2. Ôn tập chuyên đề 2

CH1

CH1

Mỗi loại enzyme hoặc vi sinh vật có tác động khác nhau với từng loại gỗ nguyên liệu nên khi ngâm cây gỗ vào dung dịch chứa enzyme sẽ có tác dụng bóc vỏ cây và các lớp gỗ hiệu quả hơn, nhanh hơn, đồng thời giảm sử dụng năng lượng tới 80 %. Hãy giải thích cơ sở khoa học của quá trình này.

Lời giải chi tiết:

Hiện nay, phương pháp bóc vỏ cây gỗ sử dụng các chế phẩm enzyme là biện pháp rất hiệu quả và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Tùy thuộc vào từng loại cây mà sử dụng các loại enzyme khác nhau để làm suy yếu liên kết giữa gỗ với vỏ cây và phân hủy các polymer của tầng phát sinh (cellulose, carbohydrate, pectin, …).

Phương pháp này vừa giúp tiết kiệm đáng kể nguyên vật liệu khác, vừa giúp tiết kiệm vốn đầu tư máy móc, dụng cụ và 80% điện năng để bóc vỏ cây theo cách truyền thống.

CH2

CH2

Khi thí nghiệm về enzyme, một bạn học sinh đã đặt câu hỏi: “Muốn tăng tốc độ phản ứng trao đổi chất, chúng ta nên sử dụng biện pháp nào cho hiệu quả?”. Em hãy trả lời câu hỏi của bạn và giải thích tại sao.

Lời giải chi tiết:

Nếu muốn tăng tốc độ phản ứng trao đổi chất, người ta thường sử dụng 2 biện pháp hiệu quả là:

• Tăng nồng độ enzyme trong môi trường: nồng độ enzyme tăng lên sẽ gắn được với nhiều cơ chất hơn → tốc độ phản ứng tăng lên.
• Bổ sung vào môi trường phản ứng các chất hoạt hóa: một số nhóm enzyme có các chất hoạt hóa - chất kích thích làm tăng hoạt tính của enzyme (giúp enzyme tìm thấy cơ chất dễ dàng hơn, …) → tốc độ phản ứng tăng lên.

CH3

CH3

Hầu hết các enzyme trong cơ thể hoạt động tốt nhất ở khoảng 37 độ C. Ở nhiệt độ thấp, chúng vẫn hoạt động nhưng chậm hơn. Các enzyme trong ruột hoạt động tốt nhất ở độ pH cao, trong khi các enzyme trong dạ dày hoạt động tốt nhất ở độ pH thấp vì dạ dày có tính acid. Hãy cho biết điều kiện pH phù hợp để các chế phẩm enzyme hỗ trợ tiêu hóa hoạt động tốt trong cơ thể.

CH4

CH4

Khi nói về cơ chế hoạt động của enzyme thì mỗi loại enzyme có thể liên kết với một cơ chất phù hợp. Khi enzyme tiếp xúc với cơ chất có thể biến đổi để phù hợp với cơ chất đó. Khi cơ chất được khóa hoàn toàn và ở đúng vị trí thì quá trình xúc tác bắt đầu. Điều nào trong các trình bày trên đúng với mô hình “khóa và chìa khóa” (được giới thiệu lần đầu năm 1894) và đúng với mô hình khớp cảm ứng?

Lời giải chi tiết:

Điều đúng với mô hình  “khóa và chìa khóa”:

• Mỗi cơ chất liên kết với một cơ chất phù hợp.
• Khi cơ chất được khóa hoàn toàn và đúng vị trí thì quá trình xúc tác bắt đầu.

Điều đúng với mô hình khớp cảm ứng:

• Khi enzyme tiếp xúc với cơ chất có thể biến đổi để phù hợp với cơ chất đó.

CH5

CH5

Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân pectin được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp nước giải khát, sản phẩm của quá trình thủy phân pectin là acid galacturonic, galactose, arabinose, methanol, … Đưa pectinase vào khâu nghiền quả sẽ làm tăng hiệu suất nước quả sau khi ép lên tới 15 - 25 %. Pectin trong mô quả làm khối quả nghiền sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được. Nhờ pectinase phân giải các cơ chất pectin làm chất chiết trong dịch bào dễ thoát ra ngoài hơn, làm tăng hiệu suất chiết. Hãy giải thích vì sao dịch quả trong suốt, không bị đục và lọc sẽ dễ dàng hơn.

Lời giải chi tiết:

Pectin có bản chất là polysaccharide. Pectin có 2 dạng là: dạng không tan, tồn tại chủ yếu trong thành tế bào và dạng tan, có nhiều trong dịch quả. 

Enzyme pectinase được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước giải khát nhờ khả năng thủy phân pectin ở cả 2 dạng: 

- Pectin trong thành tế bào bị thủy phân sẽ làm cho khâu nghiền quả dễ dàng hơn do thành tế bào kém bền vững hơn.

- Pectin trong dịch quả bị thủy phân sẽ làm cho dịch quả trong hơn, đẹp hơn → đem lại hiệu quả kinh tế cao cho ngành công nghiệp nước giải khát.