1. Quan sát hình 5.3, mô tả cấu trúc hoạt động của enzyme dị lập thể.
Giải câu 1:
Enzyme dị lập thể là loại enzyme trong cấu trúc có một hoặc vài vị trí dị lập thể. Trung tâm hoạt động tiếp nhận cơ chất để xúc tác cho phản ứng, trong khi vị trí dị lập thể liên kết với chất tác dụng để điều chỉnh hoạt động xúc tác (ức chế hay tăng cường) của enzyme. Phân tử enzyme dị lập thể có thể có loại vị trí dị lập thể dương, loại vị trí dị lập thể âm hoặc có cả hai. Trong cơ thể sống, dị lập thể âm rất quan trọng và phổ biến, thường thể hiện ở cơ chế ức chế ngược để đảm bảo tế bào không tạo ra các chất thừa so với nhu cầu.
Giải câu 2:
- Enzyme có trung tâm hoạt động, là nơi enzyme liên kết đặc hiệu với cơ chất. Do đó, mỗi enzyme chỉ tác động lên một hay một số chất có cấu hình không gian tương ứng tạo nên tính đặc hiệu của enzyme.
- Một số enzyme có vùng cấu trúc dị lập thể, có thể liên kết với chất hoạt hoá dị lập thể để ức chế hoặc tăng cường hoạt động của enzyme. Nhờ đó, có thể ứng dụng trong điều trị bệnh hoặc chủ động sản xuất các chế phẩm với số lượng mong muốn.
- Enzyme hoạt động trong điều kiện ôn hoà. Do đó, trong các phản ứng có enzyme xúc tác, sự tiêu hao năng lượng thường rất ít, hiệu quả xúc tác cao. Ở điều kiện thích hợp, khi có enzyme xúc tác, phản ứng xảy ra nhanh hơn nhiều lần so với khi xúc tác bằng chất hoá học khác; enzyme cũng có khả năng xúc tác chuyển hoá cho một lượng cơ chất rất lớn chỉ với lượng enzyme rất nhỏ. Do đó, enzyme sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất sẽ tiết kiệm được thời gian và tăng hiệu quả sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
- Enzyme có thể thu được từ nhiều nguồn dễ kiếm, rẻ tiền. Enzyme thu được từ quá trình sống của sinh vật nên không gây độc cho con người, các sinh vật và môi trường.
Các bài tập cùng chuyên đề
Xét nghiệm PCR là một trong các phương pháp xác định một cách hiệu quả sự tồn tại của virus corona trong cơ thể người. Nguyên lí cơ bản của phương pháp này là tạo ra một số lượng lớn trình tự DNA mục tiêu dưới sự xúc tác của enzyme DNA polymerase ở nhiệt độ cao. Điều này cho thấy, bên cạnh những ứng dụng trong việc tạo ra các loại thực phẩm, chất tẩy rửa, … enzyme còn được ứng dụng trong y học. Liệu trong tương lai, enzyme có được ứng dụng để phát hiện ra các bệnh ở người?
Việc ứng dụng công nghệ enzyme đã đạt được thành tựu trong những lĩnh vực nào? Cho ví dụ.
Kể tên một vài sản phẩm ứng dụng enzyme trong đời sống hằng ngày.
Tại sao người ta thường sử dụng vi sinh vật trong sản xuất các chế phẩm sinh học?
Nếu em là một nhà nghiên cứu, em sẽ nghiên cứu để ứng dụng enzyme vào lĩnh vực nào? Tại sao?
Hãy phân tích những triển vọng của công nghệ enzyme trong tương lai.
Hãy tìm hiểu và trình bày một thành tựu của ứng dụng công nghệ enzyme mà em cho rằng sẽ có triển vọng trong tương lai. Phân tích những giá trị thực tiễn mà thành tựu đó mang lại.
Hãy đề xuất một ý tưởng ứng dụng enzyme để giải quyết các vấn đề môi trường hiện nay (ô nhiễm rác thải, ô nhiễm nguồn nước, …).
Hãy chọn một ngành nghề có liên quan đến công nghệ enzyme. Phân tích triển vọng của ngành nghề đó trong tương lai.
Có ý kiến cho rằng: “Một trong các xu hướng bảo vệ môi trường là sử dụng enzyme vì mục đích phát triển công nghiệp bền vững”. Em có đồng tình với ý kiến này hay không? Tại sao?
Protease là một loại enzyme được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp (thực phẩm, thuộc da, chất tẩy rửa, …). Enzyme này được thu nhận chủ yếu từ động vật. Tuy nhiên, để thu nhận một lượng lớn enzyme cần phải sử dụng rất nhiều cá thể động vật, điều này gây mất nhiều thời gian cũng như tốn nhiều kinh phí cho việc chăn nuôi. Có phương pháp nào có thể tạo được số lượng lớn enzyme protease trong thời gian ngắn nhưng vẫn giảm được chi phí sản xuất?
Enzyme đóng vai trò quan trọng như thế nào đối với cơ thể sống?
Trình bày các đặc điểm của enzyme. Cho ví dụ.
Điều gì sẽ xảy ra với cơ thể nếu quá trình sản xuất các enzyme bị rối loạn?
Khi lựa chọn nguồn nguyên liệu để thu nhận enzyme, cần lưu ý điều gì? Tại sao?
Quy trình sản xuất công nghệ enzyme bao gồm những giai đoạn nào?
Việc tách chiết enzyme từ cơ thể sinh vật gặp phải khó khăn gì? Để giải quyết khó khăn đó, người ta đã dùng phương án gì?
Tại sao khi tách enzyme từ tế bào thực vật, nấm men và vi sinh vật, người ta cần dùng các chất trợ nghiền còn đối với tế bào động vật thì không?
Tại sao lysozyme được dùng trong việc tách enzyme từ vi khuẩn?
Để loại bỏ các chất khác ra khỏi enzyme, người ta dùng các biện pháp gì?
Sau khi thu nhận được chế phẩm enzyme, cần làm gì để giữ được hoạt tính của enzyme trong suốt quá trình bảo quản và sử dụng?
Việc giữ được cấu trúc không gian của enzyme có ý nghĩa như thế nào trong sản xuất enzyme?
Nghiên cứu hình 7.5, 7.6, 7.8, và 7.10 hãy cho biết:
a) Mỗi giai đoạn trong quy trình sản xuất các enzyme tương ứng với giai đoạn nào trong Hình 7.3.
b) Việc sản xuất enzyme từ thực vật có gì giống và khác so với sản xuất enzyme từ vi sinh vật.
Dựa trên quy trình sản xuất enzyme bromelain ở dứa, em hãy tìm hiểu và đề xuất quy trình sản xuất enzyme papain từ nhựa đu đủ.
Hãy chọn một quy trình sản xuất enzyme đã học và đề xuất phương án cải tiến quy trình đó để mang lại hiệu quả cao hơn.
Hoàn thành bảng sau đây về nguồn thu nhận, tác dụng và ứng dụng của một số loại enzyme.
Hãy tìm hiểu và trình bày một quy trình công nghệ sản xuất một loại enzyme được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (dệt, thuộc da, …).
So với việc sử dụng hóa chất hay tác nhân cơ học thì nếu hầm thịt trâu với đu đủ xanh ở nhiệt độ ấm sẽ làm thịt trâu mềm hơn. Em hãy cho biết đu đủ xanh có vai trò như thể nào trong việc làm mềm thịt trâu.
Trong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như sản xuất bánh mì, enzyme amylase được dùng rất phổ biến do enzyme này làm thay đổi hoàn toàn chất lượng của bánh cả về hương vị, màu sắc và độ xốp. Hãy giải thích điều này.
Các loại enzyme nào làm tăng hương vị bánh nướng?
