Informasi

5.3.7: Konservasi Energi - Biologi

5.3.7: Konservasi Energi - Biologi


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.

Konservasi Energi mengacu pada pengurangan pemborosan energi dan peningkatan efisiensi. Konservasi energi dapat melibatkan perubahan perilaku serta teknologi. Beberapa contoh konservasi energi tidak memiliki dampak finansial. Ini termasuk mematikan dan mencabut colokan elektronik saat tidak digunakan, mematikan pemanas air, dan mengemudi dengan efisien (gambar (PageIndex{a})). Selain itu, membuka kerai pada jendela yang menghadap ke selatan di pagi hari selama musim dingin memanfaatkan teknologi surya pasif. Mengandalkan matahari untuk pemanasan dan penerangan mengurangi penggunaan listrik.

Gambar (PageIndex{a}): Sebuah tanaman di dashboard Ford Fusion (kanan) ini menunjukkan jika perilaku pengemudi mendorong efisiensi bahan bakar. Pada gambar ini, hanya ada satu daun pada tanaman, menunjukkan efisiensi yang rendah. Beberapa cara mengemudi secara efisien termasuk mengikuti batas kecepatan dan menyesuaikan kecepatan Anda secara bertahap. Gambar oleh ogilvyprworldwide (CC-BY).

Contoh lain dari konservasi energi memerlukan beberapa investasi keuangan, tetapi mereka dengan cepat membayar sendiri dengan penghematan tagihan energi. NS audit energi adalah langkah pertama untuk menyelidiki ketidakefisienan di rumah seseorang. Ini membantu pemilik rumah mengidentifikasi di mana rumah mereka kehilangan energi, dan area masalah dan perbaikan mana yang harus mereka prioritaskan untuk menghemat energi dan uang. Misalnya, audit energi dapat mengungkapkan tempat-tempat di rumah di mana panas keluar di musim dingin atau masuk di musim panas. Auditor energi mungkin merekomendasikan memasang insulasi untuk menyegel rumah dengan lebih baik serta untuk mengisolasi pemanas air panas dan pipa. Berinvestasi di sebagian besar peralatan efisiensi tinggi juga terbayar dengan relatif cepat (gambar (PageIndex{b})).

Gambar (PageIndex{b}): Peralatan Energy Star menggunakan energi secara efisien. Gambar oleh MoneyBlogNewz (CC-BY)

Video ini memberikan panduan tentang audit energi.

Akhirnya, beberapa strategi untuk konservasi energi memerlukan investasi keuangan yang cukup besar. Mereka akhirnya dapat membayar sendiri dalam jangka waktu yang lama. Setelah contoh adalah jendela pane ganda, emisivitas rendah (e rendah) (gambar (PageIndex{c})). Dua lapisan kaca menjebak udara di antara keduanya, yang berfungsi sebagai insulasi. Selain itu, kaca dilapisi dengan titik-titik logam yang sangat kecil yang memungkinkan cahaya melewatinya, tetapi energi inframerah (panas) dipantulkan kembali. Jika di luar lebih panas, panas dipancarkan kembali ke luar; jika di dalam lebih hangat, panas akan dipancarkan kembali ke dalam. Pendingin udara hemat energi, pompa panas panas bumi, dan pemanas air sesuai permintaan (tanpa tangki) (gambar (PageIndex{d})) juga merupakan contoh teknologi hemat energi yang membutuhkan investasi yang cukup besar.

Gambar (PageIndex{c}): Jendela paned ganda, emisivitas rendah memungkinkan cahaya dari matahari melewatinya, tetapi titik-titik logam kecil (tidak terlihat) memantulkan panas. Kedua panel tersebut menjebak udara, sebuah isolator. Gambar dimodifikasi dari Departemen Energi AS (domain publik).

Gambar (PageIndex{d}): Pemanas air sesuai permintaan (tanpa tangki). Karena air panas tidak disimpan, tidak ada kesempatan untuk mendinginkannya dan perlu dipanaskan kembali. Ini menghemat energi. Gambar oleh Departemen Energi AS (domain publik).


Konservasi Energi dan Fungsi Hidrogenase di Archaea Methanogenic, khususnya Genus Metanosarina

Produksi biologis metana sangat penting untuk siklus karbon global dan menyumbang ca. 74% dari total emisi metana. Organisme yang memfasilitasi proses ini, archaea metanogenik, termasuk dalam kelompok besar dan beragam secara filogenetik yang tumbuh subur di berbagai lingkungan anaerobik. Dua subkelompok utama ada dalam archaea metanogenik: mereka yang memiliki dan mereka yang tidak memiliki sitokrom. Meskipun berbagai metabolisme ada dalam kelompok ini, reduksi substrat pertumbuhan menjadi metana menggunakan elektron dari molekul hidrogen, dalam pengertian filogenetik, merupakan jalur metanogenik yang paling luas. Metanogen tanpa sitokrom biasanya menghasilkan metana dengan mereduksi CO2 dengan elektron yang berasal dari H2, format, atau alkohol sekunder, menghasilkan gradien ion transmembran untuk produksi ATP melalui Na + -translokasi metiltransferase (Mtr). Organisme ini juga menghemat energi dengan mekanisme bifurkasi elektron berbasis flavin baru, di mana reduksi endergonik ferredoxin difasilitasi oleh reduksi eksergonik dari akseptor elektron terminal disulfida yang digabungkan dengan H2 atau oksidasi format. Metanogen yang memanfaatkan sitokrom memiliki rentang substrat yang lebih luas, dan dapat mengubah senyawa asetat dan metilasi menjadi metana, selain kemampuan mereduksi CO2 Metanogen yang mengandung sitokrom mampu melengkapi gaya gerak ion yang dihasilkan oleh Mtr dengan sistem transpor elektron translokasi H +. Dalam kedua kelompok, enzim yang dikenal sebagai hidrogenase, yang secara reversibel mengubah proton dan elektron menjadi hidrogen molekuler, memainkan peran sentral dalam proses metanogenik. Ulasan ini membahas wawasan terbaru tentang metabolisme metanogen dan mekanisme konservasi energi dengan fokus khusus pada genus Metanosarina.

Kata kunci: Methanogenesis hidrogenase konservasi energi archaea.

Hak Cipta © 2019 American Society for Microbiology.

Angka

Sumber metana atmosfer. NS…

Sumber metana atmosfer. Proporsi emisi metana atmosfer yang disebabkan oleh antropogenik…

BERSAMA 2 jalur reduksi…

BERSAMA 2 jalur reduksi Metanosarina . Dalam jalur ini, CO 2 adalah…

Jalur aceticlastic dari metanogenesis ...

Jalur aceticlastic metanogenesis untuk M. barkeri. Asetat pertama kali diubah menjadi…

Jalur metilotrofik metanogenesis…

Jalur metilotrofik metanogenesis untuk M. barkeri. Dalam jalur ini, senyawa metil…

Jalur metanogenik metil reduktif…

Jalur metanogenik metil reduktif dalam Metanosarina . Pada jalur ini, gugus metil…

H 2 -elektron bebas...

H 2 -sistem transpor elektron independen Metanosarina . Elektron masuk ke…

H 2 -elektron tergantung...

H 2 -sistem transpor elektron bergantung Metanosarina . Elektron masuk ke…

Masing-masing dari M. barkeri. Ech terdiri dari 6 subunit (EchABCDEF), dimana EchA…

Fr. Frh adalah heterotrimerik…

Fr. Frh adalah enzim heterotrimerik, terdiri dari subunit besar (FrhA), kecil…

Vht dari M. barkeri. Subunit hidrogenase besar (VhtA) terletak di…


Prinsip Dasar Konservasi Energi

Dalam artikel ini beberapa prinsip penting dilakukan agar kita dapat memahami dengan baik berbagai mekanisme konservasi energi.

Energi bebas:

Dalam mikrobiologi, energi diukur dalam satuan kilojoule (kJ), ukuran energi panas. Reaksi kimia disertai dengan perubahan energi. Meskipun dalam setiap reaksi kimia beberapa energi hilang sebagai panas, dalam mikrobiologi perhatiannya adalah pada energi bebas (disingkat G), yang didefinisikan sebagai energi yang dilepaskan yang tersedia untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat.

Perubahan energi bebas selama reaksi dinyatakan sebagai ∆G 0, , di mana simbol A harus dibaca “perubahan”. “o’ dan ” ‘ “(prima) berarti bahwa nilai energi bebas diperoleh pada kondisi “standar’: pH 7, 25 °C, semua reaktan dan produk awalnya pada konsentrasi 1M .

G 0, negatif, reaksi akan dilanjutkan dengan pelepasan energi bebas, energi yang dapat disimpan sel dalam bentuk adinosin trifosfat (ATP). Reaksi yang menghasilkan energi seperti itu disebut eksergonik. Namun, jika G 0, positif, reaksi memerlukan energi untuk melanjutkan, reaksi seperti itu disebut endergonik. Jadi, dari sudut pandang sel mikroba, reaksi eksergonik menghasilkan energi, sedangkan reaksi endergonik membutuhkan energi.

Energi Formasi Gratis:

Energi bebas pembentukan (disingkat G O F) adalah energi yang dihasilkan atau energi yang dibutuhkan untuk pembentukan molekul tertentu dari unsur-unsur penyusunnya. Berdasarkan kesepakatan, energi bebas pembentukan (G O F) dari unsur-unsur (misalnya, C, H2, N2) adalah nol.

Jika pembentukan senyawa dari unsur-unsur berlangsung secara eksergonik, maka energi bebas pembentukan senyawa tersebut adalah negatif (energi yang dilepaskan), sedangkan jika reaksinya endergonik (diperlukan energi), maka energi bebas pembentukan senyawa tersebut adalah positif.

Nilai energi bebas pembentukan selalu dalam kilojule/molekul (kJ/mol). Dengan menggunakan energi bebas pembentukan, adalah mungkin untuk menghitung perubahan energi bebas yang terjadi dalam reaksi tertentu. Untuk reaksi sederhana seperti A + B → C + D. perubahan energi bebas (∆G 0, ) dapat dihitung dengan mengurangkan jumlah energi bebas pembentukan reaktan (dalam hal ini A dan B) dari produk (dalam hal ini C dan D).

Perubahan energi bebas (∆G 0, ) dari

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

Tabel 23.1 menunjukkan energi bebas pembentukan untuk beberapa senyawa yang menarik secara biologis. Untuk sebagian besar senyawa yang diambil dalam tabel ini, energi bebas pembentukan (ΔG O F) adalah negatif, mencerminkan fakta bahwa senyawa cenderung terbentuk secara spontan dari unsur-unsur. Namun, energi bebas positif pembentukan untuk nitrous oxide (N2O + 104,2 kJ/mol) memberi tahu kita bahwa molekul ini tidak terbentuk secara spontan, melainkan terurai menjadi nitrogen dan oksigen.

Reaksi Oksidasi-Reduksi (Redoks):

Energi bebas dalam organisme hidup dilestarikan dengan melibatkan reaksi oksidasi-reduksi (redoks). Reaksi oksidasi-reduksi (redoks) adalah reaksi di mana elektron disumbangkan oleh donor elektron (oksidasi) dan diterima oleh akseptor elektron (reduksi).

Donor elektron disebut reduktor atau reduktor, sedangkan penerima elektron disebut oksidator atau oksidator. Dengan konvensi, reaksi seperti itu ditulis dengan reduktor di sebelah kanan oksidan dan jumlah (n) elektron (e – ) yang disumbangkan.

Donor Elektron dan Akseptor Elektron:

Reaksi oksidasi-reduksi, seperti yang dinyatakan sebelumnya, melibatkan elektron yang disumbangkan oleh donor elektron dan diterima oleh akseptor elektron. Namun, elektron yang dilepaskan oleh donor elektron tidak dapat berada bebas dalam larutan, mereka kemudian harus diterima oleh akseptor elektron dan menjadi bagian darinya. Inilah alasan mengapa setiap oksidasi terjadi, reduksi berikutnya juga harus terjadi.

Misalnya, gas hidrogen (H2) dapat melepaskan elektron dan ion hidrogen (proton) dan menjadi teroksidasi:

Reaksi di atas hanya setengah reaksi dan selanjutnya membutuhkan reaksi paruh kedua untuk menyelesaikannya.

Dalam reaksi babak kedua dapat terjadi reduksi banyak zat yang berbeda termasuk O2:

Setengah reaksi kedua (reaksi reduksi), ketika digabungkan dengan setengah reaksi pertama (reaksi oksidasi), menghasilkan reaksi seimbang keseluruhan berikut:

Dalam reaksi seimbang keseluruhan di atas, satu mengacu pada H2 teroksidasi (yaitu, donor elektron) dan O2 tereduksi (yaitu, akseptor elektron). Tampilan keseluruhan dari pembentukan H2O dari donor elektron H2 dan akseptor elektron O2 ditunjukkan pada Gambar. 23.1.

Potensi Pengurangan:

Potensial reduksi (E0') adalah ekspresi kecenderungan zat untuk menjadi teroksidasi atau menjadi tereduksi, zat bervariasi dalam kecenderungan untuk menjadi teroksidasi atau tereduksi.

Potensial reduksi diukur secara elektrik dalam satuan volt atau milivolt mengacu pada zat standar potensial reduksi hidrogen (H2) pada pH 7 adalah -0,42 volt atau -0,420 milivolt. pH 7 digunakan karena mengacu pada netralitas dan sitoplasma sebagian besar sel netral atau hampir netral.

Pasangan Redoks:

Sebagian besar molekul dapat menjadi donor elektron atau akseptor elektron dalam kondisi yang berbeda, tergantung pada zat yang bereaksi dengannya. Atom yang sama di setiap sisi panah dalam setengah reaksi dapat dianggap mewakili pasangan redoks. Saat menulis pasangan redoks, bentuk teroksidasi selalu ditempatkan di sebelah kiri.

Dalam membangun reaksi oksidasi-reduksi lengkap dari setengah reaksi penyusunnya, paling sederhana untuk diingat bahwa zat tereduksi dari pasangan redoks yang potensial reduksinya lebih negatif menyumbangkan elektron ke zat teroksidasi dari pasangan redoks yang potensial reduksinya lebih positif.

Jadi, dalam pasangan redoks 2H + / H2, yang memiliki potensial reduksi -0,42 volt, H2memiliki kecenderungan besar untuk menyumbangkan elektron. Sebaliknya, pada pasangan redoks O2/H2O, yang memiliki potensi +0,82 volt, H2O memiliki kecenderungan yang sangat kecil untuk menyumbangkan elektron, tetapi O2 memiliki kecenderungan besar untuk menerima elektron.

Maka dalam reaksi H2 dan O2, H2 akan menjadi donor elektron dan menjadi teroksidasi, dan O2 akan menjadi akseptor elektron dan menjadi tereduksi (Gbr. 23.1).

Menara Elektron:

Toner elektron adalah menara vertikal imajiner yang mewakili kisaran potensial reduksi untuk pasangan redoks dari yang paling negatif di bagian atas hingga yang paling positif di bagian bawah (Gbr. 23.2).

Zat tereduksi pada pasangan redoks di puncak menara memiliki kecenderungan terbesar untuk mendonorkan elektron, sedangkan zat teroksidasi pada pasangan redoks di bagian bawah menara memiliki kecenderungan terbesar untuk menerima elektron. Saat elektron dari donor elektron di puncak menara jatuh, mereka dapat “ditangkap” oleh akseptor di berbagai tingkat menara.

Semakin jauh elektron jatuh dari donor sebelum mereka “ditangkap” oleh akseptor, semakin besar jumlah energi yang dilepaskan. HAI2, di bagian bawah menara, adalah akseptor elektron yang paling disukai yang digunakan oleh organisme. Di tengah menara elektron, pasangan redoks dapat bertindak sebagai donor elektron atau akseptor elektron.

Misalnya, dalam kondisi di mana oksigen tidak ada (disebut anoksik) dengan adanya H2, fumarat dapat menjadi akseptor elektron (menghasilkan suksinat), dan dalam kondisi lain di mana oksigen hadir (disebut aerobik) tanpa adanya H2, suksinat dapat menjadi donor elektron (menghasilkan fumarat).

Pembawa Elektron:

Transfer elektron dalam reaksi oksidasi-reduksi dari donor ke akseptor dalam sel biasanya melibatkan satu atau lebih zat antara yang disebut pembawa elektron (atau pembawa). Dalam kondisi demikian donor elektron awal disebut donor elektron primer, sedangkan akseptor elektron terakhir sebagai akseptor elektron terminal.

Perubahan bersih energi bebas (∆G 0, ) dari urutan reaksi lengkap ditentukan oleh “perbedaan” dalam potensial reduksi (E0') antara donor elektron primer dan akseptor elektron terminal.

Pembawa elektron dapat dibagi menjadi dua kelompok umum:

(1) Bebas berdifusi dan (2) melekat kuat (terikat) pada enzim dalam membran sitoplasma. Pembawa yang dapat berdifusi bebas termasuk koenzim nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + ) dan NAD-phosphate (NADP + ), sedangkan pembawa elektron terkait-membran termasuk NADH dehydrogenases, flavoprotein yang mengandung flavin mononucleotide (FMN) atau flavin-adenine FAD, cytochromesFAD), cytochromesFAD , protein besi-sulfur (Fe/S) nonheme (ferrodoksin) dan kuinon.

Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD + ) dan NAD-phosphate (NADP + ):

Ini adalah koenzim yang bertindak sebagai pembawa elektron yang dapat berdifusi secara bebas dan mengangkut elektron antara dua lokasi yang berbeda. Cincin nikotinamida NAD + dan NADP + (Gbr. 23.3) menerima dua elektron dan satu proton dari donor, sementara proton kedua dilepaskan. Potensi reduksi dari pasangan redoks NAD + /NADH (atau NADP + /NADPH) adalah -0,32 volt, yang menempatkannya cukup tinggi pada menara elektron, yaitu, NADH (atau NADPH) adalah donor elektron yang baik.

Namun, meskipun pasangan NAD dan NADP + memiliki potensi reduksi yang sama, mereka umumnya berfungsi dalam kapasitas yang berbeda di dalam sel. NAD + /NADH terlibat langsung dalam reaksi pembangkit energi (katabolik), sedangkan NADP + /NADPH terlibat terutama dalam reaksi biosintetik (anabolik).

NADH dehidrogenase:

NADH dehidrogenase adalah protein yang terikat pada permukaan bagian dalam membran sel. Mereka menerima atom hidrogen dari NADH yang dihasilkan dalam berbagai reaksi seluler dan meneruskan atom hidrogen ke flavoprotein.

Flavoprotein:

Flavoprotein adalah protein yang memiliki turunan riboflavin. Flavoprotein menerima atom hidrogen dan menyumbangkan elektron. Dua flavoprotein biasanya ditemukan dalam sel—flavin mononucleotide (FMN) dan flavinadenine dinucleotide (FAD) (Gbr. 23.4).

Flavin mononukleotida (FMN) terikat pada ribosa dan adenin melalui fosfat kedua. Namun, kedua flavoprotein ini mengandung dua elektron dan dua proton (dua atom hidrogen) pada sistem cincin kompleksnya. Riboflavin, juga disebut vitamin B2, merupakan faktor pertumbuhan yang diperlukan untuk beberapa organisme.

Sitokrom:

Sitokrom adalah protein dengan cincin porfirin yang mengandung besi (Gbr. 23.5) juga disebut heme. Sitokrom mengalami oksidasi dan reduksi melalui kehilangan atau perolehan elektron tunggal oleh atom besi yang ditempatkan secara terpusat di cincin porfirin sitokrom:

Sitokrom – Fe 2+ Sitokrom – Fe 3+ + e –

Sitokrom tidak membawa atom hidrogen (proton). Beberapa sitokrom yang berbeda (cyt b, cyt c, dll.) merupakan bagian penting dari rantai transpor elektron respirasi.

Protein Besi-Belerang (Fe/S) Nonheme:

Beberapa besi-sulfur (Fe/S) yang mengandung protein terkait membran pembawa elektron tidak memiliki gugus heme dan disebut protein besi-sulfur (Fe/S) nonheme. Berbagai susunan besi dan belerang telah ditemukan dalam protein besi-sulfur nonheme yang berbeda, tetapi Fe2S2 dan Fe4S4 cluster adalah yang paling umum.

Atom besi terikat pada belerang bebas dan ke protein melalui atom belerang dari residu sistein (Gbr. 23.6). Ferredoxin adalah protein besi-sulfur umum dari Fe2S2 konfigurasi yang terjadi dalam sistem biologis.

Pembawa elektron ini aktif dalam transpor elektron fotosintesis dan beberapa proses transpor elektron lainnya. Karena potensi reduksi protein besi-sulfur bervariasi pada rentang yang luas tergantung pada jumlah atom besi dan sulfur dan pola perlekatannya dengan protein, protein besi-sulfur yang berbeda berfungsi pada titik yang berbeda dalam proses transpor elektron. Seperti sitokrom, protein ini juga hanya membawa elektron, bukan atom hidrogen.

Kuinon:

Kuinon adalah molekul non-protein yang sangat hidrofobik terkait membran yang bertindak sebagai pembawa elektron dalam proses transpor elektron. Beberapa kuinon yang terjadi pada bakteri terkait dengan vitamin K, faktor pertumbuhan untuk hewan tingkat tinggi.

Seperti flavoprotein, kuinon berfungsi sebagai akseptor proton (atom hidrogen) dan donor elektron. Koenzim Q (CoQ) atau ubiquinone adalah kuinon yang membawa elektron dan proton (atom hidrogen) dalam banyak proses transpor elektron pernapasan (Gbr. 23.7).

Senyawa Berenergi Tinggi:

Energi yang dilepaskan sebagai hasil reaksi oksidasi-reduksi harus dilestarikan agar dapat dimanfaatkan dimanapun dan kapanpun dibutuhkan dalam fungsi seluler. Konservasi energi pada organisme hidup dibuat dalam ikatan fosfat berenergi tinggi dari senyawa fosfat berenergi tinggi (misalnya, fosfoenolpiruvat, 1,3-bisfosfagliserat, ATP, ADP, dll.) dan ikatan tio-ester dari turunan koenzim A ( misalnya asetil-KoA). Kami hanya mengambil turunan ATP dan koenzim A (CoA) (misalnya, asetil-KoA) untuk pertimbangan lebih lanjut di sini.

Adenosin Trifosfat (ATP):

Senyawa fosfat berenergi tinggi yang paling penting dalam organisme hidup adalah adenosin trifosfat (ATP), bentuk praktis dari mata uang energi utama yang dimiliki sel untuk melakukan pekerjaannya. ATP terdiri dari ribonukleosida adenosin dimana tiga molekul fosfat terikat secara seri (Gbr. 23.8).

Dari tiga ikatan fosfat ATP, seperti terlihat pada Gambar 23.8, dua adalah ikatan anhidrida berenergi tinggi yang memiliki energi bebas hidrolisis tinggi, sedangkan satu adalah ikatan ester berenergi rendah.

Ketika ATP terurai menjadi adenosin difosfat (ADP) dan ortrofosfat (Pi) sebagai akibat dari hidrolisis ikatan anhidrida energi tinggi, energi bebas menjadi tersedia untuk mendorong reaksi biosintetik dan aspek lain dari fungsi sel melalui proses yang diatur dengan hati-hati di mana energi yang dilepaskan dari hidrolisis ATP digabungkan dengan reaksi yang membutuhkan energi. Kemudian, energi dari fotosintesis, respirasi aerob, respirasi anaerob, dan fermentasi digunakan untuk mensintesis ulang ATP dari ADP dan Pi.

Turunan Koenzim A (CoA) (Acetyl-CoA):

Turunan koenzim A (CoA) adalah senyawa energi tinggi tertentu lainnya yang diproduksi di dalam sel dan dapat menghemat energi yang dilepaskan dalam reaksi oksidasi-reduksi. Turunan ini [asetil-KoA (Gbr. 23.9) hanyalah salah satu dari banyak turunan CoA] yang memiliki ikatan tio-ester (sulfoanhidrida) alih-alih ikatan fosfoanhidrida yang terjadi pada senyawa fosfat berenergi tinggi (mis., ATP). Turunan CoA menghasilkan energi bebas yang cukup pada hidrolisis, yang digunakan untuk mendorong sintesis ikatan fosfat energi tinggi dalam metabolisme energi dan biosintesis asam lemak.

Misalnya, dalam reaksi:

Asetil-KoA + H2O + ADP + P → Asetat – + HS-CoA + ATP + H +

energi yang dilepaskan dalam hidrolisis koenzim A disimpan dalam sintesis ATP. Turunan CoA memainkan peran yang sangat penting dalam konservasi energi mikroorganisme anaerobik, terutama pada mereka yang metabolisme energinya melibatkan fermentasi.

Pilihan untuk Konservasi Energi:

Metabolisme adalah jumlah total dari semua reaksi biokimia yang terjadi di dalam sel dengan melibatkan aliran energi dan partisipasi berbagai enzim dan protein. Metabolisme, pada kenyataannya, mewakili kimia kehidupan dan dapat dibagi menjadi dua bagian utama: katabolisme dan anabolisme.

Katabolisme (Gk. cata = turun, ballein = melalui) mewakili pemecahan bahan kimia yang lebih kompleks menjadi molekul yang lebih kecil dan lebih sederhana yang menghasilkan pelepasan energi. Beberapa bagian dari energi yang dilepaskan ini terperangkap dan tersedia untuk fungsi seluler sementara sisanya dilepaskan sebagai panas. Dalam anabolisme (Gk. ana = naik, ballein = melalui) molekul serupa digunakan dalam sintesis molekul kompleks dengan pemanfaatan energi.

Enzim yang diperlukan untuk aktivitas metabolisme disintesis di dalam sel, sedangkan energi diperoleh dari salah satu dari tiga sumber (Gbr. 23.10):

(i) Mikroba kemolitotrofik melakukan oksidasi bahan kimia anorganik yang melepaskan energi,

(ii) mikroorganisme kemoorganotrofik mengoksidasi molekul organik untuk membebaskan energi, dan

(iii) mikroorganisme fototrofik memerangkap energi radiasi matahari melalui proses fotosintesis.

Makroorganisme kemotrofik (kemolitotrofik dan kemoorganotrofik), mikroorganisme yang menggunakan bahan kimia sebagai donor elektron dalam metabolisme energinya, telah mengadopsi dua mekanisme katabolik untuk respirasi konservasi energi dan fermentasi. Dalam respirasi, energi dilestarikan oleh proses fosforilasi oksidatif dengan keterlibatan oksigen molekuler atau akseptor elektron turunan eksternal lainnya.

Respirasi, bagaimanapun, adalah dua jenis yang berbeda, yaitu, aerobik dan anakrobik. Dalam respirasi aerobik, akseptor elektron terakhir adalah oksigen sedangkan akseptor elektron dalam respirasi anaerob lebih sering anorganik (misalnya, NO3 – , JADI4 2- , CO2, Fe3+ , SeO4 2-, dan banyak lainnya), meskipun akseptor elektron organik seperti asam fumarat juga dapat digunakan.

Dalam fermentasi, energi dihasilkan oleh fosforilasi tingkat substrat di mana ATP disintesis sebagai hasil oksidasi senyawa organik tanpa keterlibatan akseptor elektron eksternal yang dapat digunakan. Mikroorganisme fototrofik menggunakan mekanisme anabolik dan menjebak energi cahaya matahari selama fotosintesis (sintesis molekul kompleks menggunakan molekul sederhana) dengan proses fotofosforilasi.


Hutan sebagai Bahan Bakar

Uni Eropa telah mengadopsi arahan yang mengklasifikasikan kayu sebagai sumber energi terbarukan dan memiliki rencana untuk secara dramatis meningkatkan pangsa energi terbarukan dalam bauran energi pada tahun 2030. Ironisnya, langkah-langkah ini memacu tindakan yang dianggap merugikan baik dari perspektif perubahan iklim maupun keanekaragaman hayati: impor kayu ke UE dari negara-negara seperti AS dan Kanada telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir, dan ada kekhawatiran akan terganggunya habitat hutan di Eropa juga. Gugatan sekarang menantang klasifikasi, tetapi masalahnya bisa memburuk jika negara-negara di luar UE. memutuskan untuk mengikutinya.


Greywater – Didefinisikan

Greywater adalah air limbah domestik dari semua sumber kecuali toilet. Sesuai sumber air limbah EPA dapat mencakup air dari:

  • cucian
  • mandi
  • mesin cuci
  • pencuci piring
  • wastafel dapur

Greywater dapat digunakan untuk berkebun di rumah dan irigasi lanskap. Ini dapat memiliki dua manfaat utama.

  • Ini mengurangi kebutuhan akan air tawar dan karenanya merupakan cara yang bagus untuk menghemat air serta energi. Sejumlah besar energi digunakan dalam asupan, pengolahan dan transportasi air ke rumah tinggal. Semua energi itu dihemat.
  • Penggunaan kembali air limbah yang seharusnya masuk terlebih dahulu ke saluran pembuangan dan kemudian instalasi pengolahan air limbah mengurangi jumlah air yang masuk ke aliran ini. Ini sekali lagi mencegah energi, yang seharusnya digunakan dalam pengobatan, untuk digunakan dan karenanya menjadi kekal.

Greywater tidak harus bingung dengan Blackwater. Istilah Blackwater menunjukkan air limbah dari toilet.

Greywater tidak memerlukan perawatan ekstensif sebelum digunakan kembali. Namun perlu digunakan dengan hati-hati karena mengandung kontaminan seperti minyak, rambut, deterjen, dll. Dan karenanya mungkin tidak cocok untuk semua penggunaan taman. Juga, semua greywater harus digunakan dalam waktu 24 jam setelah produksinya. Untuk memanfaatkan greywater di rumah tangga, pipa ledeng rumah harus memiliki saluran terpisah untuk sumber blackwater dan greywater, yang lebih mudah dilakukan di konstruksi baru daripada yang sudah ada. Namun ada beberapa cara yang dapat dicapai di rumah yang lebih tua.

Di sebagian besar negara bagian, Departemen Kesehatan mengatur pemasangan dan penggunaan kembali sistem greywater dan onsite. Detail juga dapat ditemukan di Kode Bangunan Anda. Disarankan juga untuk berkonsultasi dengan otoritas atau dewan air setempat Anda untuk saran tentang peraturan penggunaan greywater.


Dispnea

Mengurangi Upaya Pernafasan dan Meningkatkan Fungsi Otot Pernafasan

Teknik konservasi energi mengurangi upaya fisik (misalnya, dengan berjalan lebih lambat) dan dengan demikian mengurangi upaya ventilasi yang diperlukan. Teknik pernapasan (misalnya, mengerutkan bibir) dapat mengurangi ketidaknyamanan pernapasan dengan memperlambat pernapasan, mengurangi hiperinflasi, dan meningkatkan saturasi oksigen. 117.118 Dalam tinjauan sistematis Cochrane, latihan pernapasan selama 1 sampai 4 bulan terbukti meningkatkan kapasitas fungsional pada pasien dengan efek PPOK pada dispnea, bagaimanapun, tidak konsisten, mungkin karena variabel penyebab dispnea dalam populasi ini. Jika ventilasi membatasi latihan, penguatan otot pernapasan harus meningkatkan ventilasi maksimal dan kinerja latihan, sehingga mengurangi dispnea. Sayangnya, hasil dari pendekatan ini tidak konsisten, 120.121 meskipun satu meta-analisis menyimpulkan bahwa hal itu dapat bermanfaat terutama pada pasien dengan kelemahan otot pernapasan yang terdokumentasi. 122 Upaya untuk mengurangi aliran turbulen dan akibat kerja pernapasan dengan meminta pasien menghirup campuran helium dan oksigen (yaitu, heliox, gas densitas rendah relatif terhadap oksigen saja, atau oksigen ditambah nitrogen) telah efektif dalam kasus saluran napas bagian atas penyempitan, 123 tetapi data pada asma 124 dan PPOK 125 fungsi olahraga campuran dapat ditingkatkan pada pasien dengan PPOK yang berolahraga sambil menghirup heliox, tetapi perubahan dispnea tidak konsisten. 125

Pemenuhan nutrisi pasien cachectic dapat meningkatkan kekuatan otot pernapasan dan mengurangi dispnea, meskipun efektivitas klinis terapi ini tidak jelas. 120.126 Secara intuitif menarik untuk "beristirahat" secara kronis "kelelahan" otot pernapasan dengan ventilasi yang dibantu secara mekanis (tekanan positif atau negatif) sehingga mereka tampil lebih baik dengan dispnea yang lebih sedikit meskipun tidak semua penelitian menunjukkan banyak manfaat, 127 ada peningkatan bukti yang mendukung hal ini strategi manajemen pada pasien dengan eksaserbasi penyakit kronis 128 atau gagal napas. 129 Dalam keadaan yang kurang akut, sebuah meta-analisis menyimpulkan bahwa dukungan ventilasi noninvasif akut selama latihan memang meredakan dispnea dan meningkatkan kinerja latihan pada PPOK. 48 Studi obat untuk meredakan dispnea dengan meningkatkan kontraktilitas otot tidak meyakinkan. 130


Opsi Bonus

Banyak orang telah dengan baik hati mengirimi saya pesan dengan semua pilihan karir cemerlang yang saya lupakan. Saya akan menambahkannya di sini, tetapi lihat komentar di bawah untuk mendapatkan ide baru yang berkelanjutan.

14. Karir Penggalangan Dana Konservasi

Bagaimana saya bisa lupa, bahwa banyak dari apa yang kami lakukan bergantung pada penggalangan dana yang efektif. Banyak LSM menengah dan besar memiliki penggalangan dana profesional yang membantu mengajukan dan mengelola donasi, Anda bisa mendapatkan gambaran tentang jenis peran di sini dan di sini. Inilah cara WWF menggambarkan salah satu peran mereka:

“Lebih dari 80% pendapatan WWF-UK setiap tahun berasal dari anggota masyarakat. Hal ini membuat tim Penggalangan Dana Publik sangat penting bagi keberhasilan organisasi dan kemampuan kami untuk mencapai ambisi kami.

Bekerja di tim Akuisisi, Pejabat Penggalangan Dana bertanggung jawab untuk menerapkan dan menyampaikan kampanye utama yang mencakup semua aktivitas Media Massa – TV, Pers, Sisipan, atau aktivitas Tatap Muka. Ini termasuk bekerja dengan pemasok internal dan eksternal, manajemen kampanye dan mencapai target besar. Ini adalah peran yang menarik dan anggota kunci dari tim.”

15. Lobi untuk Konservasi

Ada banyak garis tipis antara menasihati, mengadvokasi, dan melobi, dan seringkali sulit untuk mengetahui di pihak mana Anda berada. Melobi demi kepentingan diri sendiri, atau bisnis biasanya merupakan hal yang tidak keren untuk dilakukan, tetapi kita semua dalam konservasi – dan menjadi sangat bias dan sebagian besar nirlaba – Saya merasa baik-baik saja dengan itu.

Namun saya cukup tidak yakin di mana seseorang akan mulai masuk ke pekerjaan semacam ini, jadi saya akan merujuk ke artikel bermanfaat Bagaimana Menjadi Pelobi Lingkungan.

16. Karir Konservasi Politik

Dalam sains, kita sering mengeluh bahwa hanya ada sedikit ilmuwan di pemerintahan. Di sini, di Inggris, pada hitungan terakhir, ada satu anggota parlemen (dari 650) dengan gelar PhD sains.

Sekarang sangat mudah untuk menyalahkan pemerintah karena sampah pada sains, tetapi sebenarnya itu sebagian besar kesalahan kita. Jika Anda seorang ilmuwan atau konservasionis dan ingin melihat lebih banyak pemerintahan yang mewakili pandangan Anda, maka hal terbaik yang harus dilakukan adalah mencalonkan diri!

Saya harus menambahkan bahwa mungkin membantu untuk memiliki karier yang sukses di salah satu dari hal-hal lain ini juga, supaya Anda tahu apa yang Anda bicarakan. Juga, saya tahu partai hijau itu ada, tapi sayangnya apa yang mereka perjuangkan tidak selalu berbasis sains (tapi lebih baik daripada tidak sama sekali).

17. Karir Konservasi Anti-Pemburu Bekas Militer

Saya memasukkan yang ini dengan setengah enggan, karena pemburu adalah orang yang paling mudah disalahkan atas banyak masalah kita, dan sangat jarang orang yang berburu daging hewan liar atau membawa senapan yang menjadi akar masalahnya. 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.


Tonton videonya: Mengenal KONSERVASI ENERGI (Februari 2023).