Круговорот азота в природе. Азот в форме аммиака и соединений аммония, получающийся в процессах биогенной азотфиксации, быстро окисляется до нитратов и нитритов (этот процесс носит название нитрификации). Последние, не связанные тканями растений (и далее по пищевой цепи травоядными и хищниками), недолго остаются в почве. Большинство нитратов и нитритов хорошо растворимы, поэтому они смываются водой и в конце концов попадают в мировой океан (этот поток оценивается в 2,5-8·107 т/год). Азот, включённый в ткани растений и животных, после их гибели подвергается аммонификации (разложению содержащих азот сложных соединений с выделением аммиака и ионов аммония) и денитрификации то есть выделению атомарного азота, а также его оксидов. Эти процессы целиком происходят благодаря деятельности микроорганизмов в аэробных и анаэробных условиях. Содержание.

Слайд 13 из презентации «Азот и его соединения» к урокам химии на тему «Азот»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке химии, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Скачать всю презентацию «Азот и его соединения.ppt» можно в zip-архиве размером 1294 КБ.

Скачать презентацию

Азот

«Кислородные соединения» - 10. Свойства. 13. 2. 1. Связывание диазота N2. 4. 6. Кислотно-основные св-ва в воде. Водородные соединения N. Открытие элементов. 5. N – 1772 г., англ. Аналогично для Li2NH (имид), Li3N (нитрид). 12. 9. 3.

«Получение радиоактивных изотопов» - Медицине. Получение радиоактивных изотопов. С помощью ядерных реакций можно получить изотопы всех химических элементов. Элементы, не существующие в природе. Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса). Радиация вызывает мутации у растений и микроорганизмов. Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике.

«Урок Фосфор» - Р. Аллотропия фосфора. 1669 г- Х.Бранд-первооткрыватель фосфора. Фосфор как элемент. Химические свойства фосфора. (Работа с учебником стр.160 и дополнительной литературой). 2 Р + 3Cl2 (нед) ?2 PCI3 2 Р + 5Cl2 (изб) ? 2PCI5. Цели урока: Мотивационно-ориентационный этап. «...Да! Черный. 1682г- Р.Бойль в химической лаборатории при работе с фосфором.

«Урок Азот» - 1 урок: Азот как простое вещество. Методические рекомендации по изучению темы «Азот как простое вещество». Для проверки усвоения знаний по теме учащимся предлагается выполнить тест. Обсуждают появившиеся вопросы. Задачи урока. Проверка выполнения основной части заданий. В конце урока учащиеся оценивают свою деятельность в соответствии критериями самооценки.

«Урок Соединения фосфора» - Интерактивная доска. ЦОР (Опыт, иллюстрирующий переход красного фосфора в белый). Тестирующая программа по теме «Фосфор”. Выполнила: студентка 42бгр. Раздаточный материал: таблица “Физические свойства белого и красного фосфора”. Формирование навыков работы с обучающими компьютерными программами. Кислородные соединения фосфора.

Азот - один из жизненно важных элементов. Азот не фиксируется в организме в свободном виде. Поэтому в круговороте азота в природе помогают бактерии.

Общее описание

Азот - седьмой элемент периодической таблицы Менделеева. Проявляет две валентности - III и V. В природе это двухатомный газ (N 2), плохо растворимый в воде. За счёт прочной тройной связи между атомами азот является малоактивным веществом, вступающим в реакции только при нагревании или под действием катализатора.

Рис. 1. Строение молекулы азота.

Элемент присутствует в почве, воде, живых организмах в составе сложных веществ. Свободный азот относительно стабилен в атмосфере, его содержание - 78 % от общего объёма газов. Азот может принимать жидкую и твёрдую формы.

Элемент входит в состав аминокислот и белков, нуклеиновых кислот. Без азота невозможно построение ДНК.

Круговорот

Схему круговорота азота в природе условно можно разделить на две части - грунтовую и атмосферную. Круговорот азота через почву осуществляется следующим образом:

• в результате гниения органических веществ (растений, животных) азот превращается в аммиак (NH 3);
• под действием бактерий аммиак окисляется до азотной кислоты (HNO 3);
• азотная кислота вступает в реакцию с элементами почвы, образуя кислые соли (нитраты) - СаСО 3 , Ca(NO 3) 2 ;
• нитраты поглощают растения.

В атмосферу азот также попадает в результате гниения или при горении органических веществ, например, дров или торфа. Под действием разрядов молнии азот соединяется с кислородом, образуя оксид азота (II) - NO, а затем оксид азота (IV) - NO 2 .

Оксиды реагируют с водой, образуя азотную кислоту. Она попадает в почву вместе с дождями, где образуются нитраты.

Кроме того, свободный азот способны усваивать азотфиксирующие бактерии и некоторые виды сине-зеленых водорослей. Азотфиксирующие бактерии (азотфиксаторы) находятся в симбиозе с растениями. Например, клубеньковые бактерии живут на корнях бобовых растений. Азотфиксаторы могут усваивать азот в присутствии или в отсутствии кислорода, т.е. могут являться аэробами или анаэробами. Они также синтезируют нитраты.

Рис. 2. Азотфиксирующие бактерии на клубнях.

Растения могут усваивать азот только в составе солей азотной кислоты. Вместе с листьями азот попадает сначала в организм травоядных животных (консументов первого порядка), а затем - хищных животных (консументов второго порядка). Обратно азот возвращается при гниении и в составе мочевины (CH 4 N 2 O).

Рис. 3. Схема круговорота азота в природе.

Часть нитратов окисляется специальными денитрифицирующими бактериями до свободного азота, который возвращается в атмосферу. Процесс восстановления свободного азота из сложных соединений называется денитрификацией.

Что мы узнали?

Рассмотрели описание круговорота азота в природе. Азот - важный элемент, необходимый живым организмам для постройки тканей и синтеза ДНК. Свободный азот плохо вступает в реакции за счёт прочных тройных связей. Поэтому в усвоении азота помогают бактерии, синтезируя аммиак, азотную кислоту, нитраты. В составе солей азот попадает в растения и далее по пищевой цепочке в организмы травоядных и хищных животных. Новый цикл начинается при отмирании и разложении живых организмов.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 144.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

КРУГОВОРОТ АЗОТА В ПРИРОДЕ Работу выполнили Ученицы: 11 класса Потапова Татьяна и Пичугина Виктория Учитель: Турутина Людмила Юрьевна

2 слайд

Описание слайда:

Азот непрерывно циркулирует в земной биосфере под влиянием различных химических и нехимических процессов, причем в последнее время связанный азот попадает в атмосферу в основном благодаря деятельности человека.

3 слайд

Описание слайда:

Азот - одно из самых распространенных веществ в биосфере, узкой оболочке Земли, где поддерживается жизнь. Так, почти 80% воздуха, которым мы дышим, состоит из этого элемента. Основная часть атмосферного азота находится в свободной форме, при которой два атома азота соединены вместе, образуя молекулу азота - N2. Из-за того, что связи между двумя атомами очень прочные, живые организмы не способны напрямую использовать молекулярный азот - его сначала необходимо перевести в «связанное» состояние. В процессе связывания молекулы азота расщепляются, давая возможность отдельным атомам азота участвовать в химических реакциях с другими атомами, например с кислородом, и таким образом мешая им вновь объединиться в молекулу азота. Связь между атомами азота и другими атомами достаточно слабая, что позволяет живым организмам усваивать атомы азота. Поэтому связывание азота - чрезвычайно важная часть жизненных процессов на нашей планете.

4 слайд

Описание слайда:

5 слайд

Описание слайда:

Круговорот азота представляет собой ряд замкнутых взаимосвязанных путей, по которым азот циркулирует в земной биосфере. Рассмотрим сначала процесс разложения органических веществ в почве. Различные микроорганизмы извлекают азот из разлагающихся материалов и переводят его в молекулы, необходимые им для обмена веществ. При этом оставшийся азот высвобождается в виде аммиака (NH3) или ионов аммония (NH4+). Затем другие микроорганизмы связывают этот азот, переводя его обычно в форму нитратов (NO3–). Поступая в растения (и в конечном счете попадая в организмы живых существ), этот азот участвует в образовании биологических молекул. После гибели организма азот возвращается в почву, и цикл начинается снова. Во время этого цикла возможны как потери азота - когда он включается в состав отложений или высвобождается в процессе жизнедеятельности некоторых бактерий (так называемых денитрифицирующих бактерий), - так и компенсация этих потерь за счет извержения вулканов и других видов геологической активности.

6 слайд

Описание слайда:

7 слайд

Описание слайда:

Представьте себе, что биосфера состоит из двух сообщающихся резервуаров с азотом - огромного (в нем находится азот, содержащийся в атмосфере и океанах) и совсем маленького (в нем находится азот, содержащийся в живых существах). Между этими резервуарами есть узкий проход, в котором азот тем или иным способом связывается. В нормальных условиях азот из окружающей среды попадает через этот проход в биологические системы и возвращается в окружающую среду после гибели биологических систем. Приведем несколько цифр. В атмосфере азота содержится примерно 4 квадрильона (4·1015) тонн, а в океанах - около 20 триллионов (20·1012) тонн. Незначительная часть этого количества - около 100 миллионов тонн - ежегодно связывается и включается в состав живых организмов. Из этих 100 миллионов тонн связанного азота только 4 миллиона тонн содержится в тканях растений и животных - все остальное накапливается в разлагающих микроорганизмах и в конце концов возвращается в атмосферу.

8 слайд

Описание слайда:

9 слайд

Описание слайда:

Таким образом, в результате естественных природных процессов связывается от 100 до 150 миллионов тонн азота год. В ходе человеческой деятельности тоже происходит связывание азота и перенос его в биосферу (например, все то же засевание полей бобовыми культурами приводит ежегодно к образованию 40 миллионов тонн связанного азота). Более того, при сгорании ископаемого топлива в электрогенераторах и в двигателях внутреннего сгорания происходит разогрев воздуха, как и в случае с разрядом молнии. Всякий раз, когда вы совершаете поездку на автомобиле, в биосферу поступает дополнительное количество связанного азота. Примерно 20 миллионов тонн азота в год связывается при сжигании природного топлива.

10 слайд

Описание слайда:

11 слайд

Описание слайда:

Суммировав весь вклад человека в круговорот азота, получаем цифру порядка 140 миллионов тонн в год. Примерно столько же азота связывается в природе естественным образом. Таким образом, за сравнительно короткий период времени человек стал оказывать существенное влияние на круговорот азота в природе. Каковы будут последствия? Каждая экосистема способна усвоить определенное количество азота, и в последствия этого в целом благоприятны - растения станут расти быстрее. Однако при насыщении экосистемы азот начнет вымываться в реки. Эвтрофикация (загрязнение водоемов водорослями) озер - пожалуй, самая неприятная экологическая проблема, связанная с азотом. Азот удобряет озерные водоросли, и они разрастаются, вытесняя все другие формы жизни в этом озере, поскольку, когда водоросли погибают, на их разложение расходуется почти весь растворенный в воде кислород. Тем не менее приходится признать, что видоизменение круговорота азота - еще далеко не худшая проблема из тех, с которыми столкнулось человечество. В связи с этим можно привести слова Питера Витошека, эколога из Стэнфордского университета, изучающего растения: «Мы движемся к зеленому и заросшему сорняками миру, но это не катастрофа. Очень важно уметь отличить катастрофу от деградации».

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.

Цель:

Осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные : показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные:

Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.

Личностные : познавательный интерес к экологии.. Понимание не-обходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных со-обществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников

Познавательные : умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные : участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товари-щей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации

Планируемые результаты

Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные : связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.

Форма организации учебной деятельности - индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Изучение нового материала

Круговорот азота

Круговорот азота - это пример саморегулирующегося цикла с большим резервным фондом в атмосфере. Воздух, на 78% со-стоящий из азота, представляет собой крупнейший «резервуар» и одновременно вследствие своей малой химической активности - «предохранительный клапан» системы. Азот постоянно поступает в атмосферу благодаря деятельности денитрифицирующих бакте-рий и постоянно извлекается из атмосферы в результате деятель-ности азотфиксирующих бактерий и некоторых водорослей (био-химическая фиксация азота), а также действия электрических разрядов при грозе. Круговорот азота складывается из следующих процессов: фиксация, ассимиляция, нитрификация, денитрифика-ция, разложение, выщелачивание, вынос, выпадение с осадками и т. д.

Круговорот азота в биосфере носит весьма своеобразный и замедленный характер. Фиксация азота в живом веществе осуще-ствляется ограниченным количеством живых существ. Отдельные микроорганизмы, содержащиеся в почве и верхних слоях Миро-вого океана, способны расщеплять молекулярный азот (N2) и ис-пользовать его атомы для построения аминогрупп белков (-1ЧНг) и других органических соединений. Атмосферный азот поглоща-ется азотофиксирующими бактериями, некоторыми видами сине-зеленых водорослей. Они синтезируют нитраты, которые стано-вятся доступными для использования другими растениями био-сферы. Биофиксация азота осуществляется некоторыми бакте-риями в симбиозе с высшими растениями в почвах (например, клубеньковыми бактериями, живущими на корнях бобовых рас-тений). После своей гибели растения и животные возвращают азот в почву, откуда он поступает в состав новых поколений рас-тений и животных.

Определенная часть азота в виде молекул возвращается в ат-мосферу. В почвах происходит процесс нитрификации, который состоит из цепи реакций, когда при участии микроорганизмов происходит окисление иона аммония (ИН^) до нитрита (N02") или нитрита до нитрата (ИОз-). Восстановление нитритов и нит-ратов до газообразного соединения молекулярного азота (N2) или оксидов азота (ИхОу) составляют сущность процесса денитрифи-кации.

1 из 13

Презентация на тему: Круговорот азота

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Введение Азот - одно из самых распространенных веществ в биосфере, узкой оболочке Земли, где поддерживается жизнь. Так, почти 80% воздуха, которым мы дышим, состоит из этого элемента. Круговорот азота представляет собой ряд замкнутых взаимосвязанных путей, по которым азот циркулирует в земной биосфере. Молекула Оксида азота(III) Круговорот азота складывается из следующих процессов: фиксация, ассимиляция, нитрификация, денитрификация, разложение, выщелачивание, вынос, выпадение с осадками и т. д.

№ слайда 4

Описание слайда:

Круговорот азота - это пример саморегулирующегося цикла с большим резервным фондом в атмосфере. Воздух, на 78% состоящий из азота, представляет собой крупнейший "резервуар" и одновременно, вследствие своей малой химической активности, - "предохранительный клапан" системы. Азот постоянно поступает в атмосферу благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий и постоянно извлекается из атмосферы в результате деятельности азотфиксирующих бактерий и некоторых водорослей (биохимическая фиксация азота), а также действия электрических разрядов при грозе.

№ слайда 5

Описание слайда:

Весь азот, свободный в атмосфере и связанный в органическом веществе, в почвенном гумусе, в торфе, не усваивается растениями, а следовательно, и животными. Таким образом, азот не может непосредственно участвовать в биогенном круговороте веществ. Его вовлечение в круговорот в природе осуществляется при помощи микроорганизмов, из которых одни производят разложение органических азотсодержащих веществ до минеральных азотистых соединений, легко усвояемых растениями; другие, так называемые азотфиксирующие, напротив, извлекают свободный азот из воздуха и синтезируют из него органические соединения. В круговороте азота можно выделить следующие основные биохимические процессы: 1) гниение, или аммонификация; 2) нитрификация; 3)денитрификация 4) фиксация атмосферного азота.

№ слайда 6

Описание слайда:

Аммонификация Гниение, или аммонификация - это превращение органического азота в минеральный азот, разложение сложного белка до аммиака. Поэтому этот процесс и называется аммонификацией. Он проходит в несколько этапов в результате жизнедеятельности различных групп микроорганизмов, главным образом бактерий, а также актиномицетов и плесневых грибов. Протейная палочка Микоидная палочка Кишечная палочка

№ слайда 7

Описание слайда:

Нитрификация Нитрификация-процесс окисления солей аммиака в соли азотной кислоты. Конечные продукты разложения белка и других азотных веществ - аммиачные соли - уже сами по себе могут усваиваться растениями. Однако наиболее легко усвояемыми для растений являются соли азотной кислоты.

№ слайда 8

Описание слайда:

С. Н. Виноградский-русский микробиолог. Он отказался от обычных бактериологических питательных сред и стал изучать процесс нитрификации на чисто минеральных средах. В результате он доказал, что этот процесс осуществляется особой физиологической группой бактерий. Он также показал, что процесс нитрификации проходит в две фазы. В первой фазе аммиачные соли окисляются в соли азотистой кислоты - нитриты: 2NH3+3О2→2HNО2+2H2О+158 ккал. Сущность процесса Нитрификации Нитрофицирующие бактерии, выделенные из разных почв Во второй фазе образовавшиеся соли азотистой кислоты окисляются в соли азотной кислоты - нитраты: 2HNО2+О2=2HN03+48 ккал.

Описание слайда:

Денитрификация Денитрификация-такие процессы восстановления нитратов с образованием как конечного продукта молекулярного азота называются. Денитрификацию вызывают микроорганизмы, широко распространенные в почве, навозе, на поверхности и корнях растений. Это факультативные анаэробы. Денитрификация - крайне нежелательный процесс в почве, так как ведет к обеднению почвы нитратами. Борьба с ним заключается в аэрации почвы путем перепахивания. Круговорот азота заканчивается возвращением его в атмосферу в процессе денитрификации.

№ слайда 11

Описание слайда:

Фиксация атмосферного азота Огромные запасы газообразного азота совершенно недоступны для высших растений и животных. Вовлечение его в биогенный круговорот совершается двумя путями. В первом случае азот превращается в двуокись азота NO2 под влиянием электрических разрядов, происходящих во время гроз, или в результате фотохимического окисления. Двуокись азота растворяется в воде, в почве и окисляется дальше. Этим путем за год 1 м2 поверхности получает 30 мг NO3. Второй путь вовлечения азота в круговорот осуществляется азотфиксирующими микроорганизмами. Эти микробы разделяются на две группы: 1) клубеньковые бактерии, фиксирующие азот в симбиозе с бобовыми растениями, и 2) свободноживущие бактерии.

№ слайда 12

Описание слайда:

Вывод При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве н и трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты: 2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Таким образом, в природе совершается непрерывный круговою рот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений.

№ слайда 13

Описание слайда: