Inligting

5.3.7: Energiebesparing - Biologie

5.3.7: Energiebesparing - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Energiebesparing verwys na die vermindering van energievermorsing en die verhoging van doeltreffendheid. Energiebesparing kan gedragsveranderinge sowel as tegnologieë behels. Sommige voorbeelde van energiebesparing het geen finansiële impak nie. Dit sluit in die afskakel en ontkoppel van elektronika wanneer dit nie gebruik word nie, die afskakel van die waterverwarmer, en doeltreffend bestuur (figuur (PageIndex{a})). Boonop maak die oopmaak van blindings op suidwaartse vensters in die oggend gedurende die winter voordeel van 'n passiewe sonkragtegnologie. Om op die son te vertrou vir verhitting en beligting verminder die gebruik van elektrisiteit.

Figuur (PageIndex{a}): ’n Plant op die paneelbord van hierdie Ford Fusion (regs) dui aan of die bestuurder se gedrag brandstofdoeltreffendheid bevorder. In hierdie prentjie is daar net een blaar op die plant, wat 'n lae doeltreffendheid aandui. Sommige maniere om doeltreffend te bestuur sluit in om die spoedgrens te volg en jou spoed geleidelik aan te pas. Beeld deur ogilvyprworldwide (CC-BY).

Ander voorbeelde van energiebesparing vereis 'n mate van finansiële belegging, maar hulle betaal vinnig vir hulself met besparings op 'n energierekening. An energie oudit is 'n eerste stap om ondoeltreffendheid in 'n mens se huis te ondersoek. Dit help huiseienaars om te identifiseer waar hul huis energie verloor, en watter probleemareas en oplossings hulle moet prioritiseer om energie en geld te bespaar. Byvoorbeeld, 'n energie-oudit kan plekke in die huis onthul waar warm in die winter ontsnap of in die somer binnekom. ’n Energieouditeur kan aanbeveel om isolasie te installeer om die huis beter te verseël asook om die warmwaterverwarmer en pype te isoleer. Belegging in die meeste hoë-doeltreffendheid toestelle betaal ook relatief vinnig vir homself (figuur (PageIndex{b})).

Figuur (PageIndex{b}): Energy Star-toestelle gebruik energie doeltreffend. Beeld deur MoneyBlogNewz (CC-BY)

Hierdie video bied 'n deurbraak van 'n energie-oudit.

Ten slotte vereis sommige strategieë vir energiebesparing aansienlike finansiële belegging. Hulle kan uiteindelik oor lang tydperke vir hulself betaal. Sodra die voorbeelde dubbelvenster, lae emissie (lae e) vensters is (figuur (PageIndex{c})). Die twee lae glas vang lug tussen hulle vas, wat as isolasie dien. Daarbenewens is die glas bedek met baie klein metaalkolletjies wat lig toelaat om deur te gaan, maar infrarooi (hitte) energie word teruggekaats. As dit warmer buite is, word hitte weer buite uitgestraal; as dit warmer binne, sal hitte weer binne vrygestel word. Energiedoeltreffende lugversorgers, geotermiese hittepompe en on-demand (tenklose) waterverwarmers (figuur (PageIndex{d})) is ook voorbeelde van energiebesparende tegnologieë wat aansienlike investering verg.

Figuur (PageIndex{c}): ’n Dubbelruite, lae emissie-venster laat lig van die son deur, maar klein metaalkolletjies (nie sigbaar nie) reflekteer hitte. Die twee ruite vang lug vas, 'n isolator. Beeld gewysig van die Amerikaanse departement van energie (openbare domein).

Figuur (PageIndex{d}): 'n On-demand (tenklose) waterverwarmer. Omdat warm water nie gestoor word nie, is daar geen geleentheid vir dit om af te koel nie en moet dit weer verhit word. Dit bespaar energie. Beeld deur die Amerikaanse departement van energie (openbare domein).


Energiebesparing en hidrogenase-funksie in metanogene Archaea, in die besonder die genus Methanosarcina

Die biologiese produksie van metaan is noodsaaklik vir die globale koolstofsiklus en is verantwoordelik vir ongeveer. 74% van die totale metaanvrystellings. Die organismes wat hierdie proses fasiliteer, metanogene archaea, behoort aan 'n groot en filogeneties diverse groep wat in 'n wye reeks anaërobiese omgewings floreer. Twee hoofsubgroepe bestaan ​​binne metanogene archaea: dié met en dié sonder sitochrome. Alhoewel 'n verskeidenheid metabolismes binne hierdie groep bestaan, is die reduksie van groeisubstrate na metaan met behulp van elektrone van molekulêre waterstof, in 'n filogenetiese sin, die mees wydverspreide metanogene weg. Metanogene sonder sitochrome genereer tipies metaan deur die vermindering van CO2 met elektrone afkomstig van H2, formiaat, of sekondêre alkohole, wat 'n transmembraan-ioongradiënt genereer vir ATP-produksie via 'n Na + -translokerende metieltransferase (Mtr). Hierdie organismes bewaar ook energie met 'n nuwe flavien-gebaseerde elektronvertakkingsmeganisme, waarin die endergoniese reduksie van ferredoksien gefasiliteer word deur die eksergoniese reduksie van 'n disulfiedterminale elektronaannemer gekoppel aan óf H2 of formiaat oksidasie. Metanogene wat sitochrome gebruik, het 'n breër substraatreeks, en kan asetaat en gemetileerde verbindings na metaan omskakel, benewens die vermoë om CO te verminder2 Sitochroom-bevattende metanogene is in staat om die ioonmotorkrag wat deur Mtr gegenereer word aan te vul met 'n H + -translokerende elektronvervoerstelsel. In beide groepe speel ensieme bekend as hidrogenase, wat protone en elektrone omkeerbaar na molekulêre waterstof omskakel, 'n sentrale rol in die metanogene proses. Hierdie oorsig bespreek onlangse insig in metanogeenmetabolisme en energiebesparingsmeganismes met 'n spesifieke fokus op die genus Methanosarcina.

Sleutelwoorde: Archaea energiebewaring hidrogenase metanogenese.

Kopiereg © 2019 Amerikaanse Vereniging vir Mikrobiologie.

Syfers

Bronne van atmosferiese metaan. Die…

Bronne van atmosferiese metaan. Die verhouding van atmosferiese metaanvrystellings wat veroorsaak word deur antropogeniese ...

CO 2 vermindering pad van ...

CO 2 vermindering pad van Methanosarcina . In hierdie pad, CO 2 is…

Die asetiklastiese weg van metanogenese ...

Die asetiklastiese pad van metanogenese vir M. barkeri. Asetaat word eers omgeskakel na ...

Die metiotrofiese pad van metanogenese ...

Die metiotrofiese pad van metanogenese vir M. barkeri. In hierdie pad, metielverbindings ...

Die metielreduktiewe metanogene weg ...

Die metielreduktiewe metanogene pad in Methanosarcina . In hierdie pad, metielgroepe ...

Die H 2 -onafhanklike elektron...

Die H 2 -onafhanklike elektronvervoerstelsel van Methanosarcina . Elektrone gaan die…

Die H 2 -afhanklike elektron...

Die H 2 -afhanklike elektronvervoerstelsel van Methanosarcina . Elektrone gaan die…

Ech van M. barkeri. Ech bestaan ​​uit 6 subeenhede (EchABCDEF), waarvan EchA...

Frh. Frh is 'n heterotrimere ...

Frh. Frh is 'n heterotrimeriese ensiem wat bestaan ​​uit 'n groot subeenheid (FrhA), klein ...

Vht van M. barkeri. Die groot hidrogenase subeenheid (VhtA) is geleë op die...


Basiese beginsels van energiebesparing

In hierdie artikel word 'n paar belangrike beginsels onderneem sodat ons die verskillende meganismes van energiebesparing goed kan verstaan.

Gratis Energie:

In mikrobiologie word energie gemeet in eenhede van kilojoules (kJ), 'n maatstaf van hitte-energie. Chemiese reaksies gaan gepaard met veranderinge in energie. Alhoewel daar in enige chemiese reaksie 'n mate van energie as hitte verlore gaan, is die belangstelling in mikrobiologie in vrye energie (afgekort G), wat gedefinieer word as die energie wat vrygestel word wat beskikbaar is om nuttige werk te doen.

Die verandering in vrye energie tydens 'n reaksie word uitgedruk as ∆G 0, , waar die simbool A gelees moet word “verander in”. Die “o’ en ” ‘ “(prima) beteken dat die vrye energiewaarde verkry is onder “standaard’ toestande: pH 7, 25°C, alle reaktante en produkte aanvanklik by 1M konsentrasie .

die ∆G 0, negatief is, sal die reaksie voortgaan met die vrystelling van vrye energie, energie wat die sel moontlik in die vorm van adinosientrifosfaat (ATP) kan bewaar. Sulke energie lewer reaksies word eksergonies genoem. As ∆G 0 egter positief is, benodig die reaksie energie om voort te gaan, sulke reaksies word endergonies genoem. Dus, vanuit die oogpunt van die mikrobiese sel, lewer eksergoniese reaksies energie, terwyl endergoniese reaksies energie vereis.

Gratis Energie van Vorming:

Vrye energie van vorming (afgekort G O F) is die energie opgelewer of energie wat benodig word vir die vorming van 'n gegewe molekule uit sy samestellende elemente. Volgens konvensie word die vrye energie van vorming (G O F) van die elemente (byvoorbeeld, C, H2, N2) is nul.

As die vorming van 'n verbinding uit elemente eksergonies verloop, dan is die vrye energie van vorming van die verbinding negatief (energie word vrygestel), terwyl as die reaksie endergonies is (energie word benodig), dan is die vrye energie van vorming van die verbinding positief.

Die waardes van vrye energie van vorming is altyd in kilojules/molekule (kJ/mol). Deur vrye energieë van vorming te gebruik, is dit moontlik om die verandering in die vrye energie wat in 'n gegewe reaksie plaasvind, te bereken. Vir 'n eenvoudige reaksie soos A + B → C + D. kan die verandering in vrye energie (∆G 0, ) bereken word deur die som van die vrye energieë van vorming van die reaktante (in hierdie geval A en B) af te trek van dié van die produkte (in hierdie geval C en D).

Verandering in vrye energie (∆G 0, ) van

A + B → C + D = G O F [C + D] – G O F [A + B]

Tabel 23.1 toon die vrye energieë van vorming vir sommige van die verbindings van biologiese belang. Vir die meeste van die verbindings wat in hierdie tabel geneem word, is die vrye energie van vorming (ΔG O F) is negatief, wat die feit weerspieël dat verbindings geneig is om spontaan uit elemente te vorm. Die positiewe vrye energie van vorming vir stikstofoksied (N2O + 104.2 kJ/mol) sê vir ons dat hierdie molekule nie spontaan vorm nie, maar eerder tot stikstof en suurstof ontbind.

Oksidasie-Reduksie (Redoks) Reaksies:

Die vrye energie in lewende organismes word bewaar deur oksidasie-reduksie (redoks)-reaksies. Oksidasie-reduksie (redoks)-reaksies is dié waarin elektrone deur 'n elektronskenker (oksidasie) geskenk word en deur 'n elektronaanvaarder (reduksie) aanvaar word.

Die elektronskenker word die reduseermiddel of reduktant genoem, terwyl die elektronaanvaarder as oksideermiddel of oksidant genoem word. Volgens konvensie word so 'n reaksie geskryf met die reduktant regs van die oksidant en die aantal (n) elektrone (e – ) wat geskenk is.

Elektronskenkers en elektronaanvaarders:

Oksidasie-reduksie-reaksies, soos vroeër genoem, behels dat elektrone deur 'n elektronskenker geskenk word en deur 'n elektronaanvaarder aanvaar word. Die elektrone wat deur die elektronskenker vrygestel word, kan egter nie vry in oplossing bestaan ​​nie, hulle moet daarna deur 'n elektronaannemer aanvaar word en die deel daarvan word. Dit is die rede waarom vir enige oksidasie om plaas te vind, 'n daaropvolgende reduksie ook moet plaasvind.

Byvoorbeeld, waterstofgas (H2) kan elektrone en waterstofione (protone) vrystel en geoksideer word:

Bogenoemde reaksie is slegs 'n halwe reaksie en benodig daarna die tweede halwe reaksie om te voltooi.

In tweede helfte reaksie kan daar die vermindering van baie verskillende stowwe wees, insluitend O2:

Die tweede halfreaksie (reduksiereaksie), wanneer gekoppel aan die eerste halfreaksie (oksidasiereaksie), lewer die volgende algehele gebalanseerde reaksie:

In die bogenoemde algehele gebalanseerde reaksie verwys mens na die H2 geoksideer (d.w.s. elektronskenker) en O2 gereduseer (d.w.s. elektronontvanger). Die algehele siening van die vorming van H2O van die elektronskenker H2 en die elektronontvanger O2 word in Fig. 23.1 getoon.

Verminderingspotensiaal:

Reduksiepotensiale (E0’) is die uitdrukking van die neiging van stowwe om geoksideer te word of om gereduseer te word die stowwe wissel in die neiging om geoksideer te word of om gereduseer te word.

Die reduksiepotensiaal word elektries gemeet in eenhede van volt of millivolt met verwysing na 'n standaardstof die reduksiepotensiaal van waterstof (H2) by pH 7 is -0,42 volt of -0,420 millivolt. pH 7 word gebruik omdat dit na neutraliteit verwys en die sitoplasma van die meeste selle neutraal of amper so is.

Redoks paartjies:

Die meeste molekules kan onder verskillende toestande óf elektronskenkers óf elektronaanvaarders wees, afhangende van die stowwe waarmee hulle reageer. Dieselfde atoom aan elke kant van die pyl in die halfreaksies kan beskou word as verteenwoordigend van 'n redokspaar. Wanneer 'n redokspaar geskryf word, word die geoksideerde vorm altyd aan die linkerkant geplaas.

By die konstruksie van volledige oksidasie-reduksie-reaksies uit hul samestellende halfreaksies, is dit die eenvoudigste om te onthou dat die gereduseerde stof van 'n redokspaar waarvan die reduksiepotensiaal meer negatief is, elektrone skenk aan die geoksideerde stof van 'n redokspaar wie se reduksiepotensiaal meer positief is.

Dus, in 'n redokspaar 2H + / H2, wat 'n reduksiepotensiaal van -0,42 volt het, H2het 'n groot neiging om elektrone te skenk. Aan die ander kant, in die redokspaar ½ O2/H2O, wat 'n potensiaal van +0,82 volt het, H2O het 'n baie geringe neiging om elektrone te skenk, maar O2 het 'n groot neiging om elektrone te aanvaar.

Dit volg dan dat in 'n reaksie van H2 en O2, H2 sal die elektronskenker wees en geoksideer word, en O2 sal die elektronaannemer wees en verminder word (Fig. 23.1).

Elektrontoring:

Elektrontoner is 'n denkbeeldige vertikale toring wat die reeks reduksiepotensiale vir redokspare verteenwoordig van die negatiefste bo na die positiefste onder (Fig. 23.2).

Die gereduseerde stof in die redokspaar aan die bokant van die toring het die grootste neiging om elektrone te skenk, terwyl die geoksideerde stof in die paar aan die onderkant van die toring die grootste neiging het om elektrone te aanvaar. Soos elektrone van die elektronskenker aan die bokant van die toring val, kan hulle op verskeie vlakke van die toring “gevang” word.

Hoe verder die elektrone van 'n skenker af val voordat hulle deur 'n ontvanger “gevang” word, hoe groter word die hoeveelheid energie wat vrygestel word. O2, aan die onderkant van die toring, is die gunstigste elektronaanvaarder wat deur organismes gebruik word. In die middel van die elektrontoring kan redokspare as óf elektronskenkers óf elektronaanvaarders optree.

Byvoorbeeld, onder toestande waar suurstof afwesig is (genoem anoksies) in die teenwoordigheid van H2, fumaraat kan elektronaanvaarder wees (wat suksinaat produseer), en onder ander toestande waar suurstof teenwoordig is (genoem aërobies) in die afwesigheid van H2, kan suksinaat 'n elektronskenker wees (wat fumaraat produseer).

Elektrondraers:

Die oordrag van elektrone in 'n oksidasie-reduksie reaksie van skenker na ontvanger in 'n sel behels normaalweg een of meer tussenprodukte wat elektrondraers (of draers) genoem word. In sulke toestande word die aanvanklike elektronskenker primêre elektronskenker genoem, terwyl die finale elektronaannemer die terminale elektronaanvaarder is.

Die netto verandering in die vrye energie (∆G 0, ) van die volledige reaksiereeks word bepaal deur die “verskil” in die reduksiepotensiale (E0’) tussen die primêre elektronskenker en die terminale elektronaanvaarder.

Elektrondraers kan in twee algemene groepe verdeel word:

(1) Vrylik diffundeerbaar en (2) stewig geheg (geheg) aan ensieme in die sitoplasmiese membraan. Vrylik diffundeerbare draers sluit die ko-ensieme nikotinamied adenien dinukleotied (NAD + ) en NAD-fosfaat (NADP + ) in, terwyl membraan-geassosieerde elektrondraers NADH-dehidrogenases, flavoproteïene wat flavienmononukleotied (FMN) of flavien-adineen-dinukleotied (FMN) bevat, insluit , nie-heme yster-swael (Fe/S) proteïene (ferrodoksien) en kinone.

Nikotinamied Adenien Dinukleotied (NAD + ) en NAD-fosfaat (NADP + ):

Dit is die koënsieme wat as vrylik diffundeerbare elektrondraers optree en elektrone tussen twee verskillende liggings vervoer. Die nikotinamiedring van NAD + en NADP + (Fig. 23.3) aanvaar twee elektrone en een proton van 'n skenker, terwyl 'n tweede proton vrygestel word. Die reduksiepotensiaal van die redokspaar NAD + /NADH (of NADP + /NADPH) is -0.32 volt, wat dit redelik hoog op die elektrontoring plaas, dit wil sê, NADH (of NADPH) is 'n goeie elektronskenker.

Alhoewel die NAD- en NADP +-pare dieselfde reduksiepotensiale besit, funksioneer hulle oor die algemeen in verskillende hoedanighede in die sel. NAD + /NADH is direk betrokke by energiegenererende (kataboliese) reaksies, terwyl NADP + /NADPH hoofsaaklik betrokke is by biosintetiese (anaboliese) reaksies.

NADH dehidrogenases:

NADH-dehidrogenases is proteïene wat aan die binnekant van die selmembraan gebind is. Hulle aanvaar waterstofatome van NADH wat in verskeie sellulêre reaksies gegenereer word en gee die waterstofatome deur na flavoproteïene.

Flavoproteïene:

Flavoproteïene is proteïene wat 'n afgeleide van riboflavien besit. Flavoproteïene aanvaar waterstofatome en skenk elektrone. Twee flavoproteïene word algemeen in selle aangetref—flavienmononukleotied (FMN) en flavinadenien dinukleotied (FAD) (Fig. 23.4).

Flavienmononukleotied (FMN) word deur 'n tweede fosfaat aan ribose en adenien gebind. Hierdie twee flavoproteïene dra egter twee elektrone en twee protone (twee waterstofatome) op hul komplekse ringstelsel. Riboflavin, ook bekend as vitamien B2, is 'n vereiste groeifaktor vir sommige organismes.

Sitochrome:

Sitochrome is proteïene met ysterbevattende porfirienring (Fig. 23.5) wat ook heem genoem word. Die sitochrome ondergaan oksidasie en reduksie deur verlies of wins van 'n enkele elektron deur die ysteratoom wat sentraal in die porfirienring van die sitochroom geplaas is:

Sitochroom – Fe 2+ ⇋ Sitochroom – Fe 3+ + e –

Sitochrome dra nie waterstofatome (protone) nie. Verskeie verskillende sitochrome (sit b, sit c, ens.) is 'n prominente deel van respiratoriese elektronvervoerkettings.

Nieheme Yster-Swael (Fe/S) Proteïene:

Sommige yster-swael (Fe/S) wat elektrondraende membraan-geassosieerde proteïene bevat, het nie 'n heemgroep nie en word nie-heem yster-swael (Fe/S) proteïene genoem. Verskeie rangskikkings van yster en swael is gevind in verskillende nieheemse yster-swaelproteïene, maar Fe2S2 en Fe4S4 trosse is die algemeenste.

Die ysteratome is gebind aan vrye swael en aan die proteïen via swaelatome vanaf sisteïenreste (Fig. 23.6). Ferredoksien is 'n algemene yster-swaelproteïen van Fe2S2 konfigurasie wat in biologiese sisteme voorkom.

Hierdie elektrondraer is aktief in fotosintetiese elektronvervoer en verskeie ander elektronvervoerprosesse. Aangesien die reduksiepotensiale van yster-swaelproteïene oor 'n wye reeks verskil, afhangende van die aantal yster- en swaelatome en hul bindingspatroon aan proteïene, funksioneer verskillende yster-swaelproteïene op verskillende punte in 'n elektronvervoerproses. Soos sitochrome, dra hierdie proteïene ook net elektrone, nie waterstofatome nie.

Kinone:

Kinone is membraangeassosieerde hoogs hidrofobiese nie-proteïenbevattende molekules wat as elektrondraers in elektronvervoerprosesse optree. Sommige kinone wat in bakterieë voorkom, is verwant aan vitamien K, 'n groeifaktor vir hoër diere.

Soos flavoproteïene, dien kinone as proton (waterstofatoom) aanvaarders en elektronskenkers. Koënsiem Q (CoQ) of ubiquinone is 'n kinoon wat elektrone en protone (waterstofatome) in baie respiratoriese elektrontransportprosesse dra (Fig. 23.7).

Hoë-energie verbindings:

Energie wat vrygestel word as gevolg van oksidasie-reduksie-reaksies moet bewaar word sodat dit waar en wanneer ook al in die sellulêre funksies benut kan word. Bewaring van energie in lewende organismes word gemaak in hoë-energie fosfaatbindings van hoë-energie fosfaatverbindings (bv. fosfoenolpiruvaat, 1,3-bisfosfagliseraat, ATP, ADP, ens.) en tio-esterbindings van die afgeleides van koënsiem A ( bv asetiel-CoA). Ons neem slegs ATP en koënsiem A (CoA) afgeleides (bv. asetiel-CoA) vir verdere oorweging hier.

Adenosientrifosfaat (ATP):

Die belangrikste hoë-energie fosfaatverbinding in lewende organismes is adenosientrifosfaat (ATP), 'n praktiese vorm van groot energie-geldeenheid wat die selle besit om hul werk uit te voer. ATP bestaan ​​uit die ribonukleosied adenosien waaraan drie fosfaatmolekules in serie gebind is (Fig. 23.8).

Uit die drie fosfaatbindings van ATP, soos blyk uit Fig. 23.8, is twee hoë-energie-anhidriedbindings met hoë vrye energieë van hidrolise, terwyl een lae-energie-esterbinding is.

Wanneer ATP afbreek na adenosiendifosfaat (ADP) en ortrofosfaat (Pi) as gevolg van die hidrolise van hoë-energie anhidriedbinding, word die vrye energie beskikbaar gestel om biosintetiese reaksies en ander aspekte van selfunksie aan te dryf deur noukeurig gereguleerde prosesse waarin die energie wat uit ATP-hidrolise vrygestel word, is gekoppel aan energie-vereiste reaksies. Later word energie van fotosintese, aërobiese respirasie, anaërobiese respirasie en fermentasie gebruik om ATP vanaf ADP en Pi te hersinteteer.

Koënsiem A (CoA) Afgeleides (Asetiel-CoA):

Koënsiem A (CoA) afgeleides is sekere ander hoë-energie verbindings wat in die sel geproduseer word en kan die energie wat vrygestel word in oksidasie-reduksie reaksies bewaar. Hierdie afgeleides [asetiel-KoA (Fig. 23.9) is net een van baie KoA-afgeleides] besit tio-ester (sulfoanhidried)-bindings in plaas van fosfoanhidriedbindings wat in hoë-energie fosfaatverbindings voorkom (bv. ATP). KoA-afgeleides lewer voldoende vrye energie op hidrolise, wat gebruik word om die sintese van 'n hoë-energie fosfaatbinding in energiemetabolisme en biosintese van vetsure aan te dryf.

Byvoorbeeld, in die reaksie:

Asetiel-CoA + H2O + ADP + P → Asetaat – + HS-CoA + ATP + H +

die energie wat vrygestel word in die hidrolise van koënsiem A word bewaar in die sintese van ATP. KoA-afgeleides speel 'n baie belangrike rol in die energiebesparing van anaërobiese mikroörganismes, veral in diegene wie se energiemetabolisme fermentasie behels.

Opsies vir energiebesparing:

Metabolisme is die somtotaal van alle biochemiese reaksies wat in die sel plaasvind met die betrokkenheid van vloei van energie en die deelname van verskeie ensieme en proteïene. Metabolisme verteenwoordig in werklikheid die chemie van die lewe en kan in twee groot dele verdeel word: katabolisme en anabolisme.

Katabolisme (Gk. cata = af, balleen = deur) verteenwoordig die afbreek van meer komplekse chemikalieë in kleiner, eenvoudiger molekules wat lei tot die vrystelling van energie. 'n Deel van hierdie vrygestelde energie word vasgevang en beskikbaar gestel vir sellulêre funksies terwyl die res as hitte vrygestel word. In anabolisme (Gk. ana = op, balleen = tot deur) word die soortgelyke molekules gebruik in die sintese van komplekse molekules met energiebenutting.

Ensieme wat benodig word vir metaboliese aktiwiteite word in die sel gesintetiseer, terwyl energie van een van die drie bronne verkry word (Fig. 23.10):

(i) Chemolitotrofiese mikrobes voer oksidasie van anorganiese chemikalieë uit wat energie vrystel,

(ii) chemo-organotrofiese mikroörganismes organiese molekules oksideer om energie vry te maak, en

(iii) fototrofiese mikroörganismes vang stralende energie van son vas deur die proses van fotosintese.

Die chemotrofiese makro-organismes (beide chemolitotrofies en chemo-organotrofies), die mikroörganismes wat chemikalieë as elektronskenkers in hul energiemetabolisme gebruik, het twee kataboliese meganismes vir energiebesparing asemhaling en fermentasie aangeneem. In respirasie word die energie bewaar deur die proses oksidatiewe fosforilering met die betrokkenheid van molekulêre suurstof of 'n ander ekstern-afgeleide elektron-akseptor.

Respirasie is egter van twee verskillende tipes, naamlik aërobies en anakrobies. In aërobiese respirasie is die finale elektronaannemer suurstof, terwyl die elektronaannemer in anaërobiese respirasie meer dikwels anorganies is (bv.3 –, SO4 2- , CO2, Fe 3+ , SeO4 2- , en vele ander), hoewel organiese elektron-aanvaarders soos fumaarsuur ook gebruik kan word.

In fermentasie word die energie geproduseer deur substraat-vlak-fosforilering waarin ATP gesintetiseer word as gevolg van die oksidasie van 'n organiese verbinding sonder die betrokkenheid van enige bruikbare eksterne elektron-akseptor. Fototrofiese mikroörganismes gebruik anaboliese meganismes en vang ligenergie van son vas tydens fotosintese (sintese van komplekse molekule met behulp van eenvoudiger molekules) deur die proses fotofosforilering.


Woude as brandstof

Die Europese Unie het 'n richtlijn aangeneem wat hout as 'n hernubare energiebron klassifiseer en het planne om hernubare energie se aandeel van die energiemengsel teen 2030 dramaties te verhoog. Ironies genoeg is hierdie skuiwe aksies wat as nadelig beskou word vanuit beide klimaatsverandering- en biodiversiteitsperspektiewe: Die invoer van hout in die EU van lande soos die VSA en Kanada het in onlangse jare toegeneem, en daar is ook kommer vir die ontwrigting van woudhabitat in Europa. ’n Regsgeding betwis nou die klassifikasie, maar die probleem kan vererger as lande buite die EU. besluit om die voorbeeld te volg.


Gryswater & # 8211 Gedefinieer

Gryswater is die huishoudelike afvalwater van alle bronne behalwe die toilette. Volgens die EPA kan afvalwaterbronne water insluit van:

  • wasgoed
  • stort/bad
  • Wasmasjiene
  • skottelgoedwasser
  • kombuis wasbakke

Gryswater kan vir tuistuinmaak en landskapbesproeiing gebruik word. Dit kan twee groot voordele inhou.

  • Dit verminder die behoefte aan vars water en is dus 'n goeie manier om water sowel as energie te bespaar. Groot hoeveelhede energie word gebruik in die inname, behandeling en vervoer van water na woonhuise. Al daardie energie word bewaar.
  • Hergebruik van afvalwater wat andersins eers in die riool en dan die afvalwaterbehandelingsaanlegte sou ingegaan het, verminder die hoeveelheid water wat in hierdie strome ingaan. Dit verhoed weer dat die energie, wat andersins in behandeling gebruik sou word, gebruik word en dus bewaar word.

Gryswater moet nie met Swartwater verwar word nie. Die term Swartwater dui op afvalwater van die toilette.

Gryswater het nie uitgebreide behandeling nodig voor hergebruik nie. Dit moet egter versigtig gebruik word aangesien dit kontaminante soos vet, hare, skoonmaakmiddels ens. bevat en dus dalk nie geskik is vir alle tuingebruike nie. Alle gryswater moet ook binne 24 uur na produksie gebruik word. Om gryswater in 'n huishouding te benut, moet die huisloodgieterswerk aparte dreine vir swartwater- en gryswaterbronne hê, wat makliker is om te doen in nuwe konstruksies as die bestaande. Daar is egter 'n aantal maniere waarop dit in die ouer huise bereik kan word.

In die meeste state reguleer die Departement van Gesondheid die installering en hergebruik van gryswater en ter plaatse stelsels. Besonderhede kan ook in jou Boukode gevind word. Dit word ook aanbeveel om jou plaaslike waterowerheid of raad te raadpleeg vir advies oor gryswatergebruikregulasies.


Dyspnee

Verminder asemhalingspoging en verbetering van respiratoriese spierfunksie

Energiebesparingstegnieke verminder fisiese inspanning (bv. deur stadiger te loop) en verminder daardeur die nodige ventilasie-inspanning. Asemhalingstegnieke (bv. saamgetrekte lippe) kan respiratoriese ongemak verminder deur asemhaling te vertraag, hiperinflasie te verminder en suurstofversadiging te verbeter. 117,118 In 'n Cochrane sistematiese oorsig, is getoon dat asemhalingsoefeninge oor 1 tot 4 maande funksionele kapasiteit verbeter by pasiënte met COPD 119-effekte op dispnee, was egter inkonsekwent, miskien as gevolg van die veranderlike oorsake van dispnee binne hierdie populasie. As ventilasie oefening beperk, behoort die versterking van die respiratoriese spiere maksimum ventilasie en oefenprestasie te verbeter en sodoende die dispnee te verlig. Ongelukkig was die resultate van hierdie benadering inkonsekwent, 120 121 alhoewel een meta-analise tot die gevolgtrekking gekom het dat dit veral van waarde kan wees in pasiënte met gedokumenteerde respiratoriese spierswakheid. 122 Pogings om onstuimige vloei en die gevolglike werk van asemhaling te verminder deur die pasiënt 'n mengsel van helium en suurstof (dws helioks, laedigtheid gas relatief tot suurstof alleen, of suurstof plus stikstof) te laat inasem, was effektief in gevalle van boonste lugweg vernouing, 123 maar data in asma 124 en COPD 125 is gemengde oefening funksie kan verbeter word in pasiënte met COPD wat oefen terwyl inaseming heliox, maar veranderinge in dispnee is inkonsekwent. 125

Voedingsaanvulling van kakektiese pasiënte kan respiratoriese spierkrag verbeter en dyspnee verminder, hoewel die kliniese doeltreffendheid van hierdie terapie onduidelik is. 120,126 Dit is intuïtief aantreklik om chronies "moeg" respiratoriese spiere te "rus" met meganies ondersteunde ventilasie (positiewe of negatiewe druk) sodat hulle beter presteer met minder dyspnee, hoewel nie alle studies veel voordeel getoon het nie, 127 daar is toenemende bewyse ter ondersteuning hiervan bestuurstrategie by pasiënte met verergering van chroniese siektes 128 of respiratoriese versaking. 129 In minder akute omstandighede het 'n meta-analise tot die gevolgtrekking gekom dat akute nie-indringende ventilatoriese ondersteuning tydens oefening dispnee verlig en oefenprestasie in COPD verbeter. 48 Studies van medikasie om dyspnee te verlig deur spierkontraktiliteit te verhoog, was onoortuigend. 130


Bonus Opsies

Baie mense het baie vriendelik vir my 'n boodskap gestuur met al die briljante loopbaanopsies wat ek vergeet het. Ek sal hulle hier byvoeg, maar kyk gerus na die kommentaar hieronder vir 'n deurlopende aanbod van nuwe idees.

14. Bewaring Fondsinsamelingsloopbaan

Hoe kon ek vergeet het dat soveel van wat ons doen staatmaak op effektiewe fondsinsameling. Baie medium en groot NRO's het professionele fondsinsamelings wat help om aansoek te doen en skenkings te bestuur, jy kan hier en hier 'n idee kry van die soort rolle. Hier’s hoe WWF een van hul rolle beskryf:

“Meer as 80% van WWF-VK se inkomste elke jaar kom van lede van die publiek. Dit maak die Openbare Fondsinsamelingspan absoluut noodsaaklik vir die sukses van die organisasie en ons vermoë om ons ambisies te verwesenlik.

Werk in die verkrygingspan, die Fondsinsamelingsbeampte is verantwoordelik vir die implementering en lewering van sleutelveldtogte wat alle massamediaaktiwiteite insluit – TV, pers, insetsels of aangesig tot aangesig-aktiwiteit. Dit sluit in werk met interne en eksterne verskaffers, veldtogbestuur en die bereiking van groot teikens. Dit is 'n opwindende rol en 'n sleutellid van die span.”

15. Lobbyy vir Bewaring

Daar’s baie fyn lyne tussen advies, voorspraak en lobbying, en dit’s dikwels moeilik om te weet aan watter kant jy’re. Lobbyy in die belang van jouself, of 'n besigheid is gewoonlik 'n redelik oncool ding om te doen, maar ons’re almal in bewaring – en verskriklik bevooroordeeld en meestal nie-winsgewende – Ek voel OK met dit.

Ek is egter redelik onseker waar 'n mens sou begin om in hierdie soort van werk te kry, so ek’m gaan uitstel na die nuttige artikel Hoe om 'n Omgewingslobbyis te word.

16. Die Politieke Bewaringsloopbaan

In die wetenskap kla ons dikwels dat daar’s baie min wetenskaplikes in die regering. Hier in die VK, by die laaste telling, was daar een LP (uit 650) met 'n wetenskap PhD.

Nou is dit’s baie maklik om regerings te blameer vir die feit dat dit gemors by die wetenskap, maar eintlik is dit’s grootliks ons skuld. As jy 'n wetenskaplike of natuurbewaarder is en meer in die regering wil sien wat jou siening verteenwoordig, dan is die beste ding om te doen om vir verkiesing te staan!

Ek moet byvoeg dat dit waarskynlik help om 'n suksesvolle loopbaan in een van hierdie ander dinge te hê, net sodat jy weet waarvan jy’re praat. Ek weet ook dat die groen party bestaan, maar waarvoor hulle staan, is ongelukkig nie altyd baie wetenskaplik gebaseer nie (maar dit is beter as niks).

17. Die voormalige Militêre Bewaringsloopbaan teen Stroper

Ek sluit hierdie een semi-teësinnig in, vir die rede dat stropers die maklikste mense is om te blameer vir baie van ons probleme, en dit’s baie selde die ou wat bosvleis jag of die geweer dra wat die wortel van die probleem is. This is a topic for another post, but ultimately I don’t think militarising conservation is the answer (although it makes us feel better because it’s proactive and highly visible).

That being said, some conservationists who I respect enormously would totally disagree. Similarly I know several ex-military advisers who are doing exceptional work across Southern Africa.

How to get involved? You could look at something like the International Anti-poaching Foundation. You might also find these careers using working dogs for conservation of interest.


Application of the Principle of Conservation of Energy

When two palms are rubbed together, they become warm here mechanical energy is converted into heat energy. When a falling body strikes the ground and get stopped, the mechanical energy is converted into heat energy and some sound energy. Again, due to friction between different parts of a machine heat energy is created. From the above events, it is observed that energy is converted from one form to another form. Further, it is seen from Einstein’s theory of relativity that mass is converted into energy. If energy of a body increases, its mass also increases. On the other hand, if energy decreases in a body, its mass also decreases. When a box is pulled over the floor heat is produced due to friction.

It is seen from all the above cases (conservative or non-conservative) that energy is converted from one form to another form, but is never exhausted or destroyed. This is the principle of conservation of energy.

Law: “Energy can neither be created nor destroyed but can only be convened from one form to another.”

The total energy of the universe is Constant. In electric iron, heat is produced when electricity is passed through it. We iron our clothes with this heat. In this case, electric energy is convened to heat energy and finally heat energy is converted to mechanical energy. Here no energy is destroyed, only there is transformation.

You have heard about nuclear reactor. In nuclear reactor nuclear fission is created by bombarding a heavy nucleus ( 235 U92) by a neutron. In this reaction enormous amount of heat energy is produced. Electricity is produced by rotating turbines by using this heat energy. In this case it is seen that nuclear energy is converted into heat energy and heat energy is converted into electric energy. In this case also there is no loss or destruction of energy. Only energy is transformed from one form to another form.

When energy is changed from one form to another form, then no increase or decrease of energy occurs. That means, either creation or destruction of energy is impossible. When one form of energy destroyed, it appears in another form. It is called the conservation principle of energy.


5.3.7: Energy Conservation - Biology

We apply the best science and technology available to accelerate the conservation, recovery, and adaptation of biological diversity in a fast-changing world.

What We Do

The world is a complex place, and solutions to problems are seldom obvious or accomplished in isolation. We collaborate with a wide diversity of partners and use a range of tools - both social and technical - to support wise planning, policy, and management for biodiversity, ecosystems, climate, energy, and water resources. Our toolbox includes:

  • Geospatial data, analyses, and syntheses
  • Solutions-oriented research
  • Evidence-based decision-support
  • Facilitating collaborations and dialogues
  • Science-policy translation

We work dynamically, finding creative new ways to solve problems. Whether your interest is endangered species, energy or water planning, or taking rapid climate adaptation or mitigation steps, we help you make complex decisions in efficient ways, using the best available evidence.

Major Accomplishments

1997 to 2001

  • Conservation Assessments and Priority Setting for the Klamath-Siskiyou, California Redwoods, and Orange County
  • Developed forest intactness international standards and conducted the first forest intactness mapping for the US feasibility study for the Adirondack Park for the US

2002 to 2006

2007 to 2011

    created organizational and science support
  • Helped develop the first statewide connectivity plan for California
  • Endangered forest mapping in the southeastern US
  • Climate change research
  • Ecological monitoring and management for plant and animal populations in southern California

2012 to 2016

  • Conducted the first BLM Rapid Ecoregional Assessments &ndash Colorado Plateau and Sonoran Desert
  • Developed EEMS software development mapping
  • Major advances in wildfire risk modeling for the conterminous U.S. - science and mapping support landscape connectivity mapping adoption and application &ndash e.g., decision-support and visualization tools, climate consoles, etc.

2017 to 2019

    &ndash for China&rsquos Ministry of Environmental Protection
  • USDA Conservation Reserve Program support science support support support Science support

A Remarkable Journey

The Conservation Biology Institute (CBI) is a non-profit 501(c)(3) founded in 1997 in Corvallis, Oregon. At CBI, we believe that saving the natural treasures on this planet is of paramount importance, and we feel a world without things "natural, wild, and free" is a lonely and dangerous one for our present and future generations. We are committed as scientists and as human beings to doing our best to create a better future. We believe humanity is responsible for the current ecological crisis, but we also believe humanity can create an alternative future - one that benefits all life. By blending our talents and skills with others who share our passion, we hope to contribute to finding solutions to conservation's greatest challenges.

Pam Frost (Director of Operations) and James Strittholt (Executive Director) celebrating CBI's 20 year anniversary.


Conservation: History and Future

We define conservation as a broad approach to preserving what is already there and the due care and attention to protecting it for the future (1). It is also dedicated to restoring something to a natural state and maintaining equilibrium. It is a practice and a philosophy, utilizing scientific tools and methods with applied ethics, and, where necessary, regulation and environmental law to limit the use of certain materials. It can apply to many areas, not just the natural environment. Typically, it covers three broad areas:

  • Cultural heritage and the built environment of archaeological monuments, buildings of historic importance, and landscapes. This promotes cultural awareness and respect and preserves a built heritage for future generations to enjoy
  • Conservation of ecology, maintaining the delicate balance of an ecosystem or set of wildlife to ensure population numbers of threatened or endangered species are not put at risk, to maintain a landscape for study or enjoyment, or for biodiversity
  • Resource conservation is the active ways in which we seek to limit the use of resources to reduce the strain put on supply. This can be developing energy-efficient homes to reduce raw materials burnt to produce electricity or efficiency savings of water resources

Conservation is important for many reasons, not least of all to the health of the planet. However, the study of the subject goes merely beyond health and ecosystems helps us to understand the world around us and present problems for environmental engineers, archaeologists, ecologists and others to solve to improve how we use land and by extension, our lives. Cultural heritage conservation also benefits local economies through tourism and academic grants for study.


Kyk die video: Дофамин - гормон радости. Как восполнить дефицит дофамина. (September 2022).