Geplante Ergebnisse
Untertan: kennen - die Begriffe "Lebensraum", "Ökologie", " Umweltfaktoren"Ihr Einfluss auf lebende Organismen", Verbindungen zwischen Lebenden und Nichtlebenden";. Um das Konzept definieren zu können " biotische Faktoren"; biotische Faktoren charakterisieren, Beispiele nennen.
Persönlich: Urteile fällen, Informationen suchen und auswählen, Zusammenhänge analysieren, vergleichen, eine Antwort auf eine problematische Frage finden
Metathema: Verbindungen mit solchen Akademische Disziplinen wie Biologie, Chemie, Physik, Geographie. Planung von Aktionen mit einem festgelegten Ziel; finden Sie die notwendigen Informationen in den Lehrbüchern und Nachschlagewerken; Naturobjekte analysieren; Schlussfolgerungen; formulieren Sie Ihre eigene Meinung.
Organisationsform Aktivitäten lernen - Einzelperson, Gruppe
Lehrmethoden: bildlich-illustrativ, erklärend-illustrativ, partielle Suche, selbstständige Arbeit mit zusätzlicher Literatur und einem Lehrbuch, mit dem CER.
Empfänge: Analyse, Synthese, Inferenz, Übersetzung von Informationen von einem Typ in einen anderen, Verallgemeinerung.
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Der Stickstoffkreislauf
Der Stickstoffkreislauf ist ein Beispiel für einen selbstregulierenden Kreislauf mit einem großen Reservefonds in der Atmosphäre. Luft, die zu 78 % aus Stickstoff besteht, ist das größte „Reservoir“ und gleichzeitig aufgrund ihrer geringen chemischen Aktivität das „Sicherheitsventil“ des Systems. Durch die Aktivität denitrifizierender Bakterien gelangt ständig Stickstoff in die Atmosphäre und wird durch die Aktivität von stickstofffixierenden Bakterien und einigen Algen (biochemische Stickstofffixierung) sowie durch die Einwirkung von elektrischen Entladungen während Gewitter. Der Stickstoffkreislauf besteht aus folgenden Prozessen: Fixierung, Assimilation, Nitrifikation, Denitrifikation, Zersetzung, Auslaugung, Entfernung, Fällung usw.
Der Stickstoffkreislauf in der Biosphäre ist sehr eigenartig und langsam. Die Stickstofffixierung in lebender Materie wird von einer begrenzten Anzahl von Lebewesen durchgeführt. Bestimmte Mikroorganismen im Boden und in den oberen Schichten des Weltozeans sind in der Lage, molekularen Stickstoff (N2) abzubauen und aus seinen Atomen Aminogruppen von Proteinen (-1PHHg) und anderen organischen Verbindungen aufzubauen. Atmosphärischer Stickstoff wird von stickstofffixierenden Bakterien, einigen Arten von Blaualgen, aufgenommen. Sie synthetisieren Nitrate, die anderen Pflanzen in der Biosphäre zur Verfügung stehen. Die Stickstoffbiofixierung wird von einigen Bakterien in Symbiose mit höheren Pflanzen in Böden durchgeführt (z. B. Knöllchenbakterien, die auf den Wurzeln von Hülsenfrüchten leben). Nach ihrem Tod geben Pflanzen und Tiere Stickstoff in den Boden zurück, von wo er in die Zusammensetzung neuer Generationen von Pflanzen und Tieren eingeht.
Ein bestimmter Teil des Stickstoffs kehrt in Form von Molekülen in die Atmosphäre zurück. Der Nitrifikationsprozess findet in Böden statt, der aus einer Reaktionskette besteht, wenn unter Beteiligung von Mikroorganismen das Ammoniumion (IN ^) zu Nitrit (NO2 ") oder Nitrit zu Nitrat (IO3-) oxidiert wird. Reduktion von Nitriten und Nitraten zu einer gasförmigen Verbindung aus molekularem Stickstoff (N2) oder Stickoxiden (IxOy) sind die Essenz des Denitrifikationsprozesses.
Erstellt von: Safronova Maria 9 "B" Klasse
Der Stickstoffkreislauf ist die Zirkulation entlang geschlossener, miteinander verbundener Pfade in der Biosphäre. Verschiedene Mikroorganismen extrahieren Stickstoff aus zerfallenden Materialien und wandeln ihn in die Moleküle um, die sie für den Stoffwechsel benötigen. Dabei wird der restliche Stickstoff in Form von Ammoniak (NH3) oder Ammoniumionen (NH4 +) freigesetzt. Dann binden andere Mikroorganismen diesen Stickstoff und wandeln ihn in Form von Nitraten (NO3-) um. Beim Eindringen in Pflanzen beteiligt sich Stickstoff an der Bildung biologischer Moleküle. Nach dem Tod des Organismus kehrt Stickstoff in den Boden zurück und der Kreislauf beginnt von neuem.
Hauptlieferant für gebundenen Stickstoff in der Natur sind Bakterien (90 bis 140 Millionen Tonnen Stickstoff), die beispielsweise in den Knollen von Hülsenfrüchten vorkommen.
Ein Teil des Stickstoffs wird während eines Gewitters in einen gebundenen Zustand umgewandelt. Eine elektrische Entladung heizt die Atmosphäre um ihn herum auf, Stickstoff verbindet sich mit Sauerstoff (eine Verbrennungsreaktion tritt auf) unter Bildung verschiedener Stickoxide (entspricht 10 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr).
Im Zuge menschlicher Aktivitäten wird auch Stickstoff gebunden und an die Biosphäre abgegeben. Etwa 20 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr sind mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe verbunden.
Die Eutrophierung (Verschmutzung von Gewässern mit Algen) von Seen ist das ärgerlichste Umweltproblem im Zusammenhang mit Stickstoff. Stickstoff düngt Seealgen, und sie wachsen und verdrängen alle anderen Lebensformen in diesem See.
Ohne Stickstoff kein Protein, ohne Protein kein Leben. Der tierische Körper enthält 1 bis 10%, Wolle und Hörner - 15%, und die Proteine werden aus Pflanzen gewonnen.
Stickstoff ist eines der lebenswichtigen Elemente. Stickstoff ist nicht in freier Form im Körper fixiert. Daher helfen Bakterien im Stickstoffkreislauf in der Natur.
allgemeine Beschreibung
Stickstoff ist das siebte Element im Periodensystem von Mendelejew. Zeigt zwei Wertigkeiten - III und V. In der Natur ist es ein zweiatomiges Gas (N 2), das in Wasser schlecht löslich ist. Aufgrund der starken Dreifachbindung zwischen Atomen ist Stickstoff ein inaktiver Stoff, der nur beim Erhitzen oder unter Einwirkung eines Katalysators reagiert.
Reis. 1. Die Struktur des Stickstoffmoleküls.
Das Element ist in der Zusammensetzung in Boden, Wasser und lebenden Organismen vorhanden komplexe Stoffe... Freier Stickstoff ist in der Atmosphäre relativ stabil, sein Gehalt beträgt 78% des Gesamtvolumens der Gase. Stickstoff kann flüssige und feste Formen annehmen.
Das Element ist Bestandteil von Aminosäuren und Proteinen, Nukleinsäuren... Der Aufbau von DNA ist ohne Stickstoff nicht möglich.
Der Kreislauf
Der Stickstoffkreislauf in der Natur kann bedingt in zwei Teile unterteilt werden - Boden und Atmosphäre. Der Stickstoffkreislauf durch den Boden läuft wie folgt ab:
- durch den Zerfall organischer Stoffe (Pflanzen, Tiere) wird Stickstoff in Ammoniak (NH3) umgewandelt;
- unter Einwirkung von Bakterien wird Ammoniak zu Salpetersäure (HNO 3) oxidiert;
- Salpetersäure reagiert mit Bodenelementen und bildet saure Salze (Nitrate) - CaCO 3, Ca (NO 3) 2;
- Nitrate werden von Pflanzen aufgenommen.
Stickstoff wird auch durch den Zerfall oder die Verbrennung organischer Stoffe wie Holz oder Torf in die Atmosphäre freigesetzt. Bei Blitzeinschlägen verbindet sich Stickstoff mit Sauerstoff und bildet Stickoxid (II) - NO und dann Stickoxid (IV) - NO 2.
Oxide reagieren mit Wasser zu Salpetersäure. Es gelangt zusammen mit dem Regen in den Boden, wo Nitrate gebildet werden.
Darüber hinaus sind stickstofffixierende Bakterien und einige Blaualgenarten in der Lage, freien Stickstoff aufzunehmen. Stickstofffixierende Bakterien (Stickstofffixierer) gehen mit Pflanzen eine Symbiose ein. Knöllchenbakterien leben beispielsweise an den Wurzeln von Hülsenfrüchten. Stickstofffixierer können Stickstoff in Gegenwart oder Abwesenheit von Sauerstoff assimilieren, d.h. kann aerob oder anaerob sein. Sie synthetisieren auch Nitrate.
Reis. 2. Stickstofffixierende Bakterien auf Knollen.
Pflanzen können Stickstoff nur in der Zusammensetzung von Salpetersäuresalzen aufnehmen. Zusammen mit den Blättern gelangt Stickstoff zuerst in den Körper von Pflanzenfressern (Verbraucher erster Ordnung) und dann - von fleischfressenden Tieren (Verbraucher zweiter Ordnung). Stickstoff wird beim Zerfall und in der Zusammensetzung des Harnstoffs (CH 4 N 2 O) zurückgeführt.
Reis. 3. Schema des Stickstoffkreislaufs in der Natur.
Ein Teil der Nitrate wird durch spezielle denitrifizierende Bakterien zu freiem Stickstoff oxidiert, der wieder an die Atmosphäre abgegeben wird. Die Rückgewinnung von freiem Stickstoff aus komplexen Verbindungen wird Denitrifikation genannt.
Was haben wir gelernt?
Betrachtet die Beschreibung des Stickstoffkreislaufs in der Natur. Stickstoff ist ein wesentliches Element, das lebende Organismen benötigen, um Gewebe aufzubauen und DNA zu synthetisieren. Freier Stickstoff reagiert aufgrund starker Dreifachbindungen schlecht. Daher helfen Bakterien bei der Aufnahme von Stickstoff, der Synthese von Ammoniak, Salpetersäure und Nitraten. In der Zusammensetzung von Salzen gelangt Stickstoff in Pflanzen und weiter entlang der Nahrungskette in die Organismen von Pflanzenfressern und Raubtieren. Mit dem Tod und Verfall lebender Organismen beginnt ein neuer Zyklus.
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