N-Kredsløb HJÆÆLP

Er der noget konkret du ikke forstår ved den?

Bare hvordan den skal forklares generalt, altså hvad der sker/hvad man ser på figuren - har ret svært ved lige at sætte mig ind i den

Hej,

Alle organismer behøver nitrogen for at syntetisere proteiner, nukleinsyrer og andre nitrogenholdige forbindelser. Molekylært nitrogen (N₂) udgør næsten 80% af Jordens atmosfære. For at planter kan assimilere (optage) og anvende nitrogen, skal det fikseres, det vil sige opsamles og anvendes i organiske forbindelser. Aktiviteterne af specifikke mikroorganismer, er vigtige for omdannelsen af nitrogen til anvendelige former.

Ammonifikation:

Næsten alt nitrogen i jorden, findes i organiske molekyler, primært i proteiner. Når en organisme dør, medfører processen med mikrobielle nedbrydningsprodukter, den hydrolytiske nedbrydning af proteiner til aminosyrer. I en proces kaldet deaminering, fjernes aminogrupperne fra aminosyrerne og omdannes til ammoniak (NH3). Denne frigivelse af ammoniak, kaldes ammonifikation. Ammonifikation som følge af en lang række bakterier og svampe, kan repræsenteres som følgende:

Proteiner fra døde celler og affaldsprodukter --> mikrobiel nedbrydning --> Aminosyrer

Aminosyrer --> Nikrobiel nedbrydning --> Ammoniak (NH₃)

Mikrobiel vækst, frigiver ekstracellulære proteolytiske enzymer, der nedbryder proteiner. Aminosyrerne transporteres ind i de mikrobielle celler, hvor ammonifikationen foregår. Hvad der sker med ammoniakken produceres ved ammonifikation, afhænger af jordbundsforholdene (se beskrivelsen af denitrifikation senere). Fordi ammoniak er en gas, forsvinder den hurtigt fra tør jord, men i fugtig jord kan det blive solubiliseret og ammonium-ioner (NH₄⁺) dannes:

NH₃  + H₂O --> NH₄⁺ + OH^-

Ammonium-ionerne fra denne sekvens af reaktioner, anvendes af bakterier og planter til aminosyresyntese.

Nitrifikation:

Den næste sekvens af reaktioner i nitrogenkredsløbet, involverer oxidation af nitrogen i ammonium-ionen for at danne nitrat, en proces der kaldes nitrifikation. I jorden lever autotrofe nitrificerende bakterier, som for eksempel af slægterne Nitrosomonas og Nitrobacter. Disse mikroorganismer, udvinder energi ved at oxidere ammoniak eller nitrit. I den første fase, oxiderer Nitrosomonas ammonium til nitrit:

NH₄⁺ --> Nitrosomonas bakterier --> NO₂^-

I anden fase, oxiderer sådanne organismer som Nitrobacter, nitrit til nitrat:

NO₂^- --> Nitrobacter bakterier --> NO₃^-

Planter har tendens til at anvende nitrat som deres kilde til nitrogen for proteinsyntese, fordi nitrat er meget mobilt i jord og er mere sandsynligt at støde på for en planterod, en ammonium. Ammonium-ioner ville faktisk være en mere effektiv kilde til nitrogen, fordi de kræver mindre energi at indarbejde i protein, men disse positivt ladede ioner, er normalt bundet til ladede lerarter i jorden, mens de negative nitrat-ioner ikke er bundet.

Denitrifikation:

Tilstanden for nitrogen som følge af denitrifikation, er fuldt oxideret og indeholder ikke længere noget biologisk anvendeligt energi. Men det kan bruges som elektronacceptor af mikroorganismer, der metaboliserer andre organiske energikilder i fravær af atmosfærisk ilt. Denne proces, der kaldes denitrifikation, kan føre til frigivelse af nitrogen til atmosfæren, især som nitrogengas. 

NO₃^- --> NO₂^- --> N₂O --> N₂

Denitrifikation forekommer i vandmættede jorde, hvor meget lidt oxygen er tilgængeligt. I mangel af oxygen som elektronacceptor, substituerer denitrificerende bakterier nitrater fra landbrugsgødning. Dette omdanner meget af den værdifulde nitrat til gasformigt nitrogen, der dermed frigives til atmosfæres og repræsenterer et betydeligt økonomisk tab for landmænd.

Nitrogenfiksering:

Vi lever på bunden af et hav af nitrogengas. Den luft vi indånder, består af cirka 79% nitrogen og over enhver ca 4.000 m2 jord, står en søjle af nitrogen, der vejer omkring 32.000 tons. Men kun få arter af bakterier, herunder cyanobakterier, kan bruge det direkte som nitrogenkilde. Den proces hvorved de omdanner nitrogengas til ammoniak, er kendt som nitrogenfiksering.

Bakterier, der er ansvarlige for nitrogenfiksering, er alle afhængige af det samme enzym, nitrogenase. Det anslås, at hele Jordens forsyning af dette væsentlige enzym, ville kunne være i en stor spand. Nitrogenase inaktiveres af oxygen. Derfor er det formodentlig blevet udviklet tidligt i planetens historie, før atmosfæren begyndte at indeholde meget molekylært oxygen og før nitrogenholdige forbindelser var tilgængelige fra rådnende organisk materiale. Nitrogenfiksering sker ved to typer af mikroorganismer: fritlevende og symbiotiske - De to former, kan du læse om ved google søgninger :) (landbrugsgødning består af nitrogen, der er fikseret ved industrielle fysisk-kemiske processer).

/Angel