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Lexikon der Biologie: Stickstoff

Stickstoff, Nitrogenium, chemisches Zeichen N, ein nichtmetallisches chemisches Element (Bioelemente), das als Bestandteil der Atmosphäre (78,09 Volumenprozent) als molekularer Stickstoff (N2) und zahlreicher am Stoffwechsel der Zellen und Organismen beteiligter organisch-chemischer Verbindungen (organisch [Tab.]), besonders der Aminosäuren, Nucleotide, Nucleinsäuren, Proteine und der Tetrapyrrole (Porphyrine), von zentraler biologischer Bedeutung ist. Die organischen Stickstoffverbindungen der belebten Natur werden von Pflanzen aus Ammonium- (Ammonium) und Nitrationen (Nitrate) aufgebaut, die von der Pflanze durch die Wurzeln aufgenommen werden. Diese Ionen sind aus diesem Grunde vielfach Bestandteile der Stickstoffdünger (Makronährstoffe). Die Fähigkeit, molekularen Stickstoff direkt in organische Verbindungen zu überführen, ist nur auf wenige Mikroorganismen (Bakterien, Cyanobakterien, Archaebakterien) beschränkt. Bei der Verwesung tierischen und pflanzlichen Materials werden die organischen Stickstoffderivate weitgehend zu Ammoniak bzw. Ammoniumsalzen abgebaut. – Reiner molekularer Stickstoff ist ein farb-, geruch-und geschmackloses Gas, unter –196 °C eine farblose Flüssigkeit; unter –210 °C bildet er farblose Kristalle. Stickstoff besteht aus den stabilen (d.h. nicht radioaktiven) Isotopen 14N und 15N mit den relativen natürlichen Häufigkeiten 99,63% und 0,37%. Molekularer Stickstoff ist chemisch wenig reaktiv, weshalb zu seiner Einschleusung in den Stickstoffkreislauf (Farbtafel) hohe Energiebeträge erforderlich sind (Stickstoffassimilation). Durch Funkenentladung (Blitze) bilden sich aus dem Stickstoff der Luft Stickoxide (NO, N2O3, NO2). Da diese heute auch als Nebenprodukte bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in großen Mengen entstehen, zählen sie zu den umweltbelastenden Stoffen (Luftverschmutzung, Schadstoffe), die als mitverursachend für die neuartigen Waldschäden angenommen werden. Alkaloide, Boussingault (J.B.), Cavendish (H.), Denitrifikation, Dumas (J.B.A.), Hellriegel (H.), Kjeldahl (J.G.C.T.), Knöllchenbakterien (Farbtafel), Mineralisation, Nährsalze (Tab.), Pflanzenernährung, Rutherford (D.), Stickstoffixierung; ä chemische und präbiologische Evolution .

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