5 Рейтинг 5.00

- 5.0 out of 5 based on 3 votes

Студентка вывела бактерии, перерабатывающие пластик

В скором времени вопрос о быстром уничтожении свалок полимерных материалов может быть полностью решен благодаря открытию, которое сделала 23-летняя аспирантка кафедры прикладной биологии и микробиологии Анна Каширская из Астрахани.

Эксперимент юного ученого продолжался почти десятилетие. Анна начала работать с бактериями еще в 2006 году, когда посещала занятия кружка «Юный микробиолог» при АГТУ. Ныне Каширская уже сама руководит молодыми дарованиями – слушателями этого кружка. На протяжении этого времени ей удалось выделить бактерии, практически полностью растворившие в воде полимерный материал.

Ее открытие вызвало интерес не только у специалистов. Высокую оценку работа Каширской получила и у руководства региона, в частности, у губернатора Астраханской области Александра Жилкина, пообещавшего всемерно поддерживать не только Анну, но и других молодых астраханских ученых.

Анна рассказывает следующее:

« Семья у меня самая обычная: мама, папа, младший брат. С наукой никто не связан, хотя младший брат стал ходить также в творческое объединение «Юный микробиолог» под моим руководством. Помимо обучения в аспирантуре, являюсь ассистентом и ведущим инженером кафедры «Прикладная биология и микробиология» АГТУ. Являюсь руководителем «Юного микробиолога», в котором и сама начинала обучение микробиологии. Хобби у меня очень много. С раннего детства занималась вокалом, участвовала во многих областных и всероссийских конкурсах. Кроме того, училась в музыкальной школе по классу фортепиано и гитаре. На протяжении 11-ти лет занималась волейболом. Еще люблю шить мягкие игрушки.»

Экологические проблемы не оставляют равнодушными людей. Существует много способов, которыми утилизируют пластиковые отходы. Чаще всего это обычное сжигание, захоронение. Вы понимаете, что это наносит серьезный вред окружающей среде. В настоящее время общественность активно пытается продвигать «зеленые технологии» в различных сферах (экологическое биотопливо, биоупаковки и т.д.). Я очень надеюсь, что моя разработка получит свое логическое завершение и внедрение в экологию нашего региона, а может даже и России, и это позволит снизить нагрузку, которая оказывается на биосферу от такого количества скопившегося пластикового мусора. Конечно, хотелось бы внедрить раствор на основании моей разработки по всей стране. Его можно было бы периодически распылять над полигонами, где складируется весь полимерный мусор. А грибы уничтожали бы его постепенно. Это значительно ускоряло бы процесс распада пластика. Продукты распада, кстати, могут быть использованы в качестве удобрений. Таким образом, получается абсолютно безотходное производство.»

Бутылки из ПЭТ

Matt Montagne / Flickr

Японские биологи нашли новый штамм бактерий, который способен перерабатывать полиэтилентерефталат (ПЭТ) - один из самых распространенных видов пластика. Со статьей можно ознакомиться в журнале Science , кратко ее изложение приводит Американская ассоциация содействия развитию науки.

Авторы собрали несколько сотен образцов почвы и грязи вблизи завода по переработке бутылок из ПЭТ и проанализировали, какие виды бактерий обитают в таких условиях. Среди образцов биологам удалось выделить штамм бактерий Ideonella sakaiensis 201-F6, который оказался способен гидролизовать пластик с помощью специальных ферментов. По словам авторов, эти бактерии способны переработать тонкую (0.2 миллиметра) пленку полиэтилентерефталата за шесть недель при температуре 30°C. Важно отметить, что организмы не только разрушают полимер, но и используют его для получения энергии.

Пленка полиэтилентерефталата, разрушенная бактериями

Бактерии гидролизуют полимер в две стадии. На первой он превращается в низкомолекулярное вещество, моногидроксиэтиловый эфир терефталевой кислоты. За это превращение отвечает фермент, названный учеными ПЭТазой. Затем происходит разложение мономера с помощью следующего фермента, МЭТазы - в результате образуется терефталевая кислота и этиленгликоль, дальнейшие превращения которых хорошо описаны.

Схема метаболизма полиэтилентерефталата

Yoshida et al. / Science, 2016

Авторы отмечают, что ПЭТаза не имеет близких аналогов у родственных бактерий, что может указывать на быструю эволюцию. По словам биологов, это еще раз подтверждает, что различные виды способны очень быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды.

Хотя активность фермента гораздо выше, чем у других аналогов, способных разрушать пластик, он все еще недостаточно эффективен для коммерческого использования. Авторы надеются получить ответ на вопрос, что делает его активнее - это может помочь создать новые, искусственные ферменты, с помощью которых быстрая утилизация бытовых отходов станет возможной.

Владимир Королёв

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина своими руками (тема "Строение клетки", 5 класс).

Модель клетки (строение клетки) из пластилина

Так как моя старшая дочь из-за плановой госпитализации некоторое время не посещала школу, пропущенные темы мы с ней изучали самостоятельно. "Строение клетки" - одна из таких тем. Я вспомнила, что сама когда-то делала в школу в качестве домашнего задания по биологии модель инфузории-туфельки из пластилина, которая так мне понравилось, что даже отдавать не хотелось. И предложила дочке закрепить изучение этой темы изготовлением модели клетки из пластилина.

Модель клетки дочка отнесла в школу. Оказалось, что это было домашним заданием, и другие дети тоже делали клетку из пластилина.

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина

Для макета лучше всего подойдет не обычный пластилин, поделки из которого могут деформироваться от падения, от высокой температуры (например, от летнего зноя или под прямыми солнечными лучами) и т.д., а эластичная мягкая полимерная глина, застывающая на воздухе. Подробнее я писала о ней в статье . Мы очень любим из нее лепить, но у нас она закончилась, поэтому в этот раз пришлось работать с простым пластилином.

Сделать модель живой животной клетки из пластилина можно несколькими способами (в статье использованы иллюстрации из учебника "Биология. Введение в биологию", 5 класс, авторы: А. А. Плешаков, Н. И. Сонин, 2014, художники: П. А. Жиличкин, А.В. Пряхин, М. Е. Адамов).

Модель растительной клетки можно выполнить аналогично, ориентируясь на изображение растительной клетки из учебника.

1. Самая простая плоская модель клетки из пластилина на картоне

Самый простой способ изобразить схему строения клетки, на изготовление которого потребуется меньше всего времени, это слепить из пластилина клетку в соответствии с изображением из учебника.

Этапы работы

2. Плоская модель живой клетки из пластилина

Эта модель похожа на предыдущую, но немного сложнее.

1. Вырезать из плотного глянцевого картона основу овальной или слегка изогнутой формы.
2. Приклеить детали, изображающие главные части клетки:
   - наружную мембрану (сделать ее из скатанного колбаской пластилина)
   - ядро (сделать его из расплющенного пластилинового шарика).
3. По желанию приклеить некоторые важные органоиды живой клетки: митохондрии, лизосомы.
4. Подписи можно сделать прямо на картоне внутри клетки.

Этот же вариант модели клетки можно еще немного усложнить, если в начале работы на основе из картона тонким слоем размазать светлый пластилин (это будет цитоплазма).

3. Модель живой клетки из пластилина на пластике

Так как пластилин через некоторое время оставляет жирные пятна даже на глянцевом картоне, то модель клетки получится более долговечной, если сделать ее на основе из пластика. При использовании прозрачного пластика можно не покрывать основу пластилином. А сноски или надписи, сделанные не на самой модели, а на бумаге под ней, будут хорошо видны через прозрачный материал.

Модель мы делали на основе иллюстраций из пункта 5 "Живые клетки" первой части учебника.

Этапы работы

4. Объемная модель живой клетки из пластилина

1. Для основы скатать из пластилина большой шарик, придать ему форму яйца и вырезать из него четверть.
2. Для экономии пластилина можно сделать эту деталь из мягкой фольги, а затем облепить ее пластилином. Еще проще сделать эту деталь из пенопластового яйца для поделок.
3. Приклеить детали из пластилина (аналогично тому, как описано в предыдущей инструкции).

5. Модель живой клетки из соленого теста

Также можно сделать макет клетки из соленого теста (в рецепт соленого теста, который я использую).

1. Соленое тесто раскатать скалкой в пласт толщиной около половины сантиметра.
2. Вырезать из него основу для макета клетки.
3. Приклеить основные детали.
4. Оставить на сутки или двое в теплом месте для высыхания.
5. Раскрасить красками.

Модели живых (животных и растительных) клеток своими руками

Напоследок небольшая галерея с фотографиями моделей клеток из кабинета биологии. Прошу прощения за качество фотографий - дочка делала их в школе телефоном, а там, где стоит шкаф с работами детей, плохое освещение.

А эта работа мне очень понравилась, потому что у меня тоже была идея сделать модель еще и из бумаги, в технике объемной аппликации. Модель клетки выполнена из бумаги в техниках рисования, аппликации и квиллинга.

Предлагаю посмотреть другие статьи из рубрики или статьи о .

© Юлия Валерьевна Шерстюк, https://сайт

Всего доброго! Если статья была вам полезна, пожалуйста, помогите развитию сайта, поделитесь ссылкой на нее в соцсетях.

Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону .

Десятки миллионов тонн пластикового мусора ежегодно попадают на свалки, который не разлагается десятки, а то и сотни лет. Многие люди считают, что выхода не существует и изменить что-либо уже нельзя. Сразу скажем - что это не так! И мы это неоднократно показывали в наших выпусках, с которыми Вы можете познакомиться на нашем канале. Сегодня же мы рассмотрим интересные открытиями учёных, которые также могут помочь в вопросе переработки и утилизации пластикового мусора.

Японский учёный Кендзи Миямото (Kenji Miyamoto), совместно со своими коллегами из университета Кейо в Йогокаме, Япония, во время проведения анализа образцов почвы и воды, которые были взяты в местах переработки пластика, обнаружили новый штамм бактерий Ideonella sakaiensis, способных разлагать материалы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ) - термопластика, широко используемого для производства одноразовой тары, пластиковых бутылок, различных упаковок, одежды и посуды. Термопластик, на который приходится шестая часть всего пластикового мусора, также известен под названиями - ПЭТ, лавсан, майлар.

В лабораторных условиях плёнку, состоящую из ПЭТа толщиной 0,2 мм, бактерии полностью разложили за 6 недель при температуре 30 °С.

Биологи полны энтузиазма и делают прогнозы, что с помощью штамма бактерий можно будет перерабатывать до 50 млн. тонн ПЭТа за год. Рассматривается также возможность ускорения процесса разложения ПЭТа, посредством введения выявленных генов в штамме бактерий в быстро размножающуюся бактерию Escherichia coli.

Бактерии Ideonella sakaiensis гидролизуют ПЭТ, с помощью специальных ферментов. Один, из которых наносится сначала на ПЭТ, запуская предварительные химические реакции до последующего поглощения. А второй фермент используется для переваривания ПЭТа внутри самой клетки. Удивляет то, что бактерии могут использовать ПЭТ в качестве основного источника энергии и углеродов.

Биологи сообщают, что полиэтилентерефталатаза (ПЭТаза) - один из специальных ферментов, участвующих в гидролизации, не имеет схожих аналогов у родственных бактерий штамма. А это может обозначать, что бактерии приспособились к изменениям окружающей среды.

Пока ещё инструмент, под названием Ideonella sakaiensis, находится в стадии исследования, но уже позволяет с оптимизмом смотреть на его будущее использования для переработки мусора и отработанного материала из ПЭТа.

Второе интересное открытие сделала Федерика Бертоккини из Института биомедицины и биотехнологии Кантабрии в Испании, обнаружив, что гусеницы восковой моли (Galleria mellonella) способны перерабатывать полиэтилен и другие виды пластика. И не просто пережёвывать, но и выводить из своего организма в переработанном виде. Сотня гусениц за 12 часов способна справиться с 92 миллиграммами полиэтилена.

Эти гусеницы являются настоящей проблемой для пчеловодов. Они поедают воск, который является полимером, то есть натуральным пластиком, схожим по структуре на структуру полиэтилена. И эта особенность, обнаруженная в гусеницах очень заинтересовала учёных, которые увидели в ней будущее по утилизации пластикового мусора.Ведь полиэтилен в мире вырабатывается в огромных масштабах. К примеру, в 2014 г. было произведено более 124 млн. тонн полиэтилена, который плохо поддаётся разложению.

Остаётся открытым вопрос - каким образом гусеницы перерабатывает полиэтилен? Федерика Бертоккини, совместно с учёными из Великобритании - Паоло Бомбелли и Кристофером Хау, пытаются найти вещество, используемое гусеницами для разложения полиэтилена, чтобы научиться его синтезировать и производить в промышленных масштабах для утилизации накопленного в мире мусора.

Необходимо понимать, что бактерии и гусеницы - это не панацея, а ещё один инструмент для того, чтобы минимизировать вред от людской деятельности.

Как говориться в книге Анастасии Новых «Сэнсэй. Исконный Шамбалы», часть IV:

«В какие бы условия человек не попал, какие бы препятствия не ставила ему судьба, жить нужно так, как подобает Человеку с большой буквы. Самому становиться Человеком и помогать окружающим людям. Главное в этой жизни — быть свободным внутри по Духу, свободным от мира материи, идти к Богу, не сворачивая с этого пути. Тогда во внешней жизни вы сможете максимально принести пользу людям и прожить жизнь, достойную звания Человека.»

Объединение людей - залог выживания Человечества!

Приглашаем ученых и всех заинтересованных лиц к обсуждению возможностей использования обнаруженных живых организмов для очищения Планеты от пластика и изделий из него.

О климатических событиях в мире и путях решения климатических проблем Вы можете прочесть в докладе ученых АЛЛАТРА НАУКА

Здравствуйте, друзья!

Сегодня я хочу погрузить вас в мир креативной педагогики в изучении биологических объектов. Ребята начинают изучать биологию в 6 классе, некоторые темы данного курса остаются для них отстраненными. Вот, например, тема микробиологии о строении бактерий. Тема дается весьма трудно. С одной стороны, это обилие научной терминологии, с другой - сложности восприятия в связи с масштабами. Под школьным микроскопом бактерии выглядят черточками и малюсенькими пузырьками, и трудно поверить, что эти малыши способны вызывать болезни.

Лептоспира

Чтобы поддержать интерес, предлагаю ребятам сделать крупные модели бактерий, крупные, сантиметров на 20. Каждый вытянул номерок, за которым была закреплена бактерия и вызываемое ею заболевание. Всего 25. Ребятам, неведомы эти названия. Им предстоит осуществить научный поиск, чтобы собрать модель.

Следующий шаг - это разработка критериев к модели. Без этого нельзя. Иначе, мы можем получить искажения научной истины. Кроме того, участвуя в обсуждении и разработке критериев, ребята принимают ответственность за выполнение работы.

Разбираемся в понятии "модель". Ребята отмечают, что это не точная копия, а скорее схематическая. Приходим к решению, что в ней мы можем играть со цветом, фактурой, но сохранять существенные признаки, такие как форма и выросты.

Критерии выписываются на доску, и каждый ребенок фиксирует их в тетради:
1.Размер крупный от 20см, настольный вариант.
2.Структура, строение.
3.ПАСПОРТУ: крупно на 1/3 страницы А4.
Название бактерии
Название заболевания
Очень кратко симптомы
Смертность
Автор, класс

4. КРЕАТИВНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗ ПОДРУЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ребята с удовольствием включаются в процесс, поскольку в прошлом году, мои теперешние семиклассники делали выставку моделей вирусов. Выставка пользовалась живым интересом. И когда я предложила сделать модели бактерий, то услышала восторженные "УРА!".

На идею создания 3Д-моделей микромира меня вдохновили работы Люка Джеррема, который создавал модели бактерий и вирусов из стекла. Я показала это детям и сказала, а давайте.... И они не просто согласились, а радостно побежали делать модели.

Итак, мои шестиклассники стали бороздить просторы интернета в поисках информации. Самым сложным для них оказалось создание паспорту. Ведь нужно было выделить самое главное, а сказать хотелось так много!

На День науки мы открыли двери выставки "Экспериментариум: портреты бактерий" для детишек начальной школы. На выставке принимали участие 42 модели. Все работы шестиклассников получили оценку отлично. Но я приготовила для них еще один бонус - традиционное голосование за лучшую модель. Ребята, которые посещали выставку, прикрепляли стикер к номеру понравившейся модели. Модели, набравшие наибольшее количество голосов, принесли своим создателем дополнительную пятерку!

А выбрать было из чего! Ребята подошли к решению задачи создания моделей с выдумкой. Здесь были фактуры из папье-маше, шариков и ниток, из пластиковых флаконов и бутылок, из пушистого валика для побелки, коктейльных трубочек, бархатной бумаги, пенопласта, пластилина, проволоки, и даже сплетенные из резиночек!

Но вся магия выставки начала работать, когда пришли дети 3 и 4 класса. Я повела рассказ об интересной науки микробиологии. Показала им бактерию и сказала, что если бы бактерии выросли до такого размера в 20 сантиметров, то я бы стала ростом до луны!

Потом мы стали с малышами говорить о том, какой формы бывают бактерии. Они оглядели коллекцию и заявили, что на сосиски похожи, и на шарики.

Те, которые, похожи на сосиски, называют бациллами, что переводится как "палочка". А вот те, что как шарики, называются кокки. А потом ребята перекатывали в руках шарик золотистого стафилококка, и пробовали на вкус новое слово. Это же удивительно, что слово состоит всего из 4 букв, и три из них "К". А если убрать одну "К" в конце слова, то бактерия превратится в морского повара - в кока!
А бактерии, похожие на кудряшки, называют спириллами.

А потом мы поговорили об эпидемиях. О тех, что уносили миллионы людских жизней - об эпидемии чумы, холеры, туберкулеза, дифтерии. О том, что если бы не успехи медицины, то половина людей умирала бы еще в первые годы своей жизни. Открытие антибиотиков (пенициллина) в 1928 А. Флемингом, спасло миллионы жизней.

Просматривая фотографии, посмеялась, что у нас с детьми везде открыт рот. У меня, потому, что я рассказываю, а у детей, потому что слушают.