Kluczowa różnica – bakterie nitryfikujące i denitryfikujące
Azot jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla żywych organizmów i bardzo ważne jest, aby dostępny azot był dobrze zbilansowany i poddany recyklingowi, aby mógł być wykorzystany przez żywe organizmy. Azot istnieje w swojej naturalnej postaci dwuatomowej (N2), która nie może być przyswajana przez rośliny ze względu na ich funkcje biologiczne. Proces utleniania związanego azotu dwuatomowego do azotanów i azotynów nazywa się nitryfikacją; najczęściej robią to gatunki bakterii, które potrafią wykorzystywać azot w jego stałej postaci. W celu utrzymania równowagi azotowej w atmosferze, azot dwuatomowy powinien być wytwarzany poprzez mechanizm recyklingu, w którym azotany i azotyny są redukowane z powrotem do azotu dwuatomowego przez gatunki bakterii. Proces ten określa się mianem denitryfikacji. Tak więc bakterie zaangażowane w te dwa procesy są określane jako bakterie nitryfikacyjne i bakterie denitryfikacyjne. Kluczowa różnica między bakteriami nitryfikacyjnymi i denitryfikacyjnymi polega na tym, że bakterie nitryfikacyjne są zdolne do utleniania dostępnego amoniaku do azotanów i azotynów, podczas gdy bakterie denitryfikacyjne są zdolne do redukcji azotanów i azotynów do ich naturalnie występującej dwuatomowej postaci azotu.
Czym są bakterie nitryfikacyjne?
Bakterie nitryfikacyjne to chemolitotroficzne bakterie tlenowe, które są zdolne do utleniania NH3 w glebie do azotanów lub azotynów. NH3 w glebie występuje w formie jonowej NH4+ Całkowita nitryfikacja odbywa się w dwóch procesach, gdzie NH3 jest najpierw utleniany do azotynów (NO2–), a następnie do azotanów (NO 3–), który jest wykorzystywany przez rośliny.
- NH4+ + O2 NIE2 – + H+ + H2O
-
NIE2–+ O2 NIE3 –
Różnica między bakteriami nitryfikacyjnymi a denitryfikującymi Rysunek 01: Cykl azotu
Przykłady bakterii nitryfikacyjnych, które przeprowadzają pierwszą reakcję nitryfikacji, obejmują Nitrosomonas i Nitrospira, które należą do podklasy β Proteobacteria. Do bakterii zdolnych do przeprowadzenia drugiej reakcji procesu nitryfikacji i wytwarzania azotanów należą Nitrobacter, należący do podklasy α Proteobacteria.
Czym są bakterie denitryfikujące?
Bakterie denitryfikacyjne to rodzaj chemolitotroficznych bakterii beztlenowych lub tlenowych, które są zdolne do redukcji azotanów i azotynów do gazowych form azotu. Dwie główne formy to dwuatomowy azot (N2) i podtlenek azotu (N2O). Dzięki temu procesowi poziomy azotu atmosferycznego są regenerowane do normalnego stężenia. Reakcja denitryfikacji jest zilustrowana poniżej.
NIE3– → NIE2–→ NIE + N2O → N2 (g)
Rysunek 02: Denitryfikacja
Beztlenowce fakultatywne biorące udział w denitryfikacji to Thiobacillus denitrificans i Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans to tlenowa bakteria denitryfikacyjna.
Jakie są podobieństwa między bakteriami nitryfikacyjnymi i denitryfikującymi?
- Bakterie nitryfikacyjne i denitryfikacyjne są chemolitoautotroficzne.
- Większość z nich to bakterie glebowe.
- Obie grupy uczestniczą w utrzymaniu równowagi azotu w biosferze
- Zarówno bakterie nitryfikacyjne, jak i denitryfikacyjne zawierają enzymy, które katalizują reakcje nitryfikacji i denitryfikacji
- Zarówno bakterie nitryfikacyjne, jak i denitryfikacyjne są wykorzystywane w przemyśle.
Jaka jest różnica między bakteriami nitryfikacyjnymi a denitryfikującymi?
Bakterie nitryfikacyjne a denitryfikacyjne |
|
| Bakterie nitryfikacyjne to gatunki bakterii, które są zdolne do utleniania amonu w glebie do azotanów, które mogą być wykorzystywane przez rośliny. | Bakterie denitryfikacyjne to gatunki bakterii, które są zdolne do redukcji azotanów lub azotynów do form gazowych, takich jak podtlenek azotu lub azot dwuatomowy. |
| Rodzaj reakcji | |
| Nitryfikacja to reakcja utleniania. | Denitryfikacja to reakcja redukcji. |
| Produkty utworzone | |
| Bakterie nitryfikacyjne wytwarzają azotany lub azotyny. | Bakterie denitryfikacyjne wytwarzają podtlenek azotu lub azot dwuatomowy. |
| Prekursory reakcji | |
| Bakterie nitryfikacyjne wykorzystują jony amoniaku lub amonu. | Bakterie denitryfikacyjne używają azotanów lub azotynów jako swoich prekursorów. |
| Zapotrzebowanie na tlen | |
| Większość bakterii nitryfikacyjnych to bakterie tlenowe. | Bakterie denitryfikacyjne mogą być tlenowe lub fakultatywne beztlenowe. |
| Zastosowanie przemysłowe | |
| Bakterie nitryfikacyjne są używane jako nawozy azotowe. | Bakterie denitryfikacyjne są wykorzystywane w systemach gospodarki ściekowej do degradacji odpadów azotowych. |
Podsumowanie – bakterie nitryfikujące a denitryfikujące
Cykl azotowy jest jednym z najważniejszych cykli biogeochemicznych w przyrodzie, w którym azot atmosferyczny jest przekształcany w różne formy chemiczne, dzięki czemu jest dostępny dla żywych organizmów. Proces nitryfikacji jest procesem oksydacyjnym, w którym azot obecny w glebie w postaci amonu przekształca się w azotany i azotyny, zwiększając biodostępność azotu dla organizmów. Podczas denitryfikacji azotyny i azotany są redukowane do form gazowych (azotu dwuatomowego i podtlenku azotu). Na tym polega różnica między bakteriami nitryfikacyjnymi a denitryfikacyjnymi. Oba te procesy są biologicznie korzystne dzięki zaangażowaniu drobnoustrojów, zwłaszcza bakterii chemolitotroficznych. Obecnie bakterie te są uważane za ważne przemysłowo w dziedzinie biotechnologii rolniczej i środowiskowej. Dlatego stały się potencjalnym tematem badawczym w dziedzinie Biotechnologii.
Pobierz wersję PDF bakterii nitryfikujących a denitryfikujących
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między bakteriami nitryfikującymi i denitryfikującymi.
