Ero nitrifioivien ja denitrifioivien bakteerien välillä

Keskeinen ero - nitrifying vs. denitrifying bakteerit
 

Typpi on välttämätön ravintoaine eläville organismeille, ja on erittäin tärkeää, että saatavissa oleva typpi on tasapainossa ja kierrätetään, jotta elävät organismit voivat käyttää sitä. Typpi on luonnollisessa piimaan muodossa (N₂), jota kasvit eivät pysty absorboimaan biologisten toimintojensa vuoksi. Kiinteän piimaan typen hapettamisprosessia nitraateiksi ja nitriiteiksi kutsutaan nitrifikaatioksi; tämän tekevät useimmiten bakteerilajit, jotka voivat käyttää typpeä kiinteässä muodossaan. Typpitasapainon ylläpitämiseksi ilmakehässä diatomityppi olisi tuotettava kierrätysmekanismin avulla, jossa bakteerit pelkistävät nitraatit ja nitriitit takaisin diatomityppiksi. Tätä prosessia kutsutaan denitrifikaatioksi. Näin ollen näihin kahteen prosessiin osallistuville bakteereille on ominaista nitrifioivia bakteereja ja denitrifioivia bakteereja. Tärkein ero nitrifioivien ja denitrifioivien bakteerien välillä on se nitrifioivat bakteerit kykenevät hapettamaan saatavilla olevan ammoniakin nitraatiksi ja nitritiksi taas denitrifioivat bakteerit kykenevät pelkistämään nitraatit ja nitriitit sen luonnossa esiintyväksi piimaan muotoiseksi typpikaasuksi.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mitkä ovat nitrifioivia bakteereja
3. Mitkä ovat denitrifying-bakteerit
4. Nitrifikaatio- ja denitrifioivabakteerien väliset yhtäläisyydet
5. Vertailu rinnakkain - nitrifioivat vs. denitrifioivat bakteerit taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mitkä ovat nitrifying bakteerit?

Nitrifioivat bakteerit ovat kemolitotrofisia aerobisia bakteereja, jotka kykenevät hapettamaan NH: ta₃ maaperässä nitraatiksi tai nitriitiksi. NH₃ maaperässä on sen ionisessa muodossa NH₄⁺. Täydellinen nitrifikaatio tapahtuu kahdessa prosessissa, joissa NH₃ ensin hapetetaan nitriitiksi (NO₂^-), jota seurasi nitraatti (NO₃^-), jota kasvit hyödyntävät.

1. NH₄⁺ + O₂ EI₂^- + H⁺ + H₂O
2. EI₂^-+ O₂ EI₃^-

   

   Kuva 01: Typpisykli

Esimerkkejä nitrifikaatiobakteereista, jotka suorittavat ensimmäisen nitrifikaatioreaktion, ovat Nitrosomonas ja Nitrospira jotka kuuluvat ryhmän β alaluokkaan proteobakteerien. Bakteerit, jotka kykenevät suorittamaan nitrifikaatioprosessin toisen reaktion ja tuottamaan nitraattia, sisältävät Nitrobacter, jotka kuuluvat luokan α alaluokkaan proteobakteerien.

Mitkä ovat denitrifying-bakteerit?

Denitrifioivat bakteerit ovat eräänlainen kemolitotrofisia anaerobisia tai aerobisia bakteereja, jotka kykenevät pelkistämään nitraatit ja nitriitit kaasumaisiksi typpimuodoiksi. Kaksi päämuotoa ovat piimaan typpi (N₂) ja typpioksidi (N₂O). Tämän prosessin avulla ilmakehän typpitasot regeneroidaan normaaliin pitoisuuteen. Denitrifikaatioreaktio on kuvattu alla.

EI₃^- → EI₂^- → EI + N₂O → N_{2 (g)}

Kuva 02: Denitrifikaatio

Denitrifikaatioon osallistuvat fakultatiiviset anaerobit Thiobacillus denitrificans, ja Micrococcus denitrificans. Pseudomonas denitificans on aerobinen denitrifioiva bakteeri.

Mitkä ovat nitrifioivien ja denitrifioivien bakteerien väliset yhtäläisyydet??

• Nitrifioivat ja denitrifioivat bakteerit ovat kemolitojautotrofisia.
• Suurin osa niistä on maaperän bakteereja.
• Molemmat ryhmät osallistuvat typpitasapainon ylläpitämiseen biosfäärissä
• Sekä nitrifioivat että denitrifioivat bakteerit sisältävät entsyymejä, jotka katalysoivat nitrifikaation ja denitrifikaation reaktioita
• Sekä nitrifioivia että denitrifioivia bakteereja käytetään teollisuudessa.

Mitä eroa nitrifioivilla ja denitrifioivilla bakteereilla on??

Nitrifying vs. denitrifying bakteerit
Nitrifioivat bakteerit ovat bakteerilajeja, jotka kykenevät hapettamaan maaperän ammoniumin nitraateiksi, joita kasvit voisivat hyödyntää.	Denitrifioivat bakteerit ovat bakteerilajeja, jotka kykenevät pelkistämään nitraatit tai nitriitit kaasumaisiksi muodoiksi, kuten typpioksidiksi tai diatomiseksi typpeksi.
Reaktion tyyppi
Nitrifikaatio on hapetusreaktio.	Denitrifikaatio on pelkistysreaktio.
Tuotteet muotoiltu
Nitrifioivat bakteerit tuottavat nitraattia tai nitriittiä.	Denitrifioivat bakteerit tuottavat typpioksidia tai piimaan typpeä.
Reaktion esiasteet
Nitrifioivat bakteerit käyttävät ammoniakkia tai ammoniumioneja.	Denitrifioivat bakteerit käyttävät lähtöaineinaan nitraattia tai nitriittiä.
Happivaatimus
Suurin osa nitrifioivista bakteereista on aerobisia.	Denitrifioivat bakteerit voivat olla aerobisia tai fakultatiivisia anaerobisia.
Teollinen käyttö
Typpilannoitteina käytetään nitrifioivia bakteereja.	Denitrifioivia bakteereja käytetään jätevesien hallintajärjestelmissä typpipitoisten jätteiden hajottamiseen.

Yhteenveto - nitrifying vs. denitrifying bakteerit

Typpisykli on yksi luonnon tärkeimmistä biogeokemiallisista sykleistä, jossa ilmakehän typpi muuttuu erilaisiksi kemiallisiksi muodoiksi, mikä antaa sen elävien organismien käyttöön. Nitrifikaatioprosessi on hapettava prosessi, jossa maaperässä ammoniumina läsnä oleva typpi muuttuu nitraateiksi ja nitriiteiksi lisäämällä typen biologista saatavuutta organismeille. Denitrifikaation aikana nitriitit ja nitraatit pelkistyvät kaasumaisiksi muodoiksi (piimaan typpi ja typpioksidi). Tämä on ero nitrifioivien ja denitrifioivien bakteerien välillä. Molemmat nämä prosessit tehdään biologisesti suotuisiksi mikrobien, etenkin kemolitotrofisten bakteerien, osallistumisen kautta. Tällä hetkellä näitä bakteereja pidetään teollisesti tärkeinä maatalous- ja ympäristöbiotekniikan aloilla. Siksi niistä on tullut potentiaalinen tutkimusaihe biotekniikan alalla.

Lataa PDF-versio nitrifying vs. denitrifying bakteereista

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. Nitrifioivien ja denitrifioivien bakteerien ero.

Viitteet:

1. Cébron, Aurélie, Thierry Berthe ja Josette Garnier. "Nitrifikaatio- ja nitrifikaatiobakteerit Ala-Seine-joessa ja suistoalueella (Ranska)." Sovellettu ja ympäristömikrobiologia. American Society for Microbiology, joulukuu 2003. Verkko. Saatavilla täältä. 1. elokuuta 2017.
2. Takaya, Naoki, Maria Antonina B. Catalan-Sakairi, Yasushi Sakaguchi, Isao Kato, Zhemin Zhou ja Hirofumi Shoun. "Aerobiset denitrifioivat bakteerit, jotka tuottavat vähän typpioksidipitoisuuksia." Sovellettu ja ympäristömikrobiologia. American Society for Microbiology, kesäkuu 2003. Verkko. Saatavilla täältä. 1. elokuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1. KoyQuestionin (typpisykli) (CC BY-SA 2.0) Flickrin kautta
2. ”1,12 typpipuskurit”, National Agroforestry Center (CC BY 2.0) Flickrin kautta