BÀI 7 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME A/ Câu hỏi mở đầu Mở đầu trang 43 Chuyên đề Sinh học 10 Enzyme không chỉ có vai trò quan trọng đối với các hoạt động sống trong cơ thể sinh vật mà còn có vai trò rất lớn tro[.]
BÀI 7: ỨNG DỤNG CỦA ENZYME A/ Câu hỏi mở đầu Mở đầu trang 43 Chuyên đề Sinh học 10: Enzyme khơng có vai trị quan trọng hoạt động sống thể sinh vật mà cịn có vai trị lớn đời sống Hiện nay, enzyme ứng dụng nhiều lĩnh vực khác đời sống, lĩnh vực nào? Kể tên số sản phẩm tạo từ ứng dụng enzyme Trả lời: • Một số lĩnh vực đời sống sử dụng enzyme như: - Công nghiệp thực phẩm: Ứng dụng enzyme để chế biến thực phẩm, đồ uống - Y – dược: Enzyme dùng để chẩn đoán bệnh, chữa bệnh - Trong kĩ thuật di truyền: Sử dụng enzyme kĩ thuật PCR, kĩ thuật chuyển gene,… • Một số sản phẩm tạo từ ứng dụng enzyme: nước mắm, rượu vang, nước hoa quả, phô mai, bánh mì,… B/ Câu hỏi I MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME Dừng lại suy ngẫm trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Khái qt vai trị enzyme cơng nghệ chế biến thực phẩm Lấy số ví dụ minh họa Trả lời: • Vai trị enzyme cơng nghệ chế biến thực phẩm: Trong công nghiệp thực phẩm, chế phẩm enzyme sử dụng với nhiều mục đích khác giúp tăng giá trị thực phẩm suất sản xuất Các enzyme dùng nhiều công nghiệp thực phẩm protease, cellulase, amylase, pectinase • Một số ví dụ minh họa: - Enzyme thuộc nhóm protease dùng chế biến thịt, cá ngành công nghiệp chế biến đờ hộp Enzyme protease cịn biến đổi chất thải ngành công nghiệp thực phẩm thành thức ăn dễ tiêu hóa cho vật ni Ngồi ra, enzyme sử dụng rộng rãi sản xuất nước mắm, rượu vang, mứt, nước hoa quả,… - Enzyme cellulase dùng để tăng chất lượng thực phẩm, nâng cao vị, làm mềm thực phẩm có ng̀n gốc thực vật Enzyme thích hợp chế biến thức ăn từ thực vật cho trẻ em, sản xuất bia,… - Enzyme amylase ứng dụng sản xuất bánh mì, bánh kẹo, rượu vang bia,… - Enzyme pectinase ứng dụng sản xuất nước ép trái cây, sản xuất mứt,… Dừng lại suy ngẫm trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Công nghệ enzyme ứng dụng y dược thế nào? Nêu số ứng dụng enzyme điều trị bệnh người Trả lời: • Trong y dược, cơng nghệ enzyme ứng dụng chữa bệnh chẩn đoán bệnh • Một số ứng dụng enzyme điều trị bệnh người: - Sử dụng enzyme glucosidase để chẩn đoán nhanh bệnh tiểu đường, sử dụng enzyme urease để chẩn đoán nhanh bệnh gout,… - Sử dụng enzyme amylase để chữa bệnh thiếu enzyme bẩm sinh; điều chế thuốc điều trị bệnh tim mạch, bệnh thần kinh,… - Sử dụng enzyme bromelain để làm giảm đau nhanh sau phẫu thuật, giảm đau trường hợp viêm khớp, chống tụ máu làm giảm nguy đột quỵ, tăng khả hấp thu loại thuốc,… - Sử dụng enzyme trypsin chymotrypsin làm thuốc tiêu viêm, làm lành vết thương, làm dãn tiêu biến niêm mạc bị hoại tử, chữa bệnh viêm tĩnh mạch huyết khối, viêm tụy,… - Sử dụng enzyme penicillinase chữa dị ứng kháng sinh bằng cách thủy phân làm giảm nồng độ kháng sinh - Sử dụng enzyme nuclease chữa bệnh virus gây nên bằng cách phân giải nucleic acid virus Dừng lại suy ngẫm trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu vai trò enzyme số công nghệ di truyền Trả lời: Vai trị enzyme số cơng nghệ di truyền: - Enzyme Taq polymerase tách chiết sử dụng q trình nhân đơi DNA Nhờ có enzyme Taq polymerase mà kĩ thuật PCR đời ứng dụng đời sống phát số virus gây bệnh cho người động vật,… - Enzyme cắt giới hạn restrictase enzyme nối ligase có vai trò quan trọng kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp: Enzyme cắt giới hạn restrictase có khả cắt phân tử DNA vị trí xác định thành đoạn nhỏ, enzyme nối ligase dùng để nối đoạn DNA với tạo DNA tái tổ hợp II TRIỂN VỌNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG TƯƠNG LAI Dừng lại suy ngẫm trang 48 Chuyên đề Sinh học 10: Em hãy triển vọng công nghệ enzyme tương lai Trả lời: - Triển vọng công nghệ enzyme tương lai tìm kiếm nguồn enzyme mới, sản xuất sử dụng enzyme quy mô công nghiệp, hạ giá thành sản phẩm - Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ enzyme kì vọng là: + Sử dụng enzyme phân tích, chẩn đốn điều trị bệnh: Triển vọng tương lai sản xuất sử dụng rộng rãi nguồn enzyme khơng phân tích, chẩn đốn mà cảnh báo điều trị bệnh + Triển vọng tổng hợp thuốc bằng phương pháp xúc tác enzyme sinh học: Tạo sản phẩm thuốc tạp chất giảm đáng kể đồng phân quang học khơng mong muốn + Sử dụng enzyme xử lí chất thải: Sử dụng enzyme để xử lí chất ô nhiễm khó phân giải rác thải nhựa, ô nhiễm nước ngầm,… Dừng lại suy ngẫm trang 48 Chuyên đề Sinh học 10: Con người kì vọng sử dụng enzyme để xử lí rác thải nhựa, nhiễm nước ngầm Em hãy phân tích chế hoạt động enzyme việc thực triển vọng Trả lời: Cơ chế hoạt động enzyme việc thực hiển triển vọng sử dụng enzyme để xử lí rác thải nhựa, nhiễm nước ngầm: - Cở sở xử lí rác thải nhựa sử dụng enzyme có khả phân hủy nhựa Gần đây, nhà khoa học tạo nhóm vi khuẩn bằng phương pháp gây đột biến có khả phân hủy nhựa nhờ enzyme có tế bào, mở giải pháp cho vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa thế giới - Xử lí nhiễm nước ngầm nhờ hoạt động enzyme oxi hóa vi khuẩn: Chất độc gây ô nhiễm nước ngầm khuếch tán vào hạt tế bào vi khuẩn vi khuẩn sử dụng làm chất dinh dưỡng Kết chất gây ô nhiễm biến đổi thành hợp chất vô hại Luyện tập vận dụng trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy liên hệ lĩnh vực sản xuất đời sống có ứng dụng loại enzyme bằng cách hồn thành bảng theo mẫu sau: Lĩnh vực sản xuất Cơ sở ứng dụng Enzyme tham gia Sản xuất bánh mì Làm biến đổi bột bánh Protease ? ? ? ? ? ? ? ? ? Lĩnh vực sản xuất Cơ sở ứng dụng Enzyme tham gia Trả lời: Sản xuất bánh mì Làm biến đổi bột bánh Amylase, protease Sản xuất bia Làm phá vỡ tinh bột Amylase Sản xuất nước ép Phân giải chất pectin giúp dễ Pectinase dàng tạo nước ép, dễ lọc, tăng trái hiệu suất Sản xuất thuốc Bổ sung enzyme thiếu hụt Amylase chữa bệnh tiêu hóa thể Luyện tập vận dụng trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Trong xử lí nhiễm mơi trường, nói việc sử dụng enzyme “công nghệ cuối đường ống”? Trả lời: Trong xử lí nhiễm mơi trường, việc sử dụng enzyme “công nghệ cuối đường ống” vì enzyme xem nhân tố quan trọng việc xử lí ô nhiễm môi trường giai đoạn sau cịn rác thải cứng đầu: Để xử lí nhiễm mơi trường, người ta kết hợp nhiều phương pháp vật lí, hóa học sinh học khác Sử dụng enzyme kết tủa hoặc chuyển chất gây ô nhiễm thành dạng khác giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm mà phương pháp vật lí hóa học khác khơng xử lí Đờng thời, sử dụng enzyme làm thay đổi đặc tính chất thải, đưa chúng dạng dễ xử lí hoặc chuyển thành sản phẩm có giá trị mà khơng gây biến đổi bất thường, không phá vỡ cân bằng sinh thái,… Luyện tập vận dụng trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Tại người ta thường hay ninh xương chung với dứa hoặc đu đủ xanh? Trả lời: Người ta thường hay ninh xương chung với dứa hoặc đu đủ xanh vì: Trong dứa có chứa enzyme bromelain đu đủ xanh có chứa enzyme papain, loại enzyme thuộc nhóm enzyme protease có tác dụng phân giải protein, giúp làm mềm thịt Do đó, người ta thường hay nấu thịt hoặc xương với dứa hay đu đủ cho thịt nhanh mềm Luyện tập vận dụng trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Hiện nay, trào lưu sử dụng chất tẩy rửa thân thiện môi trường nhiều người quan tâm, có việc sử dụng rác thải nhà bếp (rác thải có ng̀n gốc thực vật vỏ dứa, sả, vỏ chanh, vỏ bưởi,…) để làm nước rửa bát, nước lau sàn Em hãy tìm hiểu quy trình sản xuất chất tẩy rửa từ nguyên liệu nói cho biết sở khoa học bước làm Trả lời: • Quy trình sản xuất chất tẩy rửa từ rác thải nhà bếp: - Bước Chọn xử lí nguyên liệu: Chọn vỏ trái cây, rau, củ có thành phần tinh dầu sả, rau thơm,… Làm loại bỏ chất bẩn nguyên liệu - Bước Ủ nguyên liệu lên men: Cho nguyên liệu vào bình nén chặt, thêm lượng nước cốc nước mía hoặc đường nâu tự nhiên (lượng nước gấp đôi nguyên liệu) Đậy nắp chặt, tạo mơi trường cho vi sinh vật ́m khí hoạt động - Bước 3: Lọc sản phẩm lên men: Sau khoảng – tháng, dùng vải loại bỏ phần bã thực vật chiết dung dịch nước tẩy rửa có mùi thơm dễ chịu • Cơ sở khoa học việc sản xuất chất tẩy rửa từ rác thải nhà bếp: Dịch chiết từ nguyên liệu vỏ dứa, sả, vỏ chanh, bưởi có chứa số enzyme có tác dụng tẩy rửa nhóm protease có tác dụng làm chất bẩn có ng̀n gốc protein, amylase làm chất bẩn có ng̀n gốc tinh bột,… Ngồi ra, cịn có số chất hữu khác tạo trình ủ có tác dụng làm chất bám bề mặt ethanol, acid acetic,… ... enzyme nối ligase dùng để nối đoạn DNA với tạo DNA tái tổ hợp II TRI? ??N VỌNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG TƯƠNG LAI Dừng lại suy ngẫm trang 48 Chuyên đề Sinh học 10: Em hãy tri? ??n vọng công nghệ enzyme... kháng sinh bằng cách thủy phân làm giảm nồng độ kháng sinh - Sử dụng enzyme nuclease chữa bệnh virus gây nên bằng cách phân giải nucleic acid virus Dừng lại suy ngẫm trang 47 Chuyên đề Sinh học. .. hoặc chuyển thành sản phẩm có giá tri? ? mà khơng gây biến đổi bất thường, không phá vỡ cân bằng sinh thái,… Luyện tập vận dụng trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Tại người ta thường hay ninh xương