Kvävets kretslopp

by Doeshe Wavestream(Göran Wågström)

……men va ä de dää henne ska handla om?

• Jag tänkte beskriva hur eleverna kan ”utveckla” min ”torra” powerpoint presentation och göra den mer levande och mer användbar för dem själva. Både själva ”utvecklingsprocessen” och resultatet blir då bra verktyg för inlärning och djupare förståelse.

• Min idé är att eleverna själva ”bygger ut” den presentation som läraren visat i klassrummet. De gör det genom att skapa (hyper)länkar till olika websidor, filmer på YouTube, till bilder och texter som de hittat på nätet och naturligtvis till egna bilder och egna kommentarer.

• Den bild som finns på nästa sida är en ganska ”torr” och relativt avskalad presentation av kvävets kretslopp som jag gjort. Den använder jag som utgångspunkt när jag går igenom kvävets kretslopp med eleverna i Biologi 1 kursen. Det är ett mycket intressant kretslopp där olika kemiska processer som genomförs av bakterier har mycket stor betydelse. Även kemiska processer i atmosfären och människans olika aktiviteter påverkar mycket.

KVÄVEFIXERING

Bakterier och cyanobakterier,

som antingen lever fritt eller i

mutualistisk symbios, binder

luftens kväve till ammonium.

Det ingår sen i aminosyror som

bygger upp proteinerna. Alla

ärtväxter har rotknölar med

bakterier av släktet Rhizobium.

N2 i atmosfären

Industriell kvävefixering.

Produktion av konstgödsel

PRODUCENTER

Växter, alger , bakterier

och cyanobakterier,

4 · 109 ton kväve

Döda växtdelar

1 · 1011 ton kväve

KONSUMENTER

T ex Djur

NH3ammoniak

NH4+

ammonium

NO2-

nitrit

NO3-

nitrat

Vid förbränning och

vid blixturladdningar

reagerar atmosfärens

N2 och O2 med

varandra och det bildas

kväveoxider

Nedbrytning

av döda djur

Urinämne

Urinsyra Utsöndring

Nedbryt-

ning

N2 och även

en del N2O

bildas

DENITRIFIKATION

Bakterier i syrefri miljö

Utnyttjar NO3- joner

istället för O2 i sin

cellandning.

(Nitratandning)

nedbrytning

NITRIFIKATION

aminosyror

Upptag av

NÄRSALTER ur

mark, vatten och luft

Därigenom skapar de sig en sorts utvidgad ”tankekarta” och på vägen lär de sig massor och inte bara om ämnet utan om hur man skapar länkar och hur man kan användaprogrammet PowerPoint.

Efter genomgången får eleverna till uppgift att utifrån det som presenterats vidga sitt vetande om de olika processerna.

De kan då läsa i läroboken (vilken tyvärr oftast är ganska torftig) eller leta information på Internet, vilket kan vara mycket givande, särskilt om man söker på engelskspråkiga websidor.

Tanken är då att de kan göra nya sidor att lägga till presentationeneller så kan de sammanfatta viktiga principer i ett word-dokumenteller samla bilder i en mapp eller i ett dokument som de sen skapar

länkar till. Länkar till sidor på nätet och mediaklipp kan också fixas.

KVÄVEFIXERING

Bakterier och cyanobakterier,

som antingen lever fritt eller i

mutualistisk symbios, binder

luftens kväve till ammonium.

Det ingår sen i aminosyror som

bygger upp proteinerna. Alla

ärtväxter har rotknölar med

bakterier av släktet Rhizobium.

N2 i atmosfären

Industriell kvävefixering.

Produktion av konstgödsel

PRODUCENTER

Växter, alger , bakterier

och cyanobakterier.

Innehåller 4 · 109 ton

kväve

Döda växtdelar

1 · 1011 ton kväve

KONSUMENTER

T ex Djur

NH3ammoniak

NH4+

ammonium

NO2-

nitrit

NO3-

nitrat

Vid förbränning och

vid blixturladdningar

reagerar atmosfärens

N2 och O2 med

varandra och det bildas

kväveoxider

Nedbrytning

av döda djur

Urinämne

Urinsyra Utsöndring

Nedbryt-

ning

N2 och även

en del N2O

bildas

DENITRIFIKATION

Bakterier i syrefri miljö

Utnyttjar NO3- joner

istället för O2 i sin

cellandning.

(Nitratandning)

nedbrytning

NITRIFIKATION

aminosyror

Upptag av

NÄRSALTER ur

mark, vatten och luft

Nä nu ser vi till att komma igång. Det är ju viktigt att alla blir klara med Net21 innan ”Tomten” kommer. Programmet får visst kulor så de

inte behöver pynta så mycket…???

En länk skapar du genom att markera en del av texten, hela textrutan eller en bildeller något annat. Sen klickar du på fliken infoga och får då upp menyn för Hyperlänk.Där väljer du vad du vill länka till. D v s om det är till en websida eller en fil på datorneller till en annan del i det befintliga dokumentet.

Om man vill länka till en sida på webben så går man till websidan och kopierar adressen som visas i webläsarens adressfönster. Den klistras därefter in i adressfältet i hyperlänkmenyn. Därefter klickar du på OK.

När man jobbar med att bygga påPowerPointPresentationen så kollar man ju att de infogade länkarna fungerar…......så då gör vi väl det. Klicka på N2 i atmosfären på nästa sida

…stäng webläsaren med stängningskryssetnär du tittat klart på websidan

KVÄVEFIXERING

Bakterier och cyanobakterier,

som antingen lever fritt eller i

mutualistisk symbios, binder

luftens kväve till ammonium.

Det ingår sen i aminosyror som

bygger upp proteinerna. Alla

ärtväxter har rotknölar med

bakterier av släktet Rhizobium.

N2 i atmosfären

Industriell kvävefixering.

Produktion av konstgödsel

PRODUCENTER

Växter, alger , bakterier

och cyanobakterier,

4 · 109 ton kväve

Döda växtdelar

1 · 1011 ton kväve

KONSUMENTER

T ex Djur

NH3ammoniak

NH4+

ammonium

NO2-

nitrit

NO3-

nitrat

Vid förbränning och

vid blixturladdningar

reagerar atmosfärens

N2 och O2 med

varandra och det bildas

kväveoxider

Nedbrytning

av döda djur

Urinämne

Urinsyra Utsöndring

Nedbryt-

ning

Kväve, N2 och lite

lustgas, N2O bildas

DENITRIFIKATION

Bakterier i syrefri miljö

Utnyttjar NO3- joner

istället för O2 i sin

cellandning.

(Nitratandning)

nedbrytning

NITRIFIKATION

Upptag av

NÄRSALTER ur

mark, vatten och luft

aminosyror

…..javisst. Det fungerade ju bra. Med ett klick kunde duta dig till wikipedias sida om kväve.

Om du vill göra en länk till en sida längre fram i denna presentation gör du på motsvarande sätt. Du kan alltså göra nya sidor i presentatationen som du direkt länkar till utifrån den ursprungliga grundstrukturen. På så sätt blir informationen lätt att hitta sen.

Låt oss se hur man gör. Börja gärna med att ”skapa” den nya sidan som du vill länka till. Jag gör en sida om NITRIFIKATION och dit ska jag länka från sidan med kretsloppet.

Markerar den text (eller objekt) som ska länkas ….

2. När du är i Hyperlänkmenyn väljer du att länka till en annan sida i ditt dokument.

3. Klicka på OK när du är klar

1. Markera den text eller objekt du länkar till

KVÄVEFIXERING

Bakterier och cyanobakterier,

som antingen lever fritt eller i

mutualistisk symbios, binder

luftens kväve till ammonium.

Det ingår sen i aminosyror som

bygger upp proteinerna. Alla

ärtväxter har rotknölar med

bakterier av släktet Rhizobium.

N2 i atmosfären

Industriell kvävefixering.

Produktion av konstgödsel

PRODUCENTER

Växter, alger , bakterier

och cyanobakterier,

4 · 109 ton kväve

Döda växtdelar

1 · 1011 ton kväve

KONSUMENTER

T ex Djur

NH3ammoniak

NH4+

ammonium

NO2-

nitrit

NO3-

nitrat

Vid förbränning och

vid blixturladdningar

reagerar atmosfärens

N2 och O2 med

varandra och det bildas

kväveoxider

Nedbrytning

av döda djur

Urinämne

Urinsyra Utsöndring

Nedbryt-

ning

Kväve, N2 och lite

lustgas, N2O bildas

DENITRIFIKATION

Bakterier i syrefri miljö

Utnyttjar NO3- joner

istället för O2 i sin

cellandning.

(Nitratandning)

nedbrytning

NITRIFIKATION

Upptag av

NÄRSALTER ur

mark, vatten och luft

aminosyror

….Vad bra vi fixade en länk

Vi klickar på den

Nitrifikation

• 2NH4+ + 3O2 →2NO2

- + 4H+ + 2H2O +energiDenna process utförs av bakteriesläktet Nitrosomonas

• 2NO2- + O2 → 2NO3

- + energiDenna process utförs av bakteriesläktet Nitrobacter

• Båda dessa bakteriesläkten är kemoautotrofer och använder den bildade energin till att fixera koldioxid och bilda kolhydrater som de sen använder som energikälla och som byggnadsmaterial.

Genom att göra en pil eller en annan symbol som du gjort till en länk så kan du lätt ta dig tillbaka eller vidare till något annat ställe i dokumentet.

……..nä nu får vi se till att bli klar med det här…….

….klar blir man väl aldrig med ett sånt här dokument?

…det är ju förvisso sant men på nästa sida har jag lagt in flerlänkar som antingen leder ut på nätet eller till andra sidor idet här dokumentet. Se nu till att prova att klicka på de olika länkarna på nästa sida! Hoppas du lärt dig något om hur man skapar länkar och kanske också något om kvävets kretslopp.

…ibland har man ett behov att skapa en länk till dokumentsom innehåller mycket text eller annan info. Det får då ligga som word-filer i en mapp på din dator. Det visar vi dock inte här.

….om du klivit ut på nätet genom att klicka på en länkså tar du dig tillbaka enklast genom att klicka på ”stängningskrysset” i webläsaren.

KVÄVEFIXERING

Bakterier och cyanobakterier,

som antingen lever fritt eller i

mutualistisk symbios, binder

luftens kväve till ammonium.

Det ingår sen i aminosyror som

bygger upp proteinerna. Alla

ärtväxter har rotknölar med

bakterier av släktet Rhizobium.

N2 i atmosfären

Industriell kvävefixering.

Produktion av konstgödsel,

ammoniumnitrat.

PRODUCENTER

Växter, alger, bakterier

och cyanobakterier,

innehåller 4 · 109 ton

kväve

Döda växtdelar

1 · 1011 ton kväve

KONSUMENTER

T ex Djur

NH3ammoniak

NH4+

ammonium

NO2-

nitrit

NO3-

nitrat

Vid förbränning och

vid blixturladdningar

reagerar atmosfärens

N2 och O2 med

varandra och det bildas

kväveoxider

Nedbrytning

av döda djur

Urinämne

Urinsyra Utsöndring

Nedbryt-

ning

Kväve, N2 och lite

lustgas, N2O bildas

DENITRIFIKATION

Bakterier i syrefri miljö

Utnyttjar NO3- joner

istället för O2 i sin

cellandning.

(Nitratandning)

Nedbrytning

NITRIFIKATION

Upptag av

NÄRSALTER ur

mark, vatten och luft

aminosyror

Hoppas att ni förstått??………….annars får ni titta in till mig på jobbet så får jag förklara….

Nu är det slut!

Mina länkar kanske inte blir ”klickbara” när man kör denna PPP via Slideshare men då kanske jag kan skicka den till digom du hör av dig

Sockerärtor är lättodlade

Ärtväxter innehåller ganska mycket av fleraessentiella aminosyror. För veganer är detviktigt att äta rätt sammansatt kost så man får i sig alla de 8 essentiella aminosyrorna i rätt mängd. Vete kompletterar ärtor bra.

På rötterna hos alla ärtväxter kan man se knölar av Rhizobiumbakterier. Bakterierna har ett enzym, nitrogenas, som har förmåga att ta upp kvävgas och omvandla det till ammoniumjoner

Foto: Göran Wågström Foto. Göran Wågström

Denitrifikation

• 2 NO3− + 10 e− + 12 H+ → N2 + 6 H2O

• Vid oxidation av näringsämnen frigörs elektroner som efter många reaktionssteg tas upp av det slutliga oxidationsmedlet, vilket är syre hos de flesta organismer. Denitrifikationsbakterierna använder istället nitratjoner som det slutliga oxidationsmedlet

• Denna naturliga process sker bl a i våtmarker och utnyttjas i reningsverk för att minska utsläppen av nitrat till sjöar och hav och på så sätt minskas övergödningen.

Nitrifikation

• 2NH4+ + 3O2 →2NO2

- + 4H+ + 2H2O + energiDenna process utförs av bakteriesläktet Nitrosomonas

• 2NO2- + O2 → 2NO3

- + energiDenna process utförs av bakteriesläktet Nitrobacter

• Båda dessa bakteriesläkten är kemoautotrofer och använder den bildade energin till att fixera koldioxid och bilda kolhydrater som de sen använder som energikälla och som byggnadsmaterial.

Våtmarker är kvävefällor• Våtmarker fungerar som naturliga kvävereningsverk

• I vattnet och i sedimentens översta skikt där syretillgången är god sker nitrifikation.

• I syrefri miljö en bit ner i sedimenten omvandlar denitrifikationsbakterier nitrat till kvävgas

• Kväveföreningar tas också upp av vattenväxterna

• Minskat kväveläckage till havet

• Rikare djurliv. I våtmarkerna trivs groddjur, insekter, fåglar mm

RhizobiumbakterierRhizobiumbakterier finns dels frilevande i marken, men de finns också i rotknölar hos arterna hos familjen ärtväxter, Fabaceae. (tidigare Leguminosae).

Dessa bakterier kan fånga in kväve, N2 från luften och omvandla det till ammonium som sen blir bl a aminogruppen–NH2 i aminosyrorna.

Bakterierna tränger in i roten genom rothåren. Bakterien stimulerar celler i rotens ytterskikt, cortex, att bilda knölar. Inne i cellerna i rotknölen förökar sig bakterierna och de är inneslutna i speciella membranblåsor, 1 – 6 bakterier i varje blåsa.

Bakterierna kan inte föröka sig hur mycket som helst utan till slut avstannar tillväxten.

Rhizobiumbakterierna är oftast stavformiga, men de kan också vara mer oregelbundet formade, grenade (Y-form) eller sfäriska.

Bakterierna och ärtväxten lever i en mutualistisk symbios, d v s de har ömsesidig nytta av varandra. Växten har sin kväveförsörjning tryggad tack vare bakterien och bakterien tar socker från växten för att få energi och byggnadsmaterial.

Kvävefixeringen katalyseras av enzymet nitrogenas som finns hos Rhizobiumbakteierna. Nitrogenasets aktivitet, d v s förmåga att verka, försämras av syrgas, O2 , men bakterierna behöver ju syre för att förbränna socker i cellandningen.

För att kvävefixeringen ska bli så effektiv som möjligt måste halten O2 i rotknölarna hållas på en så låg nivå som möjligt utan att cellandningen störs för mycket. Detta problem löses genom att rotknölarna innehåller s.k leg-hemoglobin som kan binda syre till sig. (leg = leguminosae, det gamla namnet på familjen ärtväxter)

När man skär i en rotknöl kan man urskilja en rödaktig färgton som orsakas av det järnhaltiga hemoglobinet.

Försök med flera olika arter av rhizobiumbakterier och av olika stammar av samma art visar att effektiviteten i kvävefixeringen kan variera kraftigt.

Hos vissa stammar kan den utebli helt när den växer på vissa plantor trots att det finns fina rotknölar. I dessa fall blir det närmast en parasitism från bakteriens sida. Bakterien utnyttjar växtens socker men ger inget tillbaka.

Parasitismen är dock mild och växten tar ingen större skada.