Rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi

Klíčový rozdíl - nitrifikace vs denitrifikační bakterie

Dusík je nezbytnou živinou pro živé organismy a je velmi důležité, aby byl dostupný dusík dobře vyvážen a recyklován, aby jej mohly živé organismy používat. Dusík existuje ve své přirozené diatomické formě (N₂), které rostliny nemohou absorbovat pro jejich biologické funkce. Proces oxidace fixovaného diatomického dusíku na dusičnany a dusitany se nazývá nitrifikace; toto se nejčastěji provádí bakteriálními druhy, které mohou využívat dusík ve své pevné formě. Pro udržení dusíkové rovnováhy v atmosféře by měl být diatomický dusík vytvářen recyklačním mechanismem, kde jsou dusičnany a dusitany bakteriálními druhy redukovány zpět na diatomický dusík. Tento proces se nazývá denitrifikace. Bakterie zapojené do těchto dvou procesů jsou tedy charakterizovány jako nitrifikační bakterie a denitrifikační bakterie. Klíčovým rozdílem mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi je to nitrifikační bakterie jsou schopné oxidovat dostupný amoniak na dusičnany a dusitany zatímco denitrifikační bakterie jsou schopné redukovat dusičnany a dusitany na svůj přirozeně se vyskytující plynný dusíkový dusík.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co jsou nitrifikační bakterie
3. Co jsou to denitrifikační bakterie
4. Podobnosti mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi
5. Porovnání bok po boku - nitrifikace vs denitrifikační bakterie v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co jsou nitrifikační bakterie?

Nitrifikační bakterie jsou chemolithotropní aerobní bakterie, které jsou schopné oxidovat NH₃v půdě na dusičnany nebo dusitany. NH₃ v půdě existuje v iontové formě NH₄⁺. Úplná nitrifikace probíhá ve dvou procesech, kde NH₃ je nejprve oxidován na dusitan (NO₂^-) následovaný dusičnanem (NO₃^-), který využívají rostliny.

NH₄⁺ + Ó₂NE₂^- + H⁺+ H₂Ó
NE₂^-+ Ó₂NE₃^{^-}
Obrázek 01: Cyklus dusíku

Mezi příklady nitrifikačních bakterií, které provádějí první reakci nitrifikace, patří: Nitrosomonas a Nitrospira které patří do podtřídy β třídy Proteobakterie. Bakterie, které jsou schopné provádět druhou reakci nitrifikačního procesu a produkují dusičnan, zahrnují Nitrobacter, které patří do podtřídy α Proteobakterie.

Co jsou to denitrifikační bakterie?

Denitrifikační bakterie jsou typem chemolithotropních anaerobních nebo aerobních bakterií, které jsou schopné redukovat dusičnany a dusitany na plynné formy dusíku. Dvě hlavní formy jsou diatomový dusík (N₂) a oxid dusný (N₂Ó). Prostřednictvím tohoto procesu se atmosférické hladiny dusíku regenerují na normální koncentraci. Denitrifikační reakce je ilustrována níže.

NE₃^- → NE₂^- → NO + N₂O → N_{2 (g)}

Obrázek 02: Denitrifikace

Fakultativní anaerobové podílející se na denitrifikaci jsou Thiobacillus denitrificans, a Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans je aerobní denitrifikační bakterie.

Jaké jsou podobnosti mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi?

Nitrifikační a denitrifikační bakterie jsou chemolithoautotropní.
Většina z nich jsou půdní bakterie.
Obě skupiny se podílejí na udržování rovnováhy dusíku v biosféře
Nitrifikační i denitrifikační bakterie obsahují enzymy, které katalyzují reakce nitrifikace a denitrifikace
Nitrifikační i denitrifikační bakterie jsou průmyslová odvětví.

Jaký je rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi?

Nitrifikační vs denitrifikační bakterie
Nitrifikační bakterie jsou bakteriální druhy, které jsou schopné oxidovat amonium v půdě na dusičnany, které by mohly rostliny využít.	Denitrifikační bakterie jsou bakteriální druhy, které jsou schopné redukovat dusičnany nebo dusitany na plynné formy, jako je oxid dusný nebo diatomický dusík.
Typ reakce
Nitrifikace je oxidační reakce.	Denitrifikace je redukční reakce.
Produkty byly vytvořeny
Nitrifikační bakterie produkují dusičnany nebo dusitany.	Denitrifikační bakterie produkují oxid dusný nebo diatomický dusík.
Předchůdci reakce
Nitrifikační bakterie používají amoniak nebo amonné ionty.	Denitrifikační bakterie používají jako své prekurzory dusičnany nebo dusitany.
Požadavek na kyslík
Většina nitrifikačních bakterií je aerobní.	Denitrifikační bakterie mohou být aerobní nebo fakultativní anaerobní.
Průmyslové použití
Nitrifikační bakterie se používají jako dusíkatá hnojiva.	Denitrifikační bakterie se používají v systémech nakládání s odpadními vodami k degradaci dusíkatých odpadů.

Shrnutí - Nitrifikační vs denitrifikační bakterie

Cyklus dusíku je jedním z nejdůležitějších biogeochemických cyklů v přírodě, kde se atmosférický dusík přeměňuje na různé chemické formy, takže je k dispozici pro živé organismy. Proces nitrifikace je oxidační proces, při kterém se dusík přítomný jako amonium v půdě přeměňuje na dusičnany a dusitany, čímž se zvyšuje biologická dostupnost dusíku pro organismy. Během denitrifikace se dusitany a dusičnany redukují na plynné formy (diatomický dusík a oxid dusný). To je rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi. Oba tyto procesy jsou biologicky příznivě ovlivněny mikroby, zejména chemolithotropními bakteriemi. V současné době jsou tyto bakterie považovány za průmyslově důležité v oblasti zemědělské a environmentální biotechnologie. Proto se staly potenciálním výzkumným tématem v oblasti biotechnologií.

Stáhněte si PDF verzi Nitrifying vs Denitrifying Bacteria

Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro účely offline podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi nitrifikačními a denitrifikačními bakteriemi.

Reference:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe a Josette Garnier. "Nitrifikační a nitrifikační bakterie v dolní řece Seině a ústí řeky (Francie)." Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. Americká společnost pro mikrobiologii, prosinec 2003. Web. K dispozici zde. 01 srpna 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalan-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou a Hirofumi Shoun. "Aerobní denitrifikační bakterie, které produkují nízké hladiny oxidu dusného." Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. Americká společnost pro mikrobiologii, červen 2003. Web. K dispozici zde. 01 srpna 2017.

Obrázek se svolením:

1. „dusíkový cyklus“ od společnosti KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) přes Flickr
2. „1.12 Pufry na dusík“ od National Agroforestry Center (CC BY 2.0) přes Flickr

Věda a příroda