反硝化细菌是化能异养吗(硝化细菌菌是自养还是异养)
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本文目录一览:
反硝化作用的原理
微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途,一是利用其中的氮作为氮源,称为同化性硝酸还原作用:NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体,把硝酸还原成氮(N2),称为反硝化作用或脱氮作用:NO3-→NO2-→N2↑。一些化能自养型和化能异养型微生物可进行硝化作用,反硝化细菌在分类学上没有专门的类群,有较强的生物多样性N2O。大部分反硝化细菌是异养菌,例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等,它们以有机物为碳源和能源,进行无氧呼吸,其生化过程可用下式表示:
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量
5CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
少数反硝化细菌为自养菌,如脱氮硫杆菌,它们氧化硫或氢获得能量,同化二氧化碳,以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。可进行以下反应:
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利。农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用。反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用。
反硝化细菌是自养的还是异养的?
硝化细菌是化能自养型微生物.
自养型生物:以大气中的二氧化碳或环境中的碳酸盐为碳素营养的一种营养类型。
比如,绿色植物和少数细菌为自养型,它们能将简单的无机物二氧化碳或碳酸盐合成复杂的有机物,供生命活动的需要。
自养型生物可分为
光能自养型
和
化能自养型。
光能自养型生物:细胞内含有光合色素,可将日光能转变为化学能,供给生命活动需要;
化能自养型生物:通过氧化某些无机物获得能量,例如硝化细菌氧化氨(nh3);硫化细菌氧化硫(s)或硫化氢(h2s)获得能量。
异养型生物:不能通过自身将无机物合成有机物,只能通过摄取有机物维持新陈代谢。
自养型生物与异养型生物的根本区别是:
能否通过自身将无机物合成为有机物。
一道生物问题
硝化和反硝化细菌的特点
反硝化一直是我们希望达到的一种过滤手段,但是很多反硝化过滤装置往往效率不高,这到底是为什么呢?我们如何来针对这些问题提出改进意见呢?这就需要我们对反硝化细菌和反硝化细菌是化能异养吗他的微生物过程有个比较全面的认识。
为了便于对反硝化细菌和硝化细菌之间作比较,我把硝化细菌(这里的硝化细菌是所有具有硝化作用的细菌的统称,包括亚硝化细菌属和硝化细菌属)的氧化反应式写出来,并对硝化细菌的生化过程做个简要介绍反硝化细菌是化能异养吗:
可以看到,硝化细菌依靠氧化氨氮(NH3)和亚硝酸(HNO2)来获得能量,反硝化细菌是化能异养吗他们依靠这个能量来将外界提供的无机碳(CO2)转化为自己的细胞物质(C6H12O6)。实际上,我们可以看到,硝化细菌的能量过程是分为2部分的,首先,他们氧化低价态的氮成为硝酸,并由此获得能量,然后使用这个能量来将无机碳合成为自己需要的有机物。这种将一种生化作用(氧化氨氮和亚硝酸)获取的能量,用于另一种生化作用(合成细胞物质)的能量过程叫做“化能”,而硝化细菌是依靠吸收无机物(CO2)来合成自己需要的营养物质的,所以是自养菌,同时硝化细菌还是好氧的,因多我们将硝化细菌划分为化能自养菌型好氧菌。
那么反硝化细菌我们是怎么划分的呢?反硝化细菌是化能异养菌型兼氧菌。依据上面对硝化细菌的分析,我们可以很容易的了解到反硝化细菌的特点:1.反硝化细菌也是化能细菌,因此他们必将一种生化作用获得的能量用于另一种生化作用;2.他们是异养菌,因此一定需要吸收有机物转化为无机物;3.他们是兼氧菌,因此需要一个既有氧气,同时氧气又不多的情况(缺氧条件)。下面,我们具体的分析一下这3个方面:
反硝化细菌同硝化细菌最大的不同点在于,反硝化细菌是异养菌,而硝化细菌是自养菌。反硝化细菌需要吸收外界的有机碳源,比如糖类等,并通过氧化这些有机碳来获取能量。由于反硝化细菌氧化有机物,获取能量的过程是需要氧气来完成的,因此硝化细菌是好氧菌。然后,反硝化细菌用获得的一部分能量用于反硝化,将硝酸和亚硝酸在厌氧条件下转化为氮气或者不溶于水的氮氧化物。硝化细菌的化能作用也就由此体现,他们是依靠氧化外界提供的有机物来获取能量,借以完成反效果作用的。同时我们可以发现,反硝化细菌的好氧作用和厌氧作用是交替进行的,因此他们需要一个好氧\厌氧交替的情况,并在外界能够提供生命所需的有机物(碳源)的条件下才能完成我们期望的反硝化效果。
在我们的鱼缸中,反硝化细菌是在生物膜中的,并和许多其他异养菌一同吸附在填料中的,在缺氧状态下,由于异养菌对溶解氧的争夺,反硝化细菌常常由于氧气的不足而获得厌氧条件,也常常能够得到一定的溶解氧来氧化有机物获取能量,因此我们只要保证水中的溶解氧维持在较低的水平上,就能营造出好氧\厌氧交替的环境来。
但是,反硝化细菌是需要一定的有机物的,但在鱼缸中,有机物浓度贫瘠,他们难以获得生命所需的有机物(这些反硝化细菌往往需要一些小分子、简单的有机物,比如面粉、酒精、糖等),因此在反硝化装置中必须有碳源提供,这对反硝化来说非常重要!在很大一个方面来说,也是成败的关键所在。如果有机物提供的太多,造成有机物流失,会加重异养菌负担,且过高的有机物浓度会引起异养菌对硝化细菌的抑制作用,限制硝化过滤效率;如果有机物提供太少,或者有机物分子过于复杂,难以符合反硝化细菌“口味”,他们会因为难以获取能量而停止反硝化。
以上这几点对于反硝化细菌的特点分析,也正是我们在设计和改进反硝化过滤中
反硝化细菌是化能异养吗的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于硝化细菌菌是自养还是异养、反硝化细菌是化能异养吗的信息别忘了在本站进行查找喔。
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