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“吃塑料”的“大胃王”
2020年5月1日,新版《北京市生活垃圾管理?xiàng)l例》正式實(shí)施。“垃圾圍城”導(dǎo)致地表、地下水和土壤被污染,破壞大氣環(huán)境,危害居民健康。進(jìn)行垃圾分類有利于根據(jù)垃圾種類加以回收利用及分解處理。因此垃圾分類工作迫在眉睫,刻不容緩。
難以降解的工業(yè)合成塑料已經(jīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,被稱為“白色污染”。聚氨基甲酸酯(PU)是一種有機(jī)高分子材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、建筑和汽車等,被稱為第五大類塑料。全球PU年產(chǎn)量估計(jì)約為800萬噸,并且逐年增加。這些不可降解的PU垃圾加劇了土壤和水體的污染。
中國科學(xué)院昆明植物研究所許建初研究組于2017年發(fā)現(xiàn)了塔賓曲霉菌對(duì)PU的生物降解作用。研究人員認(rèn)為,真菌的生物降解是治理合成聚合物污染的重要途徑。研究表明,塔賓曲霉菌降解PU的第一步是真菌孢子粘附到PU表面,第二步是菌絲在PU表面的生長(zhǎng),第三步是降解酶的分泌。最終通過酶的分解作用以及菌絲的機(jī)械力導(dǎo)致PU的生物降解。
為了進(jìn)一步提高PU的降解速度,研究小組探究了不同酸堿度、溫度條件下降解酶的活性,結(jié)果如圖所示。
注:酶的相對(duì)活性指每分鐘降解PU的量
塔賓曲霉菌的發(fā)現(xiàn)無疑是解決“白色污染”的一個(gè)有效出路。首先,塔賓曲霉菌的降解速度快,一個(gè)星期就可以看到明顯的降解作用,兩個(gè)月后其培養(yǎng)基上的塑料聚合物基本消失。西班牙科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了“吃塑料”的細(xì)菌,但細(xì)菌降解的效率比不上真菌。科研人員認(rèn)為,今后生物降解還是要靠真菌,但可能要將多種真菌混合起來才能發(fā)揮更大的作用。
(1)塔賓曲霉菌是一種真菌,與“吃塑料”的細(xì)菌相比,結(jié)構(gòu)上最主要的區(qū)別是
有核膜包被的細(xì)胞核(有成形的細(xì)胞核)
有核膜包被的細(xì)胞核(有成形的細(xì)胞核)
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(2)塔賓曲霉菌細(xì)胞內(nèi)降解酶的合成起始于細(xì)胞的核糖體,后轉(zhuǎn)移至 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
上盤曲折疊成為有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),再由囊泡包裹轉(zhuǎn)移至 高爾基體
高爾基體
,在這里完成對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)一步修飾加工,再運(yùn)至細(xì)胞膜,通過 胞吐
胞吐
的方式將酶分泌出細(xì)胞。
(3)據(jù)以上資料分析,塔賓曲霉菌在 pH=5(pH5)、溫度為37℃
pH=5(pH5)、溫度為37℃
條件下降解PU的速度更快。
(4)盡管一些微生物可降解塑料,但這些“白色污染”仍舊對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害,請(qǐng)寫出兩條減少塑料垃圾產(chǎn)生的措施 減少一次性塑料袋的使用,減少塑料餐盒的應(yīng)用等
減少一次性塑料袋的使用,減少塑料餐盒的應(yīng)用等
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