BIOLOGIA. Moléculas, células e tecidos. Respiração celular e fermentação Parte 3. Professor: Alex Santos

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1 BIOLOGIA Moléculas, células e tecidos Parte 3 Professor: Alex Santos

2 Tópicos em abordagem: Parte III - Fermentação láctica e alcoólica: I Conceitos fundamentais; II Tipos de fermentação; III Diferença entre respiração celular e fermentação;

3 I Conceitos fundamentais: 1.1) Anaerobiose: A) Anaeróbicos restritos ou obrigatórios: Não possuem enzimas para reações químicas aeróbicas. O Oxigênio é tóxico para esses organismos. Ex.: Bactéria do botulismo (Clostridium botulinum). B) Anaeróbicos facultativos: Realizam ambos processos. Ocorre a respiração celular somente quando há ausência de O 2 ; Ex.: Leveduras (Saccharomyces cerevisiae).

4 I Conceitos fundamentais: 1.2) Fermentação: Processo anaeróbico - Ocorre no citoplasma eucarionte e procarionte; É pouco energético - se comparado a respiração celular; A glicose é parcialmente degradada em subprodutos, originando substâncias mais simples; Realizada principalmente por fungos e bactérias;

5 Nos eucariontes ocorre logo após a glicólise. Caso não haja O 2 na célula, o processo não se completa e os piruvatos formados são utilizados para fermentação; Por fim, fermentação é termo utilizado para esses processos que extraem energia (como ATP) mas não consome O 2. Fonte: Vida: A ciência da Biologia, 8ª ed. Porto Alegre : Artmed, Vol. I Célula e hereditariedade.

6 II Tipos de fermentação: 2.1) Fermentação Láctica: Realizada por: bactérias, alguns protozoários, fungos, células musculares, eritrócitos, tendo como principal produto o ácido láctico; Principal enzima envolvida: Lactato-desidrogenase; Rende 2 ATP de energia;

7 Equação geral: C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2 Pi 2 lactato + 2 ATP + 2 H 2 O + 2 H + Após a glicólise, o piruvato é reduzido diretamente pelo NADH para formar lactato como produto final, sem a liberação de CO 2 ; Quando o catabolismo para produção de ATP esgota, as células musculares humanas realizam fermentação para suprir a falta de energia, produzindo ácido lático que pode causa posterior dor muscular;

8 Fonte: Google.

9 Utilizada na índustria na fabricação de: - Iogurtes: Lactobacilos - Lactobacillus bulgaricus; - Queijo suíço: Propionibacterium; - Dentre outros resultantes de fermentações: picles, salsicha, molho de soja...

10 Fonte: Google. Fonte: Google.

11 2.2) Fermentação Alcoólica: Realizada por: bactérias e fungos; tendo como principal produto o etanol (C 2 H 5 OH); Principais enzimas envolvidas no processo: Piruvatodescarboxilase e Álcool-desidrogenase. Rende 2 ATP de energia; Seus produtos são o etanol e gás carbônico

12 Equação geral: C 6 H 12 O ADP + 2 Pi => 2 C 2 H 5 OH + 2 CO ATP Após a glicólise, ocorre a liberação de CO 2 do piruvato e, em seguida, outra reação que reduz o composto a etanol pela ação do NADH; A liberação de CO 2 durante o processo de fermentação possibilita que pães e bolos cresçam por conta da expansão do gás na reação do fermento.

13 Fonte: Google.

14 Utilizada na produção de pães, bolos bebidas alcoólicas como cerveja e vinho. Além do uso de etanol como biocombustível devido a pequena emissão de dióxido de carbono. Fonte: Google. Fonte: Khan Academy. Crédito da imagem: "Metabolism without oxygen: Figure 3" by OpenStax College, Biology, CC BY 3.0

15 Importância da produção de etanol como combustível: - Fonte renovável e barata de combustível; - Pode ser tornar um substituto ou complemento da gasolina; - Encontrado em fontes ricas em sacarose, celulose ou amido Amido de milho ou trigo, sacarose de beterraba ou cana, celulose de palha ou resíduos de industriais florestais... - A fermentação pode não só render etanol, como também proteínas usadas na alimentação animal.

16 III Diferença entre respiração celular e fermentação: A principal diferença entre os processos é a forma como a glicose é utilizada: - Na respiração celular: ocorre a quebra total da glicose, sendo toda reduzida a CO 2 e H 2 O, apresentando grande produção de ATP; - Na fermentação: ocorre a quebra parcial da glicose, reduzindoa produtos como etanol ou ácido láctico que ainda possuem muita energia em suas ligações, por isso apresentam pequena produção de ATP;

17 EXERCÍCIO 1 - O metabolismo celular fermentativo é um processo de degradação de moléculas orgânicas com liberação de energia usada para formar ATP. A fermentação lática, um dos processos fermentativos: A) é resultado do anabolismo de carboidratos, cuja regeneração do NAD gera um produto final oxidado. B) produz quatro moléculas de ácido lático e gás carbônico por molécula de glicose. C) quando realizada por bactérias no leite, provoca a coagulação de proteínas. D) na presença de oxigênio, produz saldo energético superior à respiração aeróbica.