7.5 Kringlopen Samenvatting · havo 4
In ecosystemen worden elementen voortdurend uitgewisseld tussen organismen en de niet-levende omgeving. Producenten bouwen stoffen in, consumenten nemen ze via voedsel op en reducenten maken ze weer beschikbaar.
Koolstofkringloop
In de koolstofkringloop nemen autotrofe organismen koolstofdioxide op en leggen de koolstof door fotosynthese vast in glucose. Via voortgezette assimilatie komt die koolstof in bijvoorbeeld vetten en eiwitten terecht. Door eten worden organische stoffen doorgegeven aan consumenten.
Producenten, consumenten en reducenten geven bij dissimilatie CO2 af. Dode resten en uitwerpselen worden afgebroken, waardoor koolstof terugkeert naar de omgeving.
Een deel van de koolstof kan langdurig opgeslagen raken. Fossiele brandstoffen, zoals steenkool, aardolie en aardgas, zijn uit oude organische resten ontstaan. Bij verbranding komt koolstof vrij die zeer lang was opgeslagen. Daardoor neemt de hoeveelheid CO2 in de kortlopende kringloop toe.
Stikstof opnemen en afbreken
Stikstof is nodig voor onder andere eiwitten en DNA. De meeste organismen kunnen stikstofgas uit de lucht niet rechtstreeks gebruiken. Planten nemen stikstofverbindingen uit de bodem op, waaronder nitraat en ammonium, en bouwen die in organische stoffen in. Dieren krijgen stikstof via voedsel binnen.
Bij afbraak van organische stikstofverbindingen ontstaat ammoniak: ammonificatie. In bodemwater komt veel daarvan voor als ammonium.
Nitrificatie, denitrificatie en stikstofbinding
- Nitrificatie: nitrietbacteriën zetten ammonium om in nitriet; nitraatbacteriën zetten nitriet om in nitraat. Deze omzettingen hebben zuurstof nodig en verlopen dus aeroob.
- Denitrificatie: onder zuurstofarme omstandigheden zetten bacteriën nitraat om in stikstofgas. Daardoor verdwijnen bruikbare stikstofverbindingen uit de bodem naar de atmosfeer.
- Stikstofbinding: bepaalde bacteriën zetten stikstofgas om in ammoniak en ammonium. Zo komt stikstof uit de lucht beschikbaar voor organismen.
Stikstofbindende bacteriën kunnen vrij leven of samenwerken met planten. Bij vlinderbloemigen, zoals bonen en klaver, leven ze in wortelknolletjes. Dit maakt groei op stikstofarme grond mogelijk. Zo verbinden de verschillende omzettingen bodem, atmosfeer en organismen in de stikstofkringloop.
Woordenlijst
- Aeroob: Met zuurstof. Bij een aeroob proces is zuurstof aanwezig of wordt die gebruikt.
- Ammonificatie: De omzetting van organische stikstofverbindingen in ammoniak en ammonium bij de afbraak van resten en uitwerpselen.
- Anaeroob: Zonder zuurstof. Een anaeroob proces kan verlopen zonder gebruik van zuurstof.
- Denitrificatie: De omzetting van nitraat of nitriet in gasvormige stikstofverbindingen, vaak stikstofgas. Dit gebeurt vooral door micro-organismen bij weinig beschikbare zuurstof.
- Fossiele brandstoffen: Brandstoffen uit zeer oude resten van organismen, zoals steenkool, aardolie en aardgas. Bij verbranding komt onder andere koolstofdioxide vrij.
- Koolstofkringloop: De weg die koolstof aflegt tussen organismen en hun omgeving. Fotosynthese legt koolstof vast. Bij verbranding en afbraak komt onder andere koolstofdioxide vrij.
- Nitraatbacteriën: Bacteriën die nitriet omzetten in nitraat. Dat is een stap van nitrificatie.
- Nitrietbacteriën: Bacteriën die ammoniak of ammonium omzetten in nitriet. Dat is meestal de eerste stap van nitrificatie.
- Nitrificatie: De omzetting van ammoniak of ammonium via nitriet naar nitraat door micro-organismen. Voor dit proces is zuurstof nodig.
- Nitrificerende bacteriën: Bacteriën die bijdragen aan nitrificatie. Sommige vormen nitriet uit ammoniak of ammonium, andere vormen nitraat uit nitriet.
- Stikstofbindende bacteriën: Bacteriën die stikstofgas omzetten in ammoniak. Sommige leven samen met planten in wortelknolletjes.
- Stikstofbinding: Het omzetten van stikstofgas in een chemische vorm die kan worden opgenomen in organische stoffen. Stikstofbindende micro-organismen maken daarbij ammoniak.
- Stikstofkringloop: De omloop van stikstof tussen organismen, bodem, water en lucht. Planten nemen stikstofverbindingen op. Voedselrelaties en afbraak geven de stikstof weer door.
- Wortelknolletjes: Verdikkingen aan de wortels van bijvoorbeeld klaver of erwten waarin stikstofbindende bacteriën leven. De plant levert suikers en krijgt bruikbare stikstofverbindingen terug.