Giải Chuyên đề Sinh học 10 Cánh diều Bài 7: Cơ sở khoa học và một số thành tựu của công nghệ enzyme

- Để ứng dụng được enzyme cutinase trong thực tiễn, cần sử dụng công nghệ enzyme để sản xuất các chế phẩm sinh học chứa enzyme này rồi phổ biến lợi ích, cách sử dụng của các chế phẩm này vào đời sống.

- Các cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme:

(1) Enzyme là chất xúc tác sinh học, có nguồn gốc từ sinh vật.

(2) Enzyme có thể hoạt động bên ngoài tế bào và cơ thể sống trong điều kiện gần với điều kiện trong tế bào sinh vật đó.

(3) Enzyme xúc tác chuyển hóa đặc hiệu một hoặc một nhóm cơ chất thành sản phẩm.

(4) Phần lớn các chế phẩm enzyme hiện nay được sản xuất từ vi sinh vật do chúng có khả năng sinh trưởng nhanh, dễ điều khiển các hoạt động sinh tổng hợp protein.

(5) Enzyme từ các vi sinh vật sống trong điều kiện khắc nghiệt, enzyme được sản xuất và cải biến bằng công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ gene trở thành xu thế của công nghệ enzyme hiện đại, giúp phục vụ điều kiện công nghiệp khác nhau.

(6) Enzyme được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau có chất lượng và các đặc tính khác nhau.

- Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là các chế phẩm enzyme.

- Một vài ví dụ về sản phẩm của công nghệ enzyme như:

+ Chế phẩm carbohydrase và cellulase có nguồn gốc từ Aspergillus niger để sử dụng trong chế biến ngao và tôm.

+ Chế phẩm bột giặt và chất tẩy rửa sinh học chứa các enzyme.

+ Chế phẩm men tiêu hóa chứa các enzyme hỗ trợ phân giải thức ăn và giúp cơ thể hấp thu dinh dưỡng.

- Hiện tượng sủi bọt khí trong thí nghiệm A xảy ra mạnh nhất ở điều kiện nhiệt độ 25 ^oC, thí nghiệm B xảy ra mạnh nhất ở 100 ^oC.

- Dự đoán kết quả:

Thí nghiệm đối chứng (ĐC) không có hiện tượng sủi bọt, vì ống nghiệm chỉ có nước mà không có chất xúc tác sinh học hay chất xúc tác hóa học nên không tác dụng phân giải H₂O₂ để tạo thành O₂.

Sự khác biệt về ảnh hưởng của nhiệt độ đến kết quả phản ứng phân hủy H₂O₂ tạo ra khí O₂ trong thí nghiệm A và B là do:

- Ở thí nghiệm A, chất xúc tác sinh học là enzyme catalase có trong gan gà sẽ xúc tác cho phản ứng phân giải H₂O_2. Enzyme catalase hoạt động mạnh nhất trong nhiệt độ khoảng 25 ^oC, vì vậy có hiện tượng sủi bọt mạnh nhất. Khi nhiệt độ quá thấp (0 ^oC), enzyme catalase bị giảm hoạt tính nên chỉ xuất hiện hiện tượng sủi bọt nhẹ. Khi nhiệt độ quá cao (100 ^oC), enzyme catalase bị biến tính và mất khả năng hoạt động nên không có hiện tượng sủi bọt.

- Ở thí nghiệm B, phản ứng FeSO₄ tác dụng với H₂O₂ xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao nên khi nhiệt độ càng tăng thì phản ứng xảy ra càng mạnh, do đó, hiện tượng sủi bọt mạnh nhất ở nhiệt độ 100^oC.