Forskellen mellem nitrifierende og denitrifierende bakterier

Nøgleforskel - Nitrifying vs Denitrifying bakterier

Kvælstof er et essentielt næringsstof til levende organismer, og det er af stor betydning, at det tilgængelige kvælstof er velafbalanceret og genanvendes for at blive brugt af levende organismer. Kvælstof findes i dens naturlige diatomiske form (N₂), som ikke kan optages af planter på grund af deres biologiske funktioner. Processen med at oxidere fast diatomisk nitrogen til nitrater og nitriter kaldes nitrifikation; dette gøres ofte af bakterier, der kan udnytte kvælstof i sin faste form. For at opretholde nitrogenbalancen i atmosfæren bør diatomisk nitrogen produceres gennem en genanvendelsesmekanisme, hvor nitrater og nitriter reduceres tilbage til diatomisk nitrogen af bakterier. Denne proces kaldes denitrifikation. Bakterier involveret i disse to processer er således karakteriseret som nitrifiserende bakterier og denitrifierende bakterier. Den vigtigste forskel mellem nitrifiering og denitrifificerende bakterier er den nitrificerende bakterier er i stand til at oxidere tilgængelig ammoniak til nitrat og nitrit hvorimod denitrifierende bakterier er i stand til at reducere nitrater og nitriter til dets naturligt forekommende diatomiske form nitrogen gas.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er nitrifiberende bakterier
3. Hvad er denitrifierende bakterier
4. Ligheder mellem nitrifierende og denitrifierende bakterier
5. Sammenligning side ved side - Nitriferende vs denitriferende bakterier i tabelform
6. Resume

Hvad er nitrifierende bakterier?

Nitrifiserende bakterier er kemolitotrofiske aerobe bakterier, der er i stand til at oxidere NH₃i jorden til nitrat eller nitrit. NH₃ i jord findes i dens ioniske form af NH₄⁺. Komplet nitrifikation finder sted i to processer, hvor NH₃ oxideres først til Nitrite (NO₂^-fulgt af Nitrat (NO₃^-), som bruges af planter.

NH₄⁺ + O₂INGEN₂^- + H⁺+ H₂O
INGEN₂^-+ O₂INGEN₃^{^-}
Figur 01: Nitrogencyklus

Eksempler på nitrifiserende bakterier, der udfører den første reaktion med nitrifikation, inkluderer Nitrosomonas og Nitrospira som hører til β-underklassen til Proteobacteria. Bakterier, der er i stand til at udføre den anden reaktion under nitrifikationsprocessen og fremstille nitrat, inkluderer nitrobacter, som hører til α-underklasse af Proteobacteria.

Hvad er denitrifierende bakterier?

Denitrifierende bakterier er en type kemolithotrof anaerobe eller aerobe bakterier, der er i stand til at reducere nitrater og nitriter til gasformige nitrogenformer. De to hovedformer er diatomisk nitrogen (N₂) nitrogenoxid (N₂O). Gennem denne proces regenereres atmosfæriske nitrogenniveauer til den normale koncentration. Denitrifikationsreaktionen er illustreret nedenfor.

INGEN₃^- → NEJ₂^- → NO + N₂O → N_{2 (g)}

Figur 02: Denitrifikation

Facultative anaerober involveret i denitrifikation er Thiobacillus denitrificans, og Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans er en aerob denitrifierende bakterie.

Hvad er ligheden mellem nitrifierende og denitrifierende bakterier?

Nitrifierende og denitrifierende bakterier er kemolithoautotrofisk.
De fleste af dem er jordbårne bakterier.
Begge grupper deltager i at opretholde kvælstofbalancen i biosfæren
Både nitrifificerende og denitrifificerende bakterier indeholder enzymer, der katalyserer reaktionerne af nitrifikation og denitrifikation
Både nitrifirerende og denitrifificerende bakterier anvendes industrier.

Hvad er forskellen mellem nitrifugerende og denitrifierende bakterier?

Nitrifying vs denitrifying bakterier
Nitrifiserende bakterier er bakteriearter, der er i stand til at oxidere ammonium i jorden til nitrater, som kunne bruges af planter.	Denitrifierende bakterier er bakteriearter, der er i stand til at reducere nitrater eller nitritter til luftformige former såsom nitrogenoxid eller diatomisk nitrogen.
Type reaktion
Nitrifikation er en oxidationsreaktion.	Denitrifikation er en reduktionsreaktion.
Produkter dannet
Nitrifiserende bakterier producerer nitrat eller nitrit.	Denitrifierende bakterier producerer nitrogenoxid eller diatomisk nitrogen.
Forstadier til reaktionen
Nitrifiserende bakterier bruger ammoniak eller ammoniumioner.	Denitrifierende bakterier bruger nitrat eller nitrit som deres forløbere.
Oxygenkrav
De fleste af de nitrerende bakterier er aerobe.	Denitrifierende bakterier kan være aerobe eller fakultative anaerobe.
Industriel anvendelse
Nitrifiserende bakterier bruges som kvælstofgødning.	Denitrifierende bakterier anvendes i spildevandsstyringssystemer til nedbrydning af nitrogenholdigt affald.

Resume - Nitrifying vs Denitrifying bakterier

Kvælstofcyklussen er en af de vigtigste biogeokemiske cyklusser i naturen, hvor atmosfærisk kvælstof omdannes til forskellige kemiske former, hvilket gør det tilgængeligt for levende organismer at bruge. Nitreringsprocessen er en oxidativ proces, hvor nitrogen, der er til stede som ammonium i jord, omdannes til nitrater og nitritter, hvilket øger biotilgængeligheden af nitrogen til organismer. Under denitrifikation reduceres nitritter og nitrater til gasformer (diatomisk nitrogen og nitrogenoxid). Dette er forskellen mellem nitrifificerende og denitrifificerende bakterier. Begge disse processer gøres biologisk gunstige ved involvering af mikrober, især kemolitotrofe bakterier. På nuværende tidspunkt betragtes disse bakterier som industrielt vigtige inden for landbrugs- og miljømæssig bioteknologi. Derfor er de blevet et potentielt forskningsemne inden for bioteknologi.

Download PDF-version af Nitrifying vs Denitrifying Bacteria

Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som pr. Citatnotat. Download PDF-version her Forskel mellem nitrifierende og denitrifierende bakterier.

Referencer:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe og Josette Garnier. "Nitrifikation og nitrifiserende bakterier i den nedre seine-flod og munding (Frankrig)." Anvendt og miljømikrobiologi. American Society for Microbiology, december 2003. Web. Tilgængelig her. 1. august 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalan-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou og Hirofumi Shoun. "Aerob afskrækkende bakterier, der producerer lave niveauer af nitrogenoxid." Anvendt og miljømikrobiologi. American Society for Microbiology, juni 2003. Web. Tilgængelig her. 1. august 2017.

Billede høflighed:

1. “nitrogencyklus” af KoiQuestion (CC BY-SA 2.0) via Flickr
2. “1.12 buffere til nitrogen” af National Agroforestry Center (CC BY 2.0) via Flickr

Videnskab & natur