Chuyên đề Sinh học 10 Bài 9 (Cánh diều): Sản xuất enzyme tái tổ hợp
Với giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 9: Sản xuất enzyme tái tổ hợp sách Cánh diều hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Chuyên đề học tập Sinh học 10 CD Bài 9.
Giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 9: Sản xuất enzyme tái tổ hợp
A/ Câu hỏi mở đầu
Trả lời:
- Để khắc phục được sự hạn chế khi thu chế phẩm rennet từ dạ dày bê hoặc cừu non cần tìm ra một nguồn nguyên liệu sản xuất enzyme chymosin mới chứa lượng lớn enzyme này hơn, chi phí thấp hơn và không đối lập với nhu cầu khác của con người.
- Để bổ sung lượng enzyme chymosin cần cho sản xuất phô mai, công nghệ enzyme cần tạo ra một quy trình sản xuất mới cho hiệu quả sản xuất enzyme này cao hơn – quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp.
B / Câu hỏi giữa bài
I. ENZYME TÁI TỔ HỢP
Trả lời:
- Enzyme tái tổ hợp là enzyme được sinh tổng hợp từ phân tử DNA tái tổ hợp đã được chuyển vào tế bào sinh vật chủ.
- Người ta cần sản xuất enzyme tái tổ hợp nhằm tạo ra số lượng lớn enzyme với chi phí thấp hơn so với sản xuất enzyme tự nhiên để đáp ứng với nhu cầu sử dụng của con người.
Trả lời:
Ưu thế khi sử dụng vi sinh vật là tế bào chủ để sản xuất enzyme tái tổ hợp so với tế bào động vật và thực vật:
- Hệ gene của vi sinh vật nhỏ, nghiên cứu kĩ, dễ điều khiển sinh tổng hợp protein đích.
- Vector chuyển gene ở vi sinh vật rất đa dạng, sẵn có và được nghiên cứu đầy đủ hơn.
- Vi sinh vật sinh trưởng nhanh trong môi trường nuôi cấy nhân tạo, không đòi hỏi nguồn dinh dưỡng đắt tiền nên hiệu suất tổng hợp protein enzyme cao.
Trả lời:
Những enzyme cần sản xuất trong dòng tế bào chủ động vật hoặc thực vật là một số enzyme (có nguồn gốc từ động vật hoặc thực vật) có cấu trúc bậc 2, 3 hoặc bậc 4 phức tạp, có nhiều tiểu phần, nhiều cầu nối disulfide hoặc có gắn với coenzyme, cofactor, gắn với các gốc đường,…
I. SẢN XUẤT ENZYME TÁI TỔ HỢP
Trả lời:
- Giống nhau: Đều trải qua 4 giai đoạn: nuôi trồng và thu hoạch nguyên liệu sản xuất enzyme → Trích li enzyme từ nguyên liệu → Tinh sạch enzyme → Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme. Trong đó, các bước trích li enzyme từ nguyên liệu; tinh sạch enzyme; phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme đều diễn ra tương tự nhau.
- Khác nhau:
+ Trong quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp, để tạo nguyên liệu sản xuất enzyme, cần có thêm bước tạo DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa enzyme rồi chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp.
+ Trong quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp, trước khi trích li, cần kích hoạt biểu hiện gene đích theo các phương pháp khác nhau tùy theo từng loại vector và tế bào chủ biểu hiện gene.
Hình thành kiến thức, kĩ năng 3 trang 57 Chuyên đề Sinh học 10: Quan sát hình 9.3 và cho biết:
a) Đoạn DNA hay gene đích được lấy từ những nguồn nào?
b) Sản phẩm ghép nối gene đích với vector là gì?
c) Sản phẩm của quy trình tạo dòng DNA tái tổ hợp là gì?
Trả lời:
a) Đoạn DNA hay gene đích được lấy từ các nguồn khác nhau như:
- Tách chiết DNA có sẵn từ động vật, thực vật và vi sinh vật.
- Tổng hợp hóa học từ các nucleotide.
- Nhân DNA bằng phương pháp PCR.
b) Sản phẩm ghép nối gene đích với vector là vector DNA tái tổ hợp.
c) Sản phẩm của quy trình tạo dòng DNA tái tổ hợp là dòng tế bào chủ mang vector DNA tái tổ hợp.
Trả lời:
Nhân dòng tế bào tái tổ hợp lên số lượng lớn trước khi được kích hoạt biểu hiện gene nhằm mục đích sau khi kích hoạt có thể thu được số lượng enzyme lớn và đồng bộ.
Trả lời:
Các cách thức dùng để kích hoạt dòng tế bào chủ biểu hiện gene tùy theo từng loại vector và tế bào chủ biểu hiện gene:
- Kích hoạt bằng các hóa chất khác nhau (đường lactose, ethanol, methanol,…).
- Thay đổi các điều kiện vật lí, hóa học (pH, nhiệt độ,…).
Trả lời:
Chế phẩm enzyme tái tổ hợp dùng làm thuốc cần được tinh chế có độ tinh khiết cao vì: Enzyme dùng làm thuốc cần phải có hoạt tính xúc tác cao và an toàn nhằm đảm bảo tính hiệu quả và ít có tác dụng phụ không mong muốn đối với bệnh nhân khi sử dụng.
Trả lời:
Những giai đoạn trong quy trình sản xuất chế phẩm phytase tái tổ hợp tương ứng với năm giai đoạn cơ bản của quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp là:
Năm giai đoạn cơ bản của quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp |
Giai đoạn tương ứng trong quy trình sản xuất chế phẩm phytase tái tổ hợp |
(1) Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa enzyme |
Nhân gene mã hóa phytase từ nấm mốc A. niger bằng PCR và tách vector từ vi khuẩn E. coli → Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa phytase. |
(2) Chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp cho biểu hiện gene |
Chuyển DNA tái tổ hợp mang gene mã hóa phytase vào tế bào chủ biểu hiện gene (S. cerevisiae) → nuôi tăng sinh khối tế bào. |
(3) Biểu hiện gene và thu hồi enzyme tái tổ hợp |
Kích hoạt biểu hiện gene → Thu hồi dịch nuôi cấy. |
(4) Tinh sạch enzyme tái tổ hợp |
Tinh sạch enzyme bằng sắc kí ái lực. |
(5) Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme tái tổ hợp |
Phối trộn phụ gia → Đóng gói tạo chế phẩm phytase tái tổ hợp. |
Xem thêm lời giải Chuyên đề Sinh học 10 bộ sách Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 10: Ứng dụng và triển vọng của công nghệ enzyme
Bài 11: Khái quát về vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường
Bài 12: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường đất, nước
Bài 13: Công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong thu hồi khí sinh học và xử lí chất thải rắn
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn lớp 10 (hay nhất) – Cánh Diều
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Soạn văn lớp 10 (ngắn nhất) – Cánh Diều
- Giải sbt Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Văn mẫu lớp 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề học tập Ngữ văn 10 – Cánh diều
- Giải sgk Toán 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Toán 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Toán 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Toán 10 – Cánh Diều
- Chuyên đề dạy thêm Toán 10 Cánh diều (2024 có đáp án)
- Giải sgk Tiếng Anh 10 – Explore new worlds
- Giải sgk Tiếng Anh 10 – ilearn Smart World
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 10 ilearn Smart World đầy đủ nhất
- Ngữ pháp Tiếng Anh 10 i-learn Smart World
- Giải sbt Tiếng Anh 10 - iLearn Smart World
- Giải sgk Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Vật lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Hóa học 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Hóa học 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Hóa học 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Hóa học 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Lịch sử 10 – Cánh diều
- Giải sgk Địa lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Địa Lí 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Địa lí 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Địa lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Công nghệ 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Công nghệ 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Kinh tế pháp luật 10 – Cánh diều
- Lý thuyết KTPL 10 – Cánh diều
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 10 – Cánh diều
- Giải sbt Giáo dục quốc phòng - an ninh 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Hoạt động trải nghiệm 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Tin học 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Tin học 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Tin học 10 – Cánh diều
- Lý thuyết Tin học 10 - Cánh diều
- Giải sgk Giáo dục thể chất 10 – Cánh Diều