Giải bài tập Chuyên đề sinh học lớp 10 Cánh diều bài 9 Sản xuất enzyme tái tổ hợp

Câu hỏi mở đầu

Bổ sung chế phẩm rennet (rennin) chứa enzyme chymosin làm đông tụ sữa là bước quan trọng, không thể thiếu trong quy trình sản xuất phô mai công nghiệp (hình 9.1).

Năm 1960, Tổ chức Lương thực, thực phẩm thế giới (FAO) dự báo sẽ có sự thiếu hụt trầm trọng chế phẩm rennet được sản xuất từ dạ dày bê hoặc cừu non, dùng trong chế biến phô mai. Chế phẩm rennet thô được chiết xuất từ một dạ dày bê hoặc cừu non sẽ đủ để đông tụ khoảng 340 - 450 lít sữa, tạo thành 45,4 - 88,6 kg phô mai tùy loại. Tuy nhiên, việc sản xuất chế phẩm rennet từ dạ dày của bê hoặc cừu non để đáp ứng nhu cầu chế biến phô mai cần phải sử dụng rất nhiều bê hoặc cừu non (1 tấn phô mai cần sử dụng lượng chế phẩm enzyme từ 11 - 22 con bê hoặc cừu non). Làm thế nào để khắc phục được điều đó? Công nghệ enzyme có thể làm gì để bổ sung lượng enzyme chymosin cần cho sản xuất phô mai?

I. Enzyme tái tổ hợp

Câu hỏi 1. Enzyme tái tổ hợp là gì? Tại sao người ta cần sản xuất enzyme tái tổ hợp?

Luyện tập 1. Vi sinh vật có ưu thế gì so với tế bào động vật và thực vật khi chúng là tế bào chủ để sản xuất enzyme tái tổ hợp?

Luyện tập 2. Những enzyme nào cần sản xuất trong dòng tế bào chủ động vật hoặc thực vật?

II. Sản xuất enzyme tái tổ hợp

1. Quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp

Câu hỏi 2. So sánh các giai đoạn cơ bản trong quy trình sản xuất enzyme tái tổ hợp (hình 9.2) với các giai đoạn cơ bản trong quy trình sản xuất enzyme tự nhiên (hình 8.3).

1.1 Tạo dòng DNA tái tổ hợp mang gen mã hóa enzyme

Câu hỏi 3. 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?

1.2 Chuyển DNA tái tổ hợp vào dòng tế bào chủ thích hợp cho biểu hiện gene

1.3 Biểu hiện gene và thu hồi enzyme tái tổ hợp

Câu hỏi 4. Nhân dòng tế bào tái tổ hợp lên số lượng lớn trước khi được kích hoạt biểu hiện gene nhằm mục đích gì?

Luyện tập 3. Nêu các cách thức dùng để kích hoạt dòng tế bào chủ biểu hiện gene.

1.4 Tinh sạch enzyme tái tổ hợp

Vận dụng. Tại sao chế phẩm enzyme tái tổ hợp dùng làm thuốc cần được tinh chế để có độ tinh khiết cao?

1.5 Phối chế, đóng gói và bảo quản chế phẩm enzyme tái tổ hợp

2. Ví dụ về quy trình enzyme tái tổ hợp

Câu hỏi 5. Quan sát hình 9.4 và cho biết những giai đoạn nào 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.