Atšķirība starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām

2024 Autors: Alex Aldridge | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 13:45

Galvenā atšķirība - nitrificējošās pret denitrificējošām baktērijām

Slāpeklis ir būtiska uzturviela dzīviem organismiem, un ir ļoti svarīgi, lai pieejamais slāpeklis būtu labi līdzsvarots un pārstrādāts, lai dzīvie organismi to izmantotu. Slāpeklis pastāv dabiskajā divatomu formā (N_{2), ko augi nevar absorbēt to bioloģisko funkciju dēļ. Fiksētā diatomiskā slāpekļa oksidēšanas procesu nitrātos un nitrītos sauc par nitrifikāciju; to visbiežāk dara baktēriju sugas, kas var izmantot slāpekli tā fiksētā veidā. Lai saglabātu slāpekļa līdzsvaru atmosfērā, divatomiskais slāpeklis ir jāražo, izmantojot pārstrādes mehānismu, kurā baktēriju sugas nitrātus un nitrītus reducē atpakaļ par divatomu slāpekli. Šo procesu sauc par denitrifikāciju. Tādējādi šajos divos procesos iesaistītās baktērijas raksturo kā nitrificējošās baktērijas un denitrificējošās baktērijas. Galvenā atšķirība starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām ir tā, ka nitrificējošās baktērijas spēj oksidēt pieejamo amonjaku par nitrātiem un nitrītiem, turpretim denitrificējošās baktērijas spēj reducēt nitrātus un nitrītus līdz to dabiski sastopamajai divatomu formai, slāpekļa gāzei.}

Kas ir nitrificējošās baktērijas?

Nitrificējošās baktērijas ir chemolitotrofas aerobās baktērijas, kas spēj oksidēt NH₃ augsnē par nitrātiem vai nitrītiem. NH₃ augsnē pastāv jonu formā NH₄⁺ Pilnīga nitrifikācija notiek divos procesos, kur NH₃ vispirms tiek oksidēts par nitrītu (NO₂^–), kam seko nitrāts (NO). ₃^{–), ko izmanto augi.}

1. NH₄⁺ + O₂ NO₂ – ^{+ H}+ ^{+ H}2_O

2. NO₂^–+ O₂ NO₃ ^–

   

   Attēls 01: slāpekļa cikls

Nitrificējošo baktēriju piemēri, kas veic pirmo nitrifikācijas reakciju, ir Nitrosomonas un Nitrospira, kas pieder proteobaktēriju β apakšklasei. Baktērijas, kas spēj veikt otro nitrifikācijas procesa reakciju un ražot nitrātus, ietver Nitrobacter, kas pieder proteobaktēriju α apakšklasei.

Kas ir denitrificējošās baktērijas?

Denitrificējošās baktērijas ir chemolitotrofo anaerobo vai aerobo baktēriju veids, kas spēj reducēt nitrātus un nitrītus līdz gāzveida slāpekļa formām. Divas galvenās formas ir divatomiskais slāpeklis (N₂) un slāpekļa oksīds (N_{2O). Ar šo procesu atmosfēras slāpekļa līmenis tiek atjaunots līdz normālai koncentrācijai. Denitrifikācijas reakcija ir parādīta zemāk.}

NO₃^– → NĒ₂^{–→ NĒ + N}2_{O → N}2 (g)

2. attēls: denitrifikācija

Fakultatīvie anaerobi, kas iesaistīti denitrifikācijā, ir Thiobacillus denitrificans un Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans ir aeroba denitrificējoša baktērija.

Kādas ir līdzības starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām?

• Nitrificējošās un denitrificējošās baktērijas ir chemolitoautotrofas.
• Lielākā daļa no tām ir augsnes pārnēsātas baktērijas.
• Abas grupas piedalās slāpekļa līdzsvara uzturēšanā biosfērā
• Gan nitrifikācijas, gan denitrifikācijas baktērijas satur fermentus, kas katalizē nitrifikācijas un denitrifikācijas reakcijas
• Gan nitrificējošās, gan denitrificējošās baktērijas tiek izmantotas nozarēs.

Kāda ir atšķirība starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām?

Nitrificējošās pret denitrificējošām baktērijām
Nitrificējošās baktērijas ir baktēriju sugas, kas spēj oksidēt augsnē esošo amoniju par nitrātiem, ko varētu izmantot augi.	Denitrificējošās baktērijas ir baktēriju sugas, kas spēj reducēt nitrātus vai nitrītus līdz gāzveida formām, piemēram, slāpekļa oksīdam vai divatomu slāpeklim.
Reakcijas veids
Nitrifikācija ir oksidācijas reakcija.	Denitrifikācija ir reducēšanas reakcija.
Izveidotie produkti
Nitrificējošās baktērijas ražo nitrātus vai nitrītus.	Denitrificējošās baktērijas ražo slāpekļa oksīdu vai divatomisko slāpekli.
Reakcijas priekšteči
Nitrificējošās baktērijas izmanto amonjaku vai amonija jonus.	Denitrificējošās baktērijas kā savus prekursorus izmanto nitrātus vai nitrītus.
Skābekļa nepieciešamība
Lielākā daļa nitrificējošo baktēriju ir aerobas.	Denitrificējošās baktērijas var būt aerobas vai fakultatīvi anaerobas.
Rūpnieciskai lietošanai
Nitrificējošās baktērijas tiek izmantotas kā slāpekļa mēslojums.	Denitrificējošās baktērijas tiek izmantotas notekūdeņu apsaimniekošanas sistēmās, lai degradētu slāpekli saturošus atkritumus.

Kopsavilkums - nitrificējošās pret denitrificējošām baktērijām

Slāpekļa cikls ir viens no svarīgākajiem bioģeoķīmiskajiem cikliem dabā, kurā atmosfēras slāpeklis tiek pārveidots dažādās ķīmiskās formās, padarot to pieejamu dzīviem organismiem. Nitrifikācijas process ir oksidatīvs process, kurā slāpeklis, kas atrodas augsnē kā amonijs, tiek pārveidots par nitrātiem un nitrītiem, palielinot slāpekļa bioloģisko pieejamību organismiem. Denitrifikācijas laikā nitrīti un nitrāti tiek reducēti līdz gāzveida formām (diatomiskais slāpeklis un slāpekļa oksīds). Šī ir atšķirība starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām. Abi šie procesi ir bioloģiski labvēlīgi, iesaistoties mikrobiem, īpaši chemolitotrofajām baktērijām. Pašlaik šīs baktērijas tiek uzskatītas par rūpnieciski nozīmīgām lauksaimniecības un vides biotehnoloģiju jomā. Tāpēc tie ir kļuvuši par potenciālu pētniecības tēmu biotehnoloģijas jomā.

Lejupielādēt PDF versiju Nitrificējošām pret denitrificējošām baktērijām

Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē saskaņā ar atsauces piezīmi. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit: Atšķirība starp nitrificējošām un denitrificējošām baktērijām.