Giải chuyên đề học tập Sinh học 10 CTST bài 6: Thành tựu của công nghệ enzyme

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: 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?

Enzyme có được sử dụng để phát hiện ra các bệnh ở người như:

• Điện cực enzyme glucose oxidase được ứng dụng trong máy xác định hàm lượng glucose trong máu, góp phần sàng lọc người bệnh tiểu đường.
• Xét nghiệm LDH (axit lactic dehydrogenase) giúp phát hiện các dấu hiệu tổn thương mô trong cơ thể.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ ENZYME

1. Trong công nghệ thực phẩm

Câu hỏi 1. Việc ứng dụng công nghệ enzyme đã đạt được thành tựu trong những lĩnh vực nào? Cho ví dụ.

Ngành công nghệ enzyme đã đạt được thành tựu trong rất nhiều ngành sản xuất khác nhau: công nghệ thực phẩm, chế biến thức ăn chăn nuôi, công nghiệp thuộc da, dệt may, y học …

Ví dụ:

• Công nghệ thực phẩm: enzyme phân giải protein được sử dụng để làm mềm thịt trong quá trình nấu nướng; enzyme glucose oxidase sử dụng để loại bỏ glucose ra khỏi thực phẩm giúp bảo quản dễ dàng hơn …
• Y học: enzyme glucose oxidase được dùng để xác định hàm lượng đường trong máu và nước tiểu; …
• Công nghiệp thuộc da: enzyme phân giải protein như papain, proteolytic … được dùng để làm mềm da.

Câu hỏi 2. Kể tên một vài sản phẩm ứng dụng enzyme trong đời sống hằng ngày.

• Bột giặt và chất tẩy rửa chứa một số enzyme làm sạch các chất như protein, lipid … bám trên quần áo, vật dụng.
• Sản xuất kháng sinh họ Penicillin từ enzyme của xạ khuẩn và nấm chi Penicillin.

3. Sản xuất các chế phẩm sinh học

Câu hỏi 3. Tại sao người ta thường sử dụng vi sinh vật trong sản xuất các chế phẩm sinh học?

Một trong những ứng dụng quan trọng của công nghệ enzyme là sản xuất các chế phẩm sinh học. Việc sử dụng đặc điểm sinh trưởng vi sinh vật giúp sản xuất một lượng lớn chế phẩm sinh học nhờ đó hạ giá thành sản phẩm.

4. Một số thành tựu khác

Câu hỏi luyện tập: Nếu em là một nhà nghiên cứu, em sẽ nghiên cứu để ứng dụng enzyme vào lĩnh vực nào? Tại sao?

Em sẽ nghiên cứu để ứng dụng enzyme trong lĩnh vực nông nghiệp. Vì để tăng năng suất vật nuôi, cho lượng lớn thịt và trứng, … em sẽ nghiên cứu để tạo ra các chế phẩm sinh học dùng trong chế biến thức ăn giúp vật nuôi hấp thụ được chất dinh dưỡng tốt hơn, tăng trọng.

II. TRIỂN VỌNG CỦA CÔNG NGHỆ ENZYM TRONG TƯƠNG LAI

Câu hỏi 4. Hãy phân tích những triển vọng của công nghệ enzyme trong tương lai.

• Trở thành ngành công nghiệp dẫn đầu trong cung cấp các nguồn nguyên vật liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác.
• Mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp cũng như nhiều vị trí việc làm mới (sản xuất enzyme, nghiên cứu và ứng dụng enzyme, quản lí dự án về công nghệ enzyme) qua đó giải quyết vấn đề việc làm và nâng cao chất lượng cuộc sống.

VẬN DỤNG

Câu hỏi vận dụng: 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.

Thành tựu sử dụng enzyme trong chẩn đoán các bệnh ở người rất có triển vọng trong tương lai.

Các giá trị thực tiễn mà thành tựu này mang lại là:

• Giảm số lượng các xét nghiệm sàng lọc mà người bệnh cần phải làm để phát hiện ra bệnh tật -> tiết kiệm chi phí khám chữa bệnh và tạo sự thoải mái cho người bệnh.
• Phát hiện bệnh tật một cách nhanh chóng -> rút ngắn thời gian đợi chờ kết quả xét nghiệm.

Bài tập 1. 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, …).

Sản xuất chế phẩm sinh học bao gồm nhiều loại enzyme khác nhau, mỗi loại enzyme có vai trò biến đổi một chất độc hại hoặc chất khó phân hủy trong chất thải, rác thải … thành chất không đọc hoặc thành dạng vi sinh vật có thể phân giải được giúp làm giảm gánh nặng cho việc xử lí rác thải và chất thải hiện nay.

Bài tập 2. Hãy chọn một ngành nghề có liên quan đến công nghệ enzyme. Phân tích triển vọng của ngành nghề đó trong tương lai.

Ngành nghề liên quan đến công nghệ enzyme: khoa học nghiên cứu và ứng dụng enzyme. 

Triển vọng:

• Cơ hội tiếp xúc với rất nhiều rất nhiều ngành của đời sống: nông nghiệp, công nghiệp thời trang, công nghệ sinh học, bảo vệ môi trường …
• Nhiều cơ hội việc làm và phát triển bản thân vì đây là lĩnh vực mới.
• Giúp đỡ được nhiều đối tượng trong xã hội: nông dân, công nhân, doanh nghiệp sản xuất và chế biến thực phẩm, …

Bài tập 3. 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?