Giải chuyên đề sinh học 10 – kết nối tri thức bài (6)

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 trị quan
trọng đối với các hoạt động sống trong cơ thể sinh vật mà cịn có vai trò rất lớn
trong đời sống. Hiện nay, enzyme được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
của đời sống, đó là những lĩnh vực nào? Kể tên một số sản phẩm được tạo ra từ
ứng dụng enzyme.
Trả lời:
• 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,…
B/ Câu hỏi giữa bài
I. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Khái qt vai trị
của enzyme trong cơng nghệ chế biến thực phẩm. Lấy một số ví dụ minh họa.
Trả lời:
• Vai trị của enzyme trong cơng 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 cịn biến đổi các chất thải của
ngành cơng nghiệp thực phẩm thành thức ăn dễ tiêu hóa cho vật ni. Ngồi 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 ng̀n 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,…
Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Công nghệ enzyme
được ứng dụng trong y dược như thế nào? Nêu một số ứng dụng của enzyme
trong điều trị bệnh ở người.
Trả lời:
• Trong y dược, cơng nghệ enzyme được ứng dụng trong chữa bệnh và chẩn đốn
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.
Dừng lại và suy ngẫm 3 trang 47 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu vai trị của
enzyme trong một số cơng nghệ di truyền.
Trả lời:
Vai trị của enzyme trong một số cơng nghệ di truyền:
- Enzyme Taq polymerase được tách chiết và sử dụng trong q trình nhân đơi
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 trị 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.
II. TRIỂN VỌNG CÔNG NGHỆ ENZYME TRONG TƯƠNG LAI
Dừng lại và suy ngẫm 1 trang 48 Chuyên đề Sinh học 10: Em hãy chỉ ra các
triển vọng của công nghệ enzyme trong tương lai.
Trả lời:
- 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 đốn và điều trị bệnh: Triển vọng tương
lai là sản xuất và sử dụng rộng rãi nguồn enzyme không chỉ trong phân tích, chẩn
đốn 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 ơ nhiễm
khó phân giải như rác thải nhựa, ơ nhiễm nước ngầm,…


Dừng lại và suy ngẫm 2 trang 48 Chuyên đề Sinh học 10: Con người đang kì

vọng có thể sử dụng enzyme để xử lí rác thải nhựa, ơ nhiễm nước ngầm. Em hãy
phân tích cơ chế hoạt động của enzyme trong việc thực hiện triển vọng đó.
Trả lời:
Cơ chế hoạt động của enzyme trong việc thực hiển triển vọng sử dụng enzyme để
xử lí rác thải nhựa, ơ 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 ơ 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.
Luyện tập và vận dụng 1 trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy liên hệ những
lĩnh vực sản xuất và đời sống có ứng dụng các loại enzyme bằng cách hoàn 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 cây

hiệu suất
Sản

xuất

thuốc Bổ sung enzyme thiếu hụt Amylase

chữa bệnh tiêu hóa

trong cơ thể

Luyện tập và vận dụng 2 trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Trong xử lí ơ nhiễm
mơi trường, tại sao nói việc sử dụng enzyme là “cơng nghệ cuối đường ống”?
Trả lời:
Trong xử lí ơ nhiễm mơi trường, việc sử dụng enzyme là “công nghệ cuối đường
ống” vì enzyme được xem là nhân tố quan trọng trong việc xử lí ô nhiễm môi
trường giai đoạn sau cùng khi chỉ còn những rác thải cứng đầu: Để xử lí ơ nhiễm
mơi trường, người ta có thể kết hợp nhiều phương pháp vật lí, hóa học và sinh
học khác nhau. Sử dụng enzyme có thể kết tủa hoặc chuyển các chất gây ô nhiễm

thành dạng khác giúp loại bỏ các các chất gây ơ nhiễm mà các phương pháp vật
lí và hóa học khác khơng xử lí được. Đờng thời, sử dụng enzyme có thể làm thay
đổi các đặc tính của chất thải, đưa chúng về dạng dễ xử lí hoặc chuyển thành các
sản phẩm có giá trị hơn mà khơng gây những biến đổi bất thường, không phá vỡ
cân bằng sinh thái,…
Luyện tập và vận dụng 3 trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao người ta
thường hay ninh xương chung với quả dứa hoặc quả đu đủ xanh?
Trả lời:
Người ta thường hay ninh xương chung với quả dứa hoặc quả đu đủ xanh vì:
Trong quả dứa có chứa enzyme bromelain và trong quả đu đủ xanh có chứa
enzyme papain, 2 loại enzyme này thuộc nhóm enzyme protease đều 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 và vận dụng 4 trang 50 Chuyên đề Sinh học 10: Hiện nay, trào lưu
sử dụng các chất tẩy rửa thân thiện môi trường đang được nhiều người quan tâm,
trong đó có việc sử dụng rác thải nhà bếp (rác thải có ng̀n gốc thực vật như vỏ


dứa, lá sả, vỏ quả chanh, vỏ quả bưởi,…) để làm nước rửa bát, nước lau sàn. Em
hãy tìm hiểu quy trình sản xuất chất tẩy rửa từ các nguyên liệu nói trên và cho
biết cơ sở khoa học của những bước làm đó.
Trả lời:
• Quy trình sản xuất chất tẩy rửa từ rác thải nhà bếp:
- Bước 1. Chọn và xử lí nguyên liệu: Chọn vỏ trái cây, rau, củ có thành phần tinh
dầu như lá sả, rau thơm,… Làm sạch và loại bỏ các chất bẩn ở nguyên liệu.
- Bước 2. Ủ nguyên liệu lên men: Cho nguyên liệu vào bình nén chặt, thêm một
lượng nước sạch và một cốc nước mía hoặc đường nâu tự nhiên (lượng nước gấp
đôi nguyên liệu). Đậy nắp chặt, tạo môi trường cho vi sinh vật yếm khí hoạt động.
- Bước 3: Lọc sản phẩm lên men: Sau khoảng 2 – 3 tháng, dùng vải loại bỏ phần
bã thực vật và chiết dung dịch nước tẩy rửa có mùi thơm dễ chịu.

• Cơ sở khoa học của việc sản xuất chất tẩy rửa từ rác thải nhà bếp: Dịch chiết từ
các nguyên liệu như vỏ dứa, lá sả, vỏ chanh, bưởi có chứa một số enzyme có tác
dụng tẩy rửa như nhóm protease có tác dụng làm sạch chất bẩn có ng̀n gốc là
protein, amylase làm sạch chất bẩn có ng̀n gốc tinh bột,… Ngồi ra, cịn có
một số chất hữu cơ khác được tạo ra trong quá trình ủ có tác dụng làm sạch chất
bám bề mặt như ethanol, acid acetic,…