9.2 Stikstofkringloop

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

9.2 De mens en stikstof

Voorkennisbraindump:

Schrijf in drie minuten tijd zoveel mogelijk op over wat je nog weet over de stikstofkringloop.

Voorkennisvragen

1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)? 

2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?

3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?

Tekst

Voorkennisbraindump:
Schrijf in drie minuten tijd zoveel mogelijk op over wat je nog weet over de stikstofkringloop.

Voorkennisvragen

1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)? 

2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?

3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?

Voorkennisvragen

1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)? 

2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?

3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?

Voorkennisvragen

1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)? 

2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?

3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?

Voorkennisvragen

1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)? 

2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?

3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?

Vragen

_{1. In welke anorganische stoffen in de bodem zit stikstof (N)?}

_{2. Waarvoor hebben planten stikstof nodig?}

_{3. Welke groep organismen spelen de grootste rol in de stikstofkringloop?}

Kenmerken hoofdstuk

Niet veel nieuwe concepten, verdieping op V4 stof 

Complexiteit zit in de contexten en grafieken/ tabellen/ modellen

Maak de opdrachten uit de methode om daar mee te oefenen

In het examen komen vaak ecologievragen voor!

Lesdoel

4. Je beschrijft de stikstofbinding door bacteriën

5. Je legt uit hoe menselijke activiteiten de N-kringloop beïnvloeden

6. Je legt de gevolgen van N-toename op het land en in het water uit en je beschrijft maatregelen om de N-toename te beperken

Stikstof (N₂) Is een stof die niet reageert met andere stoffen. Een plant of dier heeft er dan ook niets aan. N₂ blijft N₂.

Alleen met geweld (bliksem, hitte in een motor) bindt N₂ aan zuurstof. 

Of door sommige bacteriën bindt N₂ aan waterstof. 

Ammoniak (NH3) en ammonium (NH4+) zijn eigenlijk twee toestanden van dezelfde stof. 

Als ammoniak oplost, pikt het een H+ van water zodat NH4+ ontstaat. Als ammonium de lucht in gaat, wordt het weer NH3. 

Nitriet bestaat maar heel kort in de natuur, omdat de reactie tot nitraat heel snel gaat. Dat is goed, want nitriet is giftig.

Deze NH₃ zit binnenin een plant. Het wordt meteen gebruikt door de plant om er N-bevattende organische stoffen van te maken. Deze NH₃ komt dus niet in de grond terecht. De andere NH₃ wel.

Stikstofassimilatie is gewoon assmilatie met stikstof. Assimilatie = opbouw van grotere moleculen uit kleinere moleculen. Dus bv. opbouw van aminozuren uit nitraat (en glucose)

Besteed even een paar minuutjes aan het doornemen van de stikstofkringloop in je eigen BINAS 93G . 

De meeste onduidelijkheden vind je hiernaast toegelicht.

Hoe kan er 'N' verdwijnen uit de bodem?

anaeroob proces, verloopt allean als er geen zuurstof is

anaeroob proces, verloopt allean als er geen zuurstof is

aeroob proces, verloopt allean als er wel zuurstof is

aeroob proces, verloopt allean als er wel zuurstof is

BINAS 93G

Knolletjesbacterie

Knolletjesbacterie

Problemen in de stikstofkringloop

Eutrofiëring van water

Vermesting/ verzuring via de lucht

Bijdrage aan het versterkt broeikaseffect

Eutrofiëring

Het toenemen van de voedingsstoffen (met name stikstof en fosfaat) in oppervlaktewater als gevolg van uitspoeling

Oorzaak: kunstmest gebruik op het land en uitspoeling (regen)

Algenbloei – geen zonlicht meer bij waterplanten – dode algen en dode planten zakken naar de bodem en worden afgebroken door reducenten (aeroob) – zuurstoftekort in het water. Hypoxie: zuurstofarme waterlagen

Stikstofproblemen

Stikstofproblemen

Zure regen

Vermesting

Vermesting

NO2 is een broeikasgas

Zure regen

Verzuring van de bodem tast wortels aan.

Vermesting

Toename van voedingsstoffen in de natuur (NH₄⁺ en NH₃)

Hierdoor groeien vooral bepaalde soorten goed: vermindering van de biodiversiteit. 

Eerst planten maar daarna ook andere organismen!

Vergrassing , afname van de biodiversiteit

Lezen blz. 17 kopje stikstofverrijking door bacteriën

Tekstbegripsvragen (na het lezen):

1. Waardoor komt stikstof dat vastgelegd ligt in organische stoffen van dieren weer beschikbaar voor planten?
2. Welke bacteriën kunnen boeren gebruiken om een stikstofarme bodem weer stikstofrijk te maken?
3. Welk enzym gebruiken stikstofbindende bacteriën in wortelknolletjes en onder welke omstandigheden werkt dit enzym optimaal?
4. Hoe wordt het proces genoemd waarbij vrije stikstof (N2) omgezet wordt in NH4+ ?

Lezen blz. 18 Kopje Invloed van de mens op de N-kringloop

Na het lezen:

• Maken opdrachten leerdoel 4 en 5
• Opdracht 16, 17, 18, 20, 21 en 22

Lesdoel

4. Je beschrijft de stikstofbinding door bacteriën

5. Je legt uit hoe menselijke activiteiten de N-kringloop beïnvloeden

6. Je legt de gevolgen van N-toename op het land en in het water uit en je beschrijft maatregelen om de N-toename te beperken

Exitticket

1. Door welk proces komt stikstof dat vastgelegd ligt in organische stoffen van dieren weer beschikbaar voor planten?

2. Welke bacteriën kunnen boeren gebruiken om een stikstofarme bodem weer stikstofrijk te maken?

3. Noem twee problemen die mensen veroorzaken mbt stikstofkringloop.

Reflectie en voorkennis

Beantwoord volgende vragen:

Reflectie:

1. In welke belangrijke mineralen zit stikstof? 

2. Welke gevolgen heeft een toename van stikstofoxiden in de lucht?
3. Welk begrip beschrijft het probleem dat ontstaat als men teveel kunstmest gebruikt?

Voorkennis:
1. Wat is de eerste stap in het eutrofiëringproces? 

2. Wat betekend biodiversiteit?

Eutrofiëring

Proces dat in gang wordt gezet door uitspoeling van mineralen (door teveel gebruik van mest). 

1. Er is een toename van mineralen in het water.
2. De algen in het water gaan door de toename van de mineralen enorm snel delen en groeien (Algenbloei)
3. De algen vormen een biofilm aan de oppervlakte en blokkeren het licht voor de waterplanten. -> Waterplanten gaan dood.
4. Overdag produceren de algen veel O2, veel van de O2 ontsnapt naar de atmosfeer
5. Snachts wordt er geen O2 geproduceerd en ontstaat er zuurstof tekort
6. Organismen in de sloot gaan dood -> Bacteriën die dode resten afbreken nemen toe en verbruiken al het O2
7. O2 is op (hypoxie), alle organismen in de sloot gaan dood.

Gevolg: Vergrassing -> afname van de biodiversiteit

Toename van stikstofmineralen in de bodem geeft snelgroeiende plantensoorten voordeel.

Indicatorsoorten

Een toename van sommige soorten organisme kan een probleem in het ecosysteem aanwijzen. 

Zulke soorten noemen we indicatorsoorten.

Beantwoord volgende vragen 

1. Waardoor raakt het zuurstof in een sloot waar eutrofiering plaatsvindt uiteindelijk op?

2. Waardoor kan de biodiversiteit van een natuurgebied afnemen door een teveel aan stikstofmineralen in de bodem?

3. Wat kan ecologen wijzen dat er sprake is van mogelijke N-verrijking in een gebied?

Aan de slag met de leerdoelen

Maak de opdrachten van leerdoel 6 en de samenvattende opdrachten (30 en 31)