Різниця між нітрифікуючими та денітрифікуючими бактеріями

Ключова різниця - нітрифікуючі проти денітрифікуючі бактерії

Азот є важливою поживною речовиною для живих організмів, і дуже важливо, щоб наявний азот був добре збалансований та перероблений для того, щоб використовувати його живими організмами. Азот існує в його природній діатомічній формі (N₂), які не можуть бути поглинені рослинами за свої біологічні функції. Процес окислення нерухомого двоатомного азоту в нітрати та нітрити називається нітрифікацією; найчастіше це роблять бактеріальні види, які можуть утилізувати азот у своїй фіксованій формі. Щоб підтримувати баланс азоту в атмосфері, діатомовий азот повинен вироблятися за допомогою механізму переробки, де нітрати та нітрити зводяться назад до двоатомного азоту бактеріальними видами. Цей процес називають денітрифікацією. Таким чином, бактерії, що беруть участь у цих двох процесах, характеризуються як нитрифицирующие бактерії та денітрифікуючі бактерії. Ключова різниця між нітрифікуючими та денітрифікуючими бактеріями полягає в тому, що нітрифікуючі бактерії здатні окислювати наявний аміак до нітратів та нітритів тоді як денітрифікуючі бактерії здатні знижувати нітрати та нітрити до природного діатомічного виду газу азоту.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке нітрифікуючі бактерії
3. Що таке денітрифікуючі бактерії
4. Подібність нітрифікуючої та денітрифікуючої бактерій
5. Порівняльне порівняння - нітрифікуючі проти денітрифікуючі бактерії в табличній формі
6. Підсумок

Що таке нітрифікуючі бактерії?

Нітрифікуючі бактерії - це хемолітотрофні аеробні бактерії, здатні окислювати NH₃в ґрунті до нітрату або нітриту. NH₃ у ґрунті існує в його іонній формі NH₄⁺. Повна нітрифікація відбувається в два процеси, де NH₃ спочатку окислюється до нітриту (NO₂^-), а потім Нітрат (НІ)₃^-), який використовується рослинами.

NH₄⁺ + О₂НІ₂^- + Н⁺+ Н₂О
НІ₂^-+ О₂НІ₃^{^-}
Малюнок 01: Цикл азоту

Приклади нітрифікуючих бактерій, які здійснюють першу реакцію нітрифікації, включають Нітросомонас і Нітроспіра які належать до підкласу β Протеобактерії. До бактерій, які здатні здійснювати другу реакцію процесу нітрифікації та утворювати нітрати, відносяться Нітробактер, які належать до підкласу α Протеобактерії.

Що таке денітрифікуючі бактерії?

Денітрифікуючі бактерії - це тип хемолітотрофних анаеробних або аеробних бактерій, здатних відновлювати нітрати та нітрити до газоподібних форм азоту. Дві основні форми - це двоатомний азот (N₂) та оксиду азоту (N₂О). Завдяки цьому процесу атмосферний рівень азоту відновлюється до нормальної концентрації. Реакція денітрифікації проілюстрована нижче.

НІ₃^- → НІ₂^- → NO + N₂O → N_{2 (г)}

Малюнок 02: Денітрифікація

Факультативні анаероби, що беруть участь у денітрифікації, є Thiobacillus denitrificans, і Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans є аеробною денітрифікуючою бактерією.

Які подібності між нітрифікуючими та денітрифікуючими бактеріями?

Нітрифікуючі та денітрифікуючі бактерії є хемолітоавтотрофними.
Більшість із них - бактерії, що переносяться у ґрунті.
Обидві групи беруть участь у підтримці балансу азоту в біосфері
Як нітрифікуючі, так і денітрифікуючі бактерії містять ферменти, що каталізують реакції нітрифікації та денітрифікації
Як нітрифікуючі, так і денітрифікуючі бактерії використовуються в промисловості.

Яка різниця між нітрифікуючими та денітрифікуючими бактеріями?

Нітрифікуючі проти денітрифікуючі бактерії
Нітрифікуючі бактерії - це бактеріальні види, здатні окислювати амоній у ґрунті до нітратів, які можуть бути використані рослинами.	Денітрифікуючі бактерії - це бактеріальні види, які здатні знижувати нітрати або нітрити до газоподібних форм, таких як оксид азоту або двоатомний азот.
Тип реакції
Нітрифікація - це реакція окислення.	Денітрифікація - це реакція відновлення.
Продукти сформовані
Нітрифікуючі бактерії виробляють нітрати або нітрити.	Денітрифікуючі бактерії виробляють оксид азоту або двоатомний азот.
Попередники реакції
Нітрифікуючі бактерії використовують аміак або іони амонію.	Денітрифікуючі бактерії використовують нітрати або нітрити в якості попередників.
Вимога кисню
Більшість нітрифікуючих бактерій є аеробними.	Денітрифікуючі бактерії можуть бути аеробними або факультативно анаеробними.
Промислове використання
Нітрифікуючі бактерії використовують як азотні добрива.	Денітрифікуючі бактерії використовуються в системах управління стічними водами для деградації азотистих відходів.

Підсумок - Нітрифікуючі проти денітрифікуючі бактерії

Цикл азоту - один з найважливіших біогеохімічних циклів у природі, коли атмосферний Азот перетворюється на різні хімічні форми, роблячи його доступним для утилізації живих організмів. Процес нітрифікації - це окислювальний процес, коли азот, присутній у вигляді амонію в ґрунті, перетворюється на нітрати та нітрити, підвищуючи біологічну доступність азоту для організмів. Під час денітрифікації нітрити та нітрати зводяться до газоподібних форм (двоатомний азот та оксид азоту). Це різниця між нитрифицирующими і денітрифікуючими бактеріями. Обидва ці процеси є біологічно сприятливими завдяки залученню мікробів, особливо хемолітотрофних бактерій. В даний час ці бактерії вважаються промислово важливими в галузях сільськогосподарської та екологічної біотехнології. Тому вони стали потенційною темою дослідження в галузі біотехнології.

Завантажити PDF версію нітрифікуючих проти денітрифікуючих бактерій

Ви можете завантажити PDF-версію цієї статті та використовувати її в офлайн-цілях відповідно до примітки. Завантажте тут версію PDF тут Різниця між нітрифікуючими та денітрифікуючими бактеріями.

Список літератури:

1. Себрон, Орелі, Тьєррі Берте та Жозета Гарньє. "Нітрифікація та нітрифікація бактерій у річці Нижній Сені та лимані (Франція)." Прикладна та екологічна мікробіологія. Американське товариство з мікробіології, грудень 2003. Веб. Доступний тут. 01 серпня 2017 року.
2. Такая, Наокі, Марія Антоніна Б. Каталонська Сакаїрі, Ясусі Сакагучі, Ісао Като, Жемін Чжоу та Хірофумі Шун. «Аеробні денітрифікуючі бактерії, які виробляють низький вміст оксиду азоту». Прикладна та екологічна мікробіологія. Американське товариство з мікробіології, червень 2003. Веб. Доступний тут. 01 серпня 2017 року.

Надано зображення:

1. «азотний цикл» від KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) через Flickr
2. "1,12 буферів для азоту" Національного агролісомеліоративного центру (CC BY 2.0) через Flickr

Наука та природа