AB 3_2.3
Thema: Stickstoff – nicht nur Bestandteil der Luft

zurück zur Übersicht: Arbeitsblätter (AB) Kapitel 2

Wohl jeder hat schon mal gehört, dass Stickstoff (N2) ein wesentlicher Bestandteil der Luft in unserer Erdatmosphäre ist. Wie groß dieser Anteil ist, zeigt die Abb. AB 3_2.3-1.
Nur wenige Lebewesen können den Luftstickstoff direkt verwerten – Pflanzen, Tiere und Menschen nicht. Eigentlich sehr schade, wenn man bedenkt, dass auch unser Körper auf eine gute Stickstoffversorgung angewiesen ist.Im Kapitel 2.3 „Proteine – das sind fast Alleskönner“ wird dargestellt, welche große Bedeutung die Stickstoff enthaltenden Proteine für uns Menschen haben.Im Folgenden werden noch weitere Beispiele aufgelistet, die deutlich machen, wozu Pflanzen bzw. Tiere den Stickstoff unbedingt benötigen:

  • Nukleinsäuren (Bausteine der DNA);
  • ATP („Treibstoff“ für alle Energie verbrauchende Prozesse);
  • Hämoglobin (Sauerstofftransport im Blut);
  • Chlorophyll (grüner Blattfarbstoff der Pflanzen, für die Fotosynthese);
  • Lecithin (stickstoffhaltiges Fett in der Zellmembran);
  • Aminozucker (u.a. Bausteine von Chitin);
  • Vitamine;
  • Gifte und Abwehrstoffe von Pflanzen und Tieren.

StickstoffkreislaufQuelle: wikimedia

Abb. AB 3_2.3-1 Zusammensetzung der Luft

Pflanzen nehmen anorganische Stickstoffverbindungen zusammen mit dem Wasser über die Wurzeln auf. Ihr Stoffwechsel ist in der Lage daraus organische, Stickstoff enthaltende Moleküle aufzubauen. Tiere und Menschen lösen das Problem der Stickstoffversorgung über die Nahrungsaufnahme. Diese Vorgänge finden im Rahmen eines Stoffkreislaufes statt, der im Folgenden (Abb. AB 3_2.3-2) dargestellt wird.

StickstoffkreislaufQuelle: wikimedia

Abb. AB 3_2.3-2 ungestörter Stickstoffkreislauf

IconAufgabe
  1. Beschreibe die Abbildung zum Stickstoffkreislauf.
    Es geht dabei nicht darum, dass du ihn sofort vollständig verstehst. Verfolge lediglich die verschiedenen Wege und die dabei auftauchenden Stationen.
    Versuche das Kreislaufprinzip zu erkennen.
  1. Im Folgenden findest du nochmals die Abbildung zum Stickstoffkreislauf, ergänzt durch die Ziffern von 1 bis 8.
    Die sich anschließenden Tabelle enthält acht Textbausteine, versehen mit den Buchstaben A bis H.
    Ordne den Ziffern die entsprechenden Textbausteine zu.
    Beginne mit der Ziffer 1.
StickstoffkreislaufQuelle: wikimedia

Abb. AB 3_2.3-2 Textbausteine / ungestörter Stickstoffkreislauf

 

tab-ab-3_2-3

IconAufgabe

  1. Begründe in Zusammenhang mit dem Stickstoffkreislauf die Folgen, die mit der Ernte von Nutzpflanzen auf Äckern verbunden sind.
  1. Die Pflanze „Sonnentau“ wächst in  Mooren oder anderen sehr feuchten Standorten”, die wenig Sauerstoff enthalten.
    Mithilfe ihrer an den Blättern befindlichen Klebedrüsen fängt sie kleine Insekten. Nach dem Festkleben der Beute rollt sich das Blatt ein und durch den Einsatz verschiedener Enzyme wird die Beute verdaut.
  1. Erkläre, warum der Moorboden “mangelhaft” für das Pflanzenwachstum ist. Beziehe dich dabei auf den Stickstoff-Kreislauf.
  2. Erkläre, welchen Vorteil der Sonnentau durch Insektenfang im Moor hat.
  3. Die Abb. 3_2.3-3 zeigt, ein Sonnentaublatt, auf das soeben ein Tropfen Milch gegeben wurde. Die Reaktion der Pflanze ist die gleiche, wie nach dem Fangen eines Insekts. Erkläre die Reaktion.
    Übrigens: Es war Charles Darwin, der als erster Wissenschaftler die Lebensweise und die Bedeutung der fleischfressenden Pflanzen erforschte und veröffentlichte. Er war es auch, der den Versuch unternahem, eine solche Pflanze mit Milch zu füttern.
  1. Der natürliche Gehalt von Stickstoff in der Atmosphäre wird ergänzt durch Stickstoff-Emissionen aufgrund menschlicher Aktivitäten. Ein Stichwort dazu ist „reaktiver Stickstoff“. Informiere dich über diesen Begriff und den damit verbundenen Folgen.

Abb. 3_2.3-3 Sonnentaupflanze / Milchtropfen

IconLink Weitere Informationen zum Thema “Stickstoff und Umwelt” sind u.a. hier erhältlich:

https://www.umweltbundesamt.de/wirkungen-von-luftschadstoffen-stickstoff
(Zugriff: 2016-04-13)
http://www.umweltrat.de/Downloads/DESondergutachten_Stickstoff.pdf
(Zugriff: 2016-04-13)

 

Lösungen zu Aufg. 2-4:

zu 2.
1-B / 2-A / 3-F / 4-E / 5-C / 6-G / 7-H / 8-I / 9-D
zu 3.
Der Entzug der Biomasse von den Äckern macht eine vom Menschen vorgenommene Zufuhr von Stickstoff in Form von Dünger notwendig.
zu 4.
a- Sauerstoffmangel –> Nitrifizierer arbeiten nicht gut –> kaum Nitrat –> Stickstoff-Mangel –> schlechtes Wachstum
b- Ausgleich des Mangels an Stickstoff durch eine alternative N-Quelle.
c- Die Milch wird verdaut und so notwendiger Stickstoff für den eigenen Stoffwechsel gewonnen.

 

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