Giải chuyên đề Sinh học 10 KNTT Bài 7: Ứng dụng của enzyme có đáp án

• Một số lĩnh vực trong đời sống sử dụng enzyme như:

- Công nghiệp thực phẩm: Ứng dụng các 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 trong kĩ thuật PCR, kĩ thuật chuyển gene,…

• Một số sản phẩm được tạo ra từ ứng dụng enzyme: nước mắm, rượu vang, nước hoa quả, phô mai, bánh mì,…

• Vai trò của enzyme trong công nghệ chế biến thực phẩm: Trong công nghiệp thực phẩm, các chế phẩm enzyme được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau giúp tăng giá trị thực phẩm và năng suất sản xuất. Các enzyme được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm như protease, cellulase, amylase, pectinase.

• Một số ví dụ minh họa:

- Enzyme thuộc nhóm protease được dùng trong chế biến thịt, cá trong ngành công nghiệp chế biến đồ hộp. Enzyme protease còn biến đổi các chất thải của ngành công nghiệp thực phẩm thành thức ăn dễ tiêu hóa cho vật nuôi. Ngoài ra, enzyme này cùng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nước mắm, rượu vang, mứt, nước hoa quả,…

- Enzyme cellulase được dùng để tăng chất lượng thực phẩm, nâng cao vị, làm mềm thực phẩm có nguồn gốc thực vật. Enzyme này rất thích hợp trong chế biến thức ăn từ thực vật cho trẻ em, sản xuất bia,…

- Enzyme amylase được ứng dụng trong sản xuất bánh mì, bánh kẹo, rượu vang và bia,…

- Enzyme pectinase được ứng dụng trong sản xuất nước ép trái cây, sản xuất mứt,…

• Trong y dược, công nghệ enzyme được ứng dụng trong chữa bệnh và chẩn đoán bệnh.

• Một số ứng dụng của enzyme trong điều trị bệnh ở 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 khi phẫu thuật, giảm đau đối với các trường hợp viêm khớp, chống tụ máu làm giảm nguy cơ đột quỵ, tăng khả năng hấp thu các loại thuốc,…

- Sử dụng enzyme trypsin và chymotrypsin làm thuốc tiêu viêm, làm lành vết thương, làm dãn và 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 do virus gây nên bằng cách phân giải nucleic acid của virus.

Vai trò của enzyme trong một số công nghệ di truyền:

- Enzyme Taq polymerase được tách chiết và sử dụng trong quá trình nhân đôi DNA. Nhờ có enzyme Taq polymerase mà kĩ thuật PCR ra đời và được ứng dụng trong đời sống như phát hiện ra một số virus gây bệnh cho người và động vật,…

- Enzyme cắt giới hạn restrictase và enzyme nối ligase có vai trò quan trọng trong kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp: Enzyme cắt giới hạn restrictase có khả năng cắt phân tử DNA ở vị trí xác định thành các đoạn nhỏ, enzyme nối ligase được dùng để nối các đoạn DNA với nhau tạo ra DNA tái tổ hợp.

- Triển vọng của công nghệ enzyme trong tương lai là tìm kiếm nguồn enzyme mới, sản xuất và sử dụng enzyme ở quy mô công nghiệp, hạ giá thành sản phẩm.

- Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ enzyme được kì vọng là:

+ Sử dụng enzyme trong phân tích, chẩn đoán và điều trị bệnh: Triển vọng tương lai là sản xuất và sử dụng rộng rãi nguồn enzyme không chỉ trong phân tích, chẩn đoán mà cả trong cảnh báo và điều trị bệnh.

+ Triển vọng tổng hợp thuốc bằng phương pháp xúc tác enzyme sinh học: Tạo ra sản phẩm thuốc ít tạp chất hơn và giảm được đáng kể các đồng phân quang học không mong muốn.

+ Sử dụng enzyme trong xử lí chất thải: Sử dụng enzyme để xử lí các chất ô nhiễm khó phân giải như rác thải nhựa, ô nhiễm nước ngầm,…

Cơ chế hoạt động của enzyme trong việc thực hiển triển vọng sử dụng enzyme để xử lí rác thải nhựa, ô nhiễm nước ngầm:

- Cở sở của xử lí rác thải nhựa là sử dụng enzyme có khả năng phân hủy nhựa. Gần đây, các nhà khoa học tạo ra một nhóm vi khuẩn bằng phương pháp gây đột biến có khả năng phân hủy nhựa nhờ một enzyme có trong tế bào, mở ra giải pháp mới cho vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa trên thế giới.

- Xử lí ô nhiễm nước ngầm nhờ hoạt động của enzyme oxi hóa của vi khuẩn: Chất độc gây ô nhiễm nước ngầm khuếch tán vào các hạt trong tế bào vi khuẩn và được vi khuẩn sử dụng làm chất dinh dưỡng. Kết quả là các chất gây ô nhiễm được biến đổi thành hợp chất vô hại.