BÀI ĐIỀU KIỆN CHUYÊN ĐỀ ENZYM VI SINH VẬT

Câu 1. Các enzyme VSV thường là các enzyme cảm ứng, hãy giải thích cơ chế của hiện
tượng trên.
Trả lời
Enzym cảm ứng là enzyme sinh ra nhờ các chất cảm ứng. Enzym do vi sinh vật tiết
ra có sự phân giải triệt để đến các axitamin tự do. Từ các axitmin này phân giả thành các
nhóm amin hoặc imin…, nó sẽ là nguồn nguyên liệu cho quá trình sinh tổng hợp các chất.
Ta biết rằng enzyme có bản chất là protein. Cơ chế tổng hợp enzyme là cơ chế sinh
tổng hợp protein, protein được tổng hợp khi có tín hiệu từ bên trong hoặc bên ngoài cơ thể.
Người ta thấy rằng nếu trong điều kiện môi trường dinh dưỡng thông thường thì vi
sinh vật chỉ tổng hợp một lượng enzym vừa đủ cho quá trinh sinh trưởng của chúng.
Nhưng nếu tăng hàm lượng một số chất nào đó thì lượng enzym tổng hợp ra tăng mạnh.
Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng tổng hợp enzym, các chất cảm ứng thường
là cơ chất của enzym và enzym đó được gọi là enzym cảm ứng.
Cơ chế của hiện tượng trên giống như cơ chế điều hoà hoạt động của gen, khi có mặt
các chất cảm ứng thì chất đó hay sản phẩm phân giải của nó sẽ kìm hãm hoặc làm yếu tác
dụng kìm toả của chất kìm hãm nhằm bảo đảm khả năng sinh tổng hợp enzyme đã cho
không bị cản trở. Chất cảm ứng tổng hợp enzyme cho thêm vào môi trường nuôi thường là
cơ chất tương ứng của enzyme cần tổng hợp.
Thành phần dinh dưỡng có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và tổng hợp
enzyme của vi sinh vật. Môi trường phải chứa đủ các hợp chất chứa các nguyên tố đa
lượng như C, H, N, O và các chất khoáng như Mg, Ca, K, S, Fe, Cu, Co, Zn,… vitamin…
Nguồn cung cấp cacbon tốt nhất là gluxit (đường đơn hoặc đường đôi) sau đó là chất béo,
axit hữu cơ, rượu,…Nguồn N đưa vào môi trường dạng muối nitrat, nitrit, amon, chất hữu
cơ chứa nitơ, …Nguồn P ở dạng muối photphat. đặc biệt để tăng tổng hợp enzyme người ta
còn cho vào môi trường chất cảm ứng tổng hợp enzyme - thường là cơ chất tương ứng của
enzyme cần tổng hợp
Câu 2. Hãy giải thích tại sao trong thiên nhiên sự phân giải các phân tử sinh học
(VD: protein) lại xảy ra triệt để (cellulose có thể bị khoáng hóa hoàn toàn) mà trong phòng
thí nghiệm điều này không xảy ra.

enzyme. Vì mục đích của ta ở đây là phân giải triệt để các phân tử sinh học mà không thu
chế phẩm nên lượng enzyme ở đây có thể đa dạng. Hơn nữa vi sinh vật có khả năng phân
giải triệt để hơn chế phẩm enzyme, thời gian sinh enzyme kéo dài vì vi sinh vật sinh trưởng
trong điều kiện trên. Enzym do vi sinh vật sinh ra được sử dụng ngay để phân giải các chất
lại cung cấp nguyên liệu cho vi sinh vật sinh trưởng. Nếu ta sử dụng chế phẩm enzyme thì
lượng enzyme cần phải lớn, giá thành lại cao, khi phân giải trong thời gian dài enzyme sẽ
bị mất dần hoạt tính làm giảm hiệu quả phân giải lúc đó ta phải thường xuyên bổ sung chế
phẩm enzyme.
Câu 4. Tại sao trong một số môi trường nuôi cấy vi sinh vật sinh các enzyme phân
giải cacbohydrat nếu bổ sung các loại đường đơn vào thì quá trình sinh tổng hợp enzyme bị
giảm thiểu.
Trả lời
Hiện tượng này được lý giải là sự chất ức chế dinh dưỡng của các đường đơn. Khi
có mặt đường đơn, đặc biệt glucose, hiệu quả của các chất cảm ứng bị kìm hãm. Sự hiện
diện của glucose mà trong đó carbohydrate này có thể làm ngừng sản xuất các enzyme cần
thiết cho sự chuyển hóa của các hợp chất liên quan và không liên quan (hiệu ứng glucose).
Sự ức chế dị hóa glucose có thể là rất mạnh và thường kìm hãm hiệu quả của chất cảm
ứng. Vấn đề này có thể được giải quyết về mặt di truyền bằng cách chọn lọc các thể đột
biến chống lại hiện tượng này. Các đột biến có thể chọn lọc dễ dàng từ môi trường nuôi
cấy chứa glucose và cơ chất của enzyme cần thiết, ví dụ: hỗn hợp glucose/aspartate cho
phép chọn lọc các dòng sản xuất aspartate không bị ức chế glucose (aspartate được cung
cấp ở đây chỉ là nguồn nitrogen). Sản xuất penicillin G amidase trong E. coli được tăng lên
nhiều lần bằng cách chọn lọc các đột biến có khả năng sinh trưởng trên amide như là một
nguồn nitrogen duy nhất trong sự hiện diện của glucose. Kết quả tạo ra các dòng vi khuẩn
có khả năng sản xuất mạnh và không dễ bị ức chế bởi glucose. Sử dụng dạng đồng đẳng
của glucose, 2- deoxyglucose, cũng là một phương thức hiệu quả để chọn lọc các đột biến
không có ức chế glucose.
Câu 5. Người ta thấy nếu nấu chín tinh bột thì nó dễ bị phân giải hơn, nhưng nếu
nấu chín thịt thì thịt lại khó bị phân giải hơn.
Trả lời

khi tái tạo phân tử ADN.
Để tạo một đột biến gene có thể dùng tác nhân vật lý (tia tử ngoại, tia phóng xạ) hay hóa
học (các hóa chất) tác dụng lên tế bào sinh vật.
Do đó, đôi khi các đột biến không trực tiếp làm biến đổi gen mã hoá protein enzym nhưng
hoạt tính enzym vẫn được nâng cao.