Anorganische Chemie I

vorgelegt von:Melina Rübbelke & Sandra Meyer

Stickstofffixierung in Pflanzen

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

2Anorganische Chemie I ; SS 2004

1. Was bedeutet Stickstofffixierung?

2. Wozu braucht die Pflanze Stickstoff ?

3. N-Fixierung

4. Was braucht die Pflanze zur Stickstofffixierung?

5. Rhizosphäre mit Knöllchenbakterien

6. Der Stickstoffkreislauf

7. Begriffe: Nitrifikation und Denitrifikation

8. Nitrogenase in N-bindenden Bakterien

9. Bedeutung von Stickstoffdüngung

Inhaltsverzeichnis

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

3Anorganische Chemie I ; SS 2004

Gesunder Raps

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

4Anorganische Chemie I ; SS 2004

Kranker Raps

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

5Anorganische Chemie I ; SS 2004

Was bedeutet Stickstofffixierung?

Alle Reaktionen, in denen stabile, reaktionsträge Dreifachbindungen des Stickstoffs (molekularer) in biologischverfügbare Verbindungen mitWasserstoff, Kohlenstoff und/oderSauerstoff umgewandelt wird.

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

6Anorganische Chemie I ; SS 2004

Wozu braucht die Pflanze Stickstoff ?

• Zur Herstellung essentieller Nährelemente (z.B. Proteine)

• Zellwachstum

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

7Anorganische Chemie I ; SS 2004

N-Fixierung

symbiotische nicht-symbiotischeN-Fixierung N-Fixierung

bei Leguminosen z.B. Klee bei Blaualgen und grünen

Sojabohnen, Luzerne Pflanzen

Durch Boden und Wasserorganismen

Durch Knöllchenbakterien im Wurzelbereich

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

8Anorganische Chemie I ; SS 2004

Was braucht die Pflanze zur Stickstofffixierung?

• N-bindende Bakterien bzw. Mikroorganismen imWurzelbereich (Rhiosphäre)

• Stickstoff in anorganischer Form und zwar Nitrit und Nitrat

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

9Anorganische Chemie I ; SS 2004

Rhizosphäre mit Knöllchenbakterien

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

10Anorganische Chemie I ; SS 2004

Der Stickstoffkreislauf

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

11Anorganische Chemie I ; SS 2004

Nitrifikation:

Begriffe: Nitrifikation und Denitrifikation

Ammonium → Nitrit → Nitrat

2 NH4+ + 3 O2 → 2 NO2

- + 4 H+ + 2 H2O (Nitrisomas)

2 NO2- + 2 O2 → 2 NO3

- (Nitrobacter)

Gesamtreaktion:

NH4+ + 2 O2 → NO3- + H+ + H2O

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

12Anorganische Chemie I ; SS 2004

Begriffe: Nitrifikation und Denitrifikation

Denitrifikation:

Reduktion von oxidierten N-Verbindungen

Nitrat → Stickstoffmonoxid

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

13Anorganische Chemie I ; SS 2004

Nitrogenase in N-bindenden Bakterien

N-bindende Bakterien enthalten MoNitrigenase:

Komponente 1:(Nitrogenase Molybdän-Eisen (MoFe) Protein oder Dinitrogenase)

Komponente 2:Nitrogenase Eisen (Fe)Protein, bzw. Dinitrogenase Reduktase)

N – Fixierung wird durch Nitrogenase-Enzymkomplex katalysiert

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

14Anorganische Chemie I ; SS 2004

Erinnerung Stickstoffkreislauf

Melina Rübbelke, Sandra Meyer

15Anorganische Chemie I ; SS 2004

Bedeutung von Stickstoffdüngung