Professor: Alex Santos

Respiração celular e fermentação – Parte 3

Moléculas, células e tecidos

BIOLOGIA

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

Respiração celular e fermentação

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 O2; Ex.: Leveduras (Saccharomyces cerevisiae).

Respiração celular e fermentação

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;

Respiração celular e fermentação

• Nos eucariontes ocorre logo após a

glicólise.

• Caso não haja O2 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 O2.

Respiração celular e fermentação

Fonte: Vida: A ciência da Biologia, 8ª ed. Porto Alegre : Artmed, 2009. Vol. I – Célula e hereditariedade.

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;

Respiração celular e fermentação

• Equação geral:

C6H12O6 + 2ADP + 2 Pi → 2 lactato + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+

• Após a glicólise, o piruvato é reduzido diretamente pelo NADH

para formar lactato como produto final, sem a liberação de CO2; • 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;

Respiração celular e fermentação

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Fonte: Google.

• Utilizada na índustria na fabricação de: - Iogurtes: Lactobacilos - Lactobacillus bulgaricus;

- Queijo suíço: Propionibacterium;

- Dentre outros resultantes de fermentações: picles, salsicha,

molho de soja...

Respiração celular e fermentação

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Fonte: Google. Fonte: Google.

2.2) Fermentação Alcoólica: • Realizada por: bactérias e fungos; tendo como principal produto

o etanol (C2H5OH);

• Principais enzimas envolvidas no processo: Piruvato-descarboxilase e Álcool-desidrogenase.

• Rende 2 ATP de energia;

• Seus produtos são o etanol e gás carbônico

Respiração celular e fermentação

Respiração celular e fermentação

• Equação geral:

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi => 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

• Após a glicólise, ocorre a liberação de CO2 do piruvato e, em seguida, outra reação que reduz o composto a etanol pela ação do NADH;

• A liberação de CO2 durante o processo de fermentação possibilita que pães e bolos cresçam por conta da expansão do gás na reação do fermento.

Respiração celular e fermentação

Fonte: Google.

Respiração celular e fermentação

• 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: Khan Academy. Crédito da imagem: "Metabolism without oxygen: Figure 3" by OpenStax College, Biology, CC BY 3.0

Fonte: Google.

Respiração celular e fermentação

• 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.

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 CO2 e H2O, apresentando grande produção de ATP; - Na fermentação: ocorre a quebra parcial da glicose, reduzindo-a produtos como etanol ou ácido láctico que ainda possuem muita energia em suas ligações, por isso apresentam pequena produção de ATP;

Respiração celular e fermentação

Respiração celular e fermentação

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.