关键区别-硝化细菌和反硝化细菌

氮是生物体必需的营养元素，有效氮的平衡和循环利用对生物体的利用具有重要意义。氮以天然的双原子形式存在（N2），由于其生物功能而不能被植物吸收。将固定的双原子氮氧化成硝酸盐和亚硝酸盐的过程称为硝化作用；这通常是由能够以固定形式利用氮的细菌来完成的。为了维持大气中的氮平衡，双原子氮应通过循环机制产生，即硝酸盐和亚硝酸盐被细菌物种还原为双原子氮。这个过程被称为反硝化。因此，参与这两个过程的细菌被称为硝化细菌和反硝化细菌。硝化细菌和反硝化细菌的关键区别在于，硝化细菌能够将有效氨氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，而反硝化细菌能够将硝酸盐和亚硝酸盐还原为其自然存在的双原子态氮气。

目录

1. 概述和主要区别
2. 硝化细菌是什么
3. 什么是反硝化细菌
4. 硝化细菌与反硝化细菌的相似性
5. 并列比较-硝化细菌和反硝化细菌的列表形式
6. 摘要

什么是硝化细菌(nitrifying bacteria)？

硝化细菌是一种能将土壤中的NH3氧化为硝酸盐或亚硝酸盐的化学需氧菌。土壤中的NH3以NH4+离子形式存在。完全的硝化作用发生在两个过程中，NH3首先被氧化成亚硝酸盐（NO2-），然后是硝酸盐（NO3-），供植物利用。

1. NH₄⁺ + O₂ NO₂^– + H⁺ + H₂O
2. NO₂^–+ O₂ NO₃^–
   

   Figure 01: Nitrogen Cycle

进行第一次硝化反应的硝化细菌包括亚硝基单胞菌和硝化螺菌，它们属于蛋白质细菌的β亚类。能够进行硝化过程第二反应并产生硝酸盐的细菌包括硝化细菌，属于蛋白质细菌的α亚类。

什么是反硝化细菌(denitrifying bacteria)？

反硝化细菌是一种能将硝酸盐和亚硝酸盐还原为气态氮的化学需氧或厌氧细菌。两种主要形式是双原子氮（N2）和一氧化二氮（N2O）。通过这个过程，大气中的氮含量被再生到正常浓度。反硝化反应如下所示。

NO3–→NO2–→NO+N2O→N2（g）

图02：脱氮

参与反硝化的兼性厌氧菌有反硝化硫杆菌和反硝化微球菌。脱氮假单胞菌是一种好氧反硝化细菌。

硝化作用(nitrifying)和反硝化细菌(denitrifying bacteria)的共同点

• 硝化反硝化细菌具有化学自养功能。
• 其中大多数是土传细菌。
• 这两个群体都参与维持生物圈中氮的平衡
• 硝化细菌和反硝化细菌都含有催化硝化和反硝化反应的酶
• 硝化细菌和反硝化细菌都是使用的工业。

硝化作用(nitrifying)和反硝化细菌(denitrifying bacteria)的区别

总结 - 硝化作用(nitrifying) vs. 反硝化细菌(denitrifying bacteria)

氮循环是自然界中最重要的生物地球化学循环之一，大气中的氮被转化为各种化学形式，使生物得以利用。硝化过程是一个氧化过程，土壤中以铵态存在的氮被转化为硝酸盐和亚硝酸盐，增加了生物对氮的利用率。在反硝化过程中，亚硝酸盐和硝酸盐被还原成气态（双原子氮和一氧化二氮）。这就是硝化细菌和反硝化细菌的区别。这两个过程在生物学上都是有利的，因为微生物的参与，特别是化学石营养细菌。目前，这些细菌被认为在农业和环境生物技术领域具有重要的工业价值。因此，它们已成为生物技术领域一个潜在的研究课题。

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引用

1塞布朗，奥丽，蒂埃里·伯斯和乔塞特·加尼尔。“塞纳河下游和河口（法国）的硝化作用和硝化细菌”。应用与环境微生物学。美国微生物学会，2003年12月。网状物。这里有。2017年8月1日。Takaya，Naoki，Maria Antonina B.Catalan Sakairi，Yasushi Sakaguchi，Isao Kato，Zhemin Zhou和Hirofumi Shoun。“产生低水平一氧化二氮的好氧反硝化细菌”，应用与环境微生物学。美国微生物学会，2003年6月。网状物。这里有。2017年8月1日。
2Takaya，Naoki，Maria Antonina B.Catalan Sakairi，Yasushi Sakaguchi，Isao Kato，Zhemin Zhou和Hirofumi Shoun。“产生低水平一氧化二氮的好氧反硝化细菌”，应用与环境微生物学。美国微生物学会，2003年6月。网状物。