Razlika med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami

Ključna razlika - nitrificirajoče v primerjavi z denitrificirajočimi bakterijami
 

Dušik je bistveno hranilo živih organizmov, zato je zelo pomembno, da je razpoložljivi dušik dobro uravnotežen in recikliran, da ga živi organizmi uporabljajo. Dušik obstaja v svoji naravni diatomski obliki (N₂), ki jih rastline ne morejo absorbirati zaradi svojih bioloških funkcij. Postopek oksidacije fiksnega diatomskega dušika v nitrate in nitrite imenujemo nitrifikacija; najpogosteje to počnejo bakterijske vrste, ki lahko dušik uporabljajo v svoji fiksni obliki. Da bi ohranili dušikovo ravnovesje v ozračju, bi bilo treba ustvariti diatomski dušik z mehanizmom recikliranja, kjer se nitrati in nitriti po bakterijskih vrstah zmanjšajo na diatomski dušik. Ta postopek imenujemo denitrifikacija. Tako so bakterije, ki sodelujejo v teh dveh procesih, označene kot nitrificirajoče in denitrificirajoče bakterije. Ključna razlika med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami je v tem nitrificirajoče bakterije lahko oksidirajo amoniak, ki je na voljo, do nitrata in nitrita ker denitrificirajoče bakterije so sposobne reducirati nitrate in nitrite do naravne diatomske oblike dušikovega plina.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj so nitrificirajoče bakterije
3. Kaj so denitrificirajoče bakterije
4. Podobnosti med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami
5. Primerjava ob strani - Nitrificirajoče in denitrificirajoče bakterije v tabeli
6. Povzetek

Kaj so nitrificirajoče bakterije?

Nitrificirajoče bakterije so kemolitotrofne aerobne bakterije, ki lahko oksidirajo NH₃ v tleh do nitrata oz. NH₃ v zemlji obstaja v njeni ionski obliki NH₄⁺. Popolna nitrifikacija poteka v dveh procesih, kjer je NH₃ najprej oksidira v nitrit (NO₂^-), ki mu sledi nitrat (NO₃^-), ki jo uporabljajo rastline.

1. NH₄⁺ + O₂ NE₂^- + H⁺ + H₂O
2. NE₂^-+ O₂ NE₃^-

   

   Slika 01: Dušikov cikel

Primeri nitrifikacijskih bakterij, ki izvajajo prvo reakcijo nitrifikacije, vključujejo Nitrosomonas in Nitrospira ki spadajo v β podrazred iz Proteobakterije. Bakterije, ki so sposobne izvesti drugo reakcijo procesa nitrifikacije in proizvajajo nitrate, vključujejo Nitrobacter, ki spadajo pod podrazred α Proteobakterije.

Kaj so denitrificirajoče bakterije?

Denitrificirajoče bakterije so vrsta hemolitotrofnih anaerobnih ali aerobnih bakterij, ki lahko zmanjšajo nitrate in nitrite do plinastih dušikovih oblik. Dve glavni obliki sta diatomski dušik (N₂) in dušikov oksid (N₂O). S tem postopkom se atmosferske ravni dušika regenerirajo do normalne koncentracije. Spodaj je prikazana reakcija denitrifikacije.

NE₃^- → NE₂^- → NE + N₂O → N_{2 (g)}

Slika 02: Denitrifikacija

Fakultativni anaerobi, ki sodelujejo pri denitrifikaciji, so Thiobacillus denitrificans, in Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans je aerobna denitrificirajoča bakterija.

Kakšne so podobnosti med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami?

• Nitrificirajoče in denitrificirajoče bakterije so hemolithoautotrophic.
• Večina je bakterij, ki jih prenašajo tla.
• Obe skupini sodelujeta pri ohranjanju ravnovesja dušika v biosferi
• Tako nitrificirajoče kot denitrificirajoče bakterije vsebujejo encime, ki katalizirajo reakcije nitrifikacije in denitrifikacije
• Tako nitrificirajoče kot denitrificirajoče bakterije se uporabljajo v industriji.

Kakšna je razlika med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami?

Nitrificirajoče in denitrificirajoče bakterije
Nitrificirajoče bakterije so bakterijske vrste, ki lahko oksidirajo amonij v tleh do nitratov, ki jih rastline lahko uporabijo.	Denitrificirajoče bakterije so bakterijske vrste, ki lahko nitrate ali nitrite reducirajo do plinastih oblik, kot sta dušikov oksid ali diaatomski dušik.
Vrsta reakcije
Nitrifikacija je oksidacijska reakcija.	Denitrifikacija je reakcija redukcije.
Izdelani izdelki
Nitrificirajoče bakterije proizvajajo nitrate ali nitrite.	Denitrificirajoče bakterije proizvajajo dušikov oksid ali diatomski dušik.
Predhodniki reakcije
Nitrificirajoče bakterije uporabljajo amoniak ali amonijeve ione.	Delitrifikacijske bakterije uporabljajo nitrate ali nitrite kot svoje predhodnike.
Zahteva za kisik
Večina nitrificirajočih bakterij je aerobnih.	Denitrificirajoče bakterije so lahko aerobne ali fakultativne anaerobne.
Industrijska uporaba
Kot dušikova gnojila se uporabljajo nitrificirajoče bakterije.	Denitrifikacijske bakterije se uporabljajo v sistemih ravnanja z odpadno vodo za razgradnjo dušikovih odpadkov.

Povzetek - Nitrificirajoče in denitrificirajoče bakterije

Dušikov cikel je eden najpomembnejših biogeokemičnih ciklov v naravi, kjer se atmosferski dušik pretvori v različne kemične oblike, kar omogoča, da jih živi organizmi izkoristijo. Postopek nitrifikacije je oksidativni postopek, pri katerem se dušik, prisoten kot amonij v tleh, pretvori v nitrate in nitrite, kar poveča biološko razpoložljivost dušika za organizme. Med denitrifikacijo se nitriti in nitrati reducirajo do plinastih oblik (diatomski dušik in dušikov oksid). To je razlika med nitrificirajočimi in denitrificirajočimi bakterijami. Oba procesa sta biološko ugodna z vključevanjem mikrobov, zlasti kemolitotrofnih bakterij. Trenutno te bakterije veljajo za industrijsko pomembne na področju kmetijske in okoljske biotehnologije. Zato so postale potencialna raziskovalna tema na področju biotehnologije.

Prenesite PDF različico Nitrificirajoče v primerjavi z denitrificirajočimi bakterijami

Lahko prenesete PDF različico tega članka in jo uporabljate za namene brez povezave, kot je navedeno v navodilu. Prenesite PDF različico tukaj Razlika med nitrificirajočimi in denitrifikacijskimi bakterijami.

Reference:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe in Josette Garnier. "Nitrifikacija in nitrifikacijska bakterija v reki Spodnji Seni in ustju (Francija)." Uporabna in okoljska mikrobiologija. Ameriško društvo za mikrobiologijo, dec. 2003. Splet. Na voljo tukaj 01. avgust 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalan-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou in Hirofumi Shoun. "Aerobne denitrificirajoče bakterije, ki proizvajajo nizko raven dušikovega oksida." Uporabna in okoljska mikrobiologija. Ameriško društvo za mikrobiologijo, junij 2003. Splet. Na voljo tukaj 01. avgust 2017.

Vljudnost slik:

1. "dušikov cikel" podjetja KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) prek Flickr
2. "1.12 puferji za dušik" Nacionalnega kmetijsko gozdarskega centra (CC BY 2.0) prek Flickr