Bài giảng Sinh học Lớp 10 Sách Cánh Diều - Chuyên đề 2, Bài 7: Cơ sở khoa học và một số thành tựu của công nghệ enzyme - Năm học 2022-2023

Chuyên đề 2: 
CÔNG NGHỆ ENZYME VÀ ỨNG DỤNG 
Câu hỏi 1 
KHỞI ĐỘNG 
Làm thế nào để ứng dụng được enzyme cutinase trong thực tiễn? Nêu các cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme. 
Câu hỏi 1 
KHỞI ĐỘNG 
Làm thế nào để ứng dụng được enzyme cutinase trong thực tiễn? Nêu các cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme. 
1 
Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
2 
Một số thành tựu của công nghệ enzyme 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
1. Công nghệ enzyme 
I. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
- Công nghệ enzyme là nghành công nghệ sản xuất các chế phẩm enzyme và ứng dụng chúng trong các lĩnh vực khác nhau 
Thông số đánh giá 
Có 2 thông số đánh giá chất lượng chế phẩm enzyme 
Hoạt độ của enzyme 
Hoạt độ riêng của enzyme 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
1. Công nghệ enzyme 
Lượng enzyme cần thiết để chuyển hóa một lượng cơ chất đặc hiệu thành sản phẩm trong một đơn vị thời gian ở điều kiện phản ứng xác định 
Hoạt độ của enzyme trong một đơn vị khối lượng tính bằng miligam hoặc gam chế phẩm protein enzyme 
Câu hỏi số 1 
Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là gì? 
A) 
Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là axit 
B) 
Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là các vi khuẩn. 
C) 
Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là các enzyme 
D) 
Sản phẩm đầu ra của công nghệ enzyme là các chế phẩm enzyme 
Câu hỏi số 2 
D 
C 
Chế phẩm bột giặt và chất tẩy rửa sinh học chứa các enzyme . 
B 
A 
Chọn đáp án đúng về sản phẩm của công nghệ enzyme : 
Chế phẩm carbohydrase và cellulase có nguồn gốc từ Aspergillus niger để sử dụng trong chế biến ngao và tôm 
Chế phẩm men tiêu hóa chứa các enzyme hỗ trợ phân giải thức ăn và giúp cơ thể hấp thu dinh dưỡng 
Cả A, B, C 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
1. Công nghệ enzyme 
2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
Hiện tượng sủi bọt khí trong thí nghiệm A và B xảy ra mạnh nhất ở điều kiện nhiệt độ nào? Dự đoán kết quả theo gợi ý ở bảng 7.1. 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
1. Công nghệ enzyme 
2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
- Hiện tượng sủi bọt khí trong thí nghiệm A xảy ra mạnh nhất ở điều kiện nhiệt độ 25 o C, thí nghiệm B xảy ra mạnh nhất ở 100 o C. 
- Dự đoán kết quả: 
(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. 
(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. 
(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. 
(3) Enzyme xúc tác chuyển hóa đặc hiệu một hoặc một nhóm cơ chất thành sản phẩm. 
(6) Enzyme được ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau có chất lượng và các đặc tính khác nhau. 
2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
 Quy trình giặt tẩy công nghiệp thường diễn ra ở nhiệt độ cao (50 – 90 oC) và nồng độ các chất tẩy rửa có tính kiềm cao (pH > 8). Enzyme được sử dụng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa cần có những đặc tính gì? Các sinh vật sinh enzyme có đặc tính trên có thể được tìm thấy ở đâu? 
- Enzyme được sử dụng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa cần có những đặc tính là: chịu nhiệt, chịu kiềm (giữ được hoạt tính trong điều kiện nhiệt độ và pH cao). 
- Các sinh vật sinh enzyme có đặc tính này có thể được tìm thấy ở các vi sinh vật sống trong môi trường khắc nghiệt như trong môi trường như suối nước nóng, các khe nứt dưới biển sâu, trong các hồ và biển có môi trường kiềm cao, 
2. Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzyme 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
 Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa có khác gì so với chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp dược (ví dụ chế phẩm protease dùng để phân giải các cục máu đông gây tắc nghẽn mạch)? 
Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa khác so với chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp dược khác nhau về điều kiện hoạt động và chất lượng: 
- Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp bột giặt và chất tẩy rửa có thể hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao, pH kiềm; nhưng có độ tinh sạch thấp hơn. 
- Chế phẩm enzyme protease dùng trong công nghiệp dược hoạt động tốt trong môi trường cơ thể; có độ tinh sạch rất cao để đảm bảo tính hiệu quả và an toàn của thuốc. 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
II. Một số thành tựu của công nghệ enzyme 
 Thành tựu nổi bật của công nghệ enzyme là việc sản xuất enzyme bằng công nghệ DNA tái tổ hợp và cải biến đặc tính của enzyme bằng công nghệ gene 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
II. Một số thành tựu của công nghệ enzyme 
S o với động vật và thực vật, vi sinh vật có lợi thế gì khi được dùng để sản xuất chế phẩm enzyme? 
Vi sinh vật có nhiều lợi thế hơn so với động vật và thực vật khi dùng để sản xuất chế phẩm enzyme vì: 
Vi sinh vật sinh trưởng nhanh trong môi trường nuôi cấy nhân tạo giúp tăng hiệu suất sản xuất enzyme. 
- Rất nhiều vi sinh vật sinh trưởng được trên các môi trường chỉ chứa nguồn carbon rẻ tiền và các khoáng chất đơn giản giúp tiết kiệm cho phí sản xuất. 
- Vi sinh vật có nguồn enzyme phong phú, có những tính chất đặc biệt, phù hợp với các ứng dụng khác nhau của con người mà enzyme từ thực vật và động vật không có. 
Bài 7: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME 
II. Một số thành tựu của công nghệ enzyme 
Nêu tên một số chế phẩm enzyme được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp mà em biết. Chúng được ứng dụng trong lĩnh vực nào? 
Một số chế phẩm enzyme được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp: 
- Chế phẩm chymosin được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp trong nấm mốc Aspergillus niger , được dùng trong công nghiệp chế biến bơ và phô mai. 
- Chế phẩm protease được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp trong E. coli , được ứng dụng thủy phân bã nấm men bia tạo peptide có hoạt tính sinh học. 
- Chế phẩm phytase được sản xuất bằng công nghệ DNA tái tổ hợp trong nấm mốc Aspergillus niger , vi khuẩn E. coli , nấm men Saccharomyces cerevisiae , , được ứng dụng để hỗ trợ tiêu hóa cho động vật nuôi, giảm thiểu ô nhiễm môi trường do phân thải ra.