Bioengenharia ENG07064 Questionário 2

Prévia do material em texto

ENG07064- BIOENGENHARIA 
QUESTIONÁRIO 2-CRESCIMENTO E METABOLISMO MICROBIANO 
 
1. De acordo com a figura abaixo, classifique os grupos de acordo com o 
crescimento dos microrganismos e suas respectivas faixas de temperaturas. 
 
2. Analise a tabela e a figura abaixo e responda as seguintes questões: 
 
 
 
 
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Psicrófilo 
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Mesófilo
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Termófilo
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Hipertermófilo
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Hipertermófilo
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
4-12°C
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
30-40°C
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
50-60°C
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
80-90°C
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
100-110°C
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
As faixas de temperatura estão expressar para englobar a maioria dos microrganismos.
 a) Qual a diferença entre meio definido e meio complexo? A figura C mostra um 
microrganismo crescendo em ágar MacKonkey e Eosina Azul de Metileno. Explique o 
princípio destes meios para microbiologia. 
b) Em qual meio (figura A), definido ou complexo, você acredita que E. coli cresceria 
mais rapidamente? Por quê? E. coli não é capaz de crescer no meio descrito para 
Thiobacillus thioparus. Por quê? OBS: Thiobacillus thioparus é um microrganismo 
quimioautotrófico. 
c) Identifique baseado na figura B qual a condição de O2 para crescimento em cada 
caso. O que impede as bactérias anaeróbias de se desenvolverem em meios ricos em 
oxigênio? 
3. O fósforo é essencial para o crescimento microbiano devido uma função 
específica, qual é ela? 
4. Em termos de geração de energia, como um quimiorganotrófico se difere de um 
quimiolitotrófico? E um quimiotrófico de um fototrófico? Em termos de 
aquisição de carbono, como um autótrofo se difere de um heterótrofo? 
5. Por que o meio seguinte não pode ser considerado um meio quimicamente 
definido: glicose, 5 gramas (g); NH4Cl, 1 g; KH2PO4, 1 g; MgSO4, 0,3 g; 
extrato de levedura, 5 g; água destilada, 1 litro. 
 
METABOLISMO MICROBIANO 
1. Pesquise e responda: que características têm a molécula de ATP que a habilita a 
exercer a função de “moeda metabólica”? Existem outras moléculas capazes de 
exercer tal função? 
2. Durante os períodos de abundância de nutrientes, como as células podem 
preparar-se para os períodos de carência nutricional? 
3. Qual a diferença entre catabolismo e anabolismo? Preencha as lacunas da figura 
abaixo indicando o que acontece em cada fase da reação: 
 
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Moléculas complexas
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Reações catabólicas quebram essas moléculas complexas liberando energia na forma de ATP( energia vai da molécula complexa para o ATP)
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Moléculas simples geradas pela quebra das moléculas complexas
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
Reações anabólicas que transferem energia para as moléculas complexas
4. Observe os esquemas a seguir e responda as seguintes questões: 
 
Para produzir energia, a partir da glicose, os microrganismos utilizam dois 
processos gerais. Quais processos são representados pelos esquemas 1 e 2 ? 
Explique detalhadamente cada um deles. 
5. A fermentação conduz, geralmente, a cisão parcial de moléculas orgânicas. O 
conceito clássico define fermentação como a decomposição microbiana de 
carboidratos independente de oxigênio. De acordo com os produtos finais 
formados, as fermentações recebem denominações. Cite 3 principais tipos de 
fermentações microbianas e os respectivos produtos finais formados. 
 
 
 
 
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
CRESCIMENTO E METABOLISMO MICROBIANO
2-
a) Meio definido é um meio onde conhecemos a sua composição química específica, ou seja, tudo que está presente, enquanto que no meio complexo não temos a composição exata do meio. O meio artificial por ter uma composição definida,ele é mais complexo e mais caro devido aos reagentes utilizados. Já a meio complexo ou natural e mais barato mas por causa disso é usado para microrganismos menos exigentes.
Ao analisarmos a figura C, temos dois meios de cultura. O meio Ágar Mac Conkey o qual é um meio diferencial pois permite a distinção de micro-organismos fermentadores de lactose dos não fermentadores. isto é possível pela diferença de coloração das colônias; fermentadores produzirão lactose diminuindo o pH do meio dando uma cor rosa; enquanto os não fermentadoras geram íons amônio que possuem caracter básico dando origem a colônias brancas. 
O segundo meio é o EMB o qual é seletivo pois inibe em certo grau as bactérias gram positivas com o uso de certos corantes e diferencial pois permite a diferenciação de fermemtadores de lactose e/ou sacarose dos não fermentadores. Neste caso a E. coli fica com uma colocarão escura de reflexos verdes devido a redução do pH pela fermentação. Já a K. pneumoniae e S. enteritidis não são fermentadoras logoficam sem cor ou de um roxo claro. A coloração é dada pelo eosina enquanto que a inibição das gram positivas é feita pelo azul de metileno.
b) Em um meio definido são colocadas todas as necessidades de crescimento dos microrganismos na forma de reagentes enquanto que no meio complexo a natureza química não é bem definida. Desta forma, por exemplo, um microrganismo poderia ter necessidade do nutriente X que se encontra no alimento Y. Ao colocar o alimento Y no meio garantimos a presença do nutriente X mas não necessariamente na quantidade adequada e com a adição do alimento Y temos outros compostos não necessário ao desenvolvimento da E. coli. Assim, eu acredito que um meio definido, mesmo sendo mais caro, proporcionaria um crescimento mais adequado. 
A E. coli não é capaz de crescer no meio de um organismo quimioautótrofico devido a diferença de compostos presentes no meio, uma vez que a E. coli é um quimioheterotrófico. Desta forma, caso a E. coli fosse colocada neste meio, faltaria fonte de carbono para assegurar seu desenvolvimento porque ela não é capaz de captar carbone a partir do CO2.
c) 
a) Anaeróbio estreito: desenvolvimento estritamente na superfície 
b) Anaeróbio estrito: desenvolvimento estritamente no fundo do tubo de ensaio.
c) Facultativo: desenvolvimento por todo o tubo de ensaio mas com maior concentração na superfície.
d) Microaerófilo aeróbio: desenvolvimento logo abaixo da superfície pois mesmo sendo aeróbio prefere concentrações de oxigênio mais baixas.
e) Microaerõfilo anaeróbio: desenvolvimento por todo o tubo sem região preferencial; neste caso os microrganismos preferem fermentar que respirar aeróbicamemte.
Os maior ricos em oxigênio inibem o crescimento de bactérias anaeróbios pois estas últimas não possuem as enzimas para metabolizar e converter os compostos tóxico gerados pela utilização do oxigênio em não tóxicos. Desta forma há a acumulação destas substâncias levando a morte celular.
3- O fósforo é usado na formação de nucleotídeos das moléculas de ácidos nucleicos e fosfolipídios (parte da membrana celular).
4- Os fototróficos usam como fonte de energia a luz enquanto os quimiotróficos usam energia química. Dentro da categoria de quimiotróficos temos os quimiorganotróficos, ou heterotróficos, que captam energia de compostos orgânicos; e os quimiolitotróficos, ou autótrofo, os quais são capazes de sintetizar seu próprio alimento com o uso de compostos inorgânicos.
5- Embora tenhamos reagentes quimicamente definitos, temos também extrato de levedura e água destilada os quais não possuem química definida.
iPad 655 Mariana TERRA ZUCH
METABOLISMO MICROBIANO
1- O ATP é uma moeda metabólica pois é capaz de transformar energia. O ATP e formado a partir do ADP mais um fosfato e energia, assim temos uma molécula armazenadora de energia devido suas ligações fosfato (altamente energéticas). Caso precisemos de energia, a quebra do ATP em ADP, ou seja, a quebra de uma ligação fosfato, libera a energia necessária. 
2- As cédulas se preparam para períodos de carência nutricional armazenando energia na forma de lipídios os quais podem ser novamente convertidos em ATP. A quantidadede ATP liberada depende do tamanho da molécula, pois quanto maiores as cadeias, maior o número de ciclos que devem ser feitos para sua oxidação, liberando mais ATP
3- Catabolismo são reações que liberam energia pela quebra de ligações enquanto reações anabólicas consomem energia na síntese de moléculas liberando água. Lacunas completas estão na figura.
4- 
2. Respiração: A respiração é um processo composto de três grandes etapas (glicólise, ciclo de Krebs e cadeia de elétrons) onde o receptor final de elétrons é um composto inorgânico; oxigênio para respiração aeróbia e qualquer inorgânico sem ser oxigênio para respiração anaeróbia. 
O ciclo começa pela glicólise, a qual é única etapa em comum com a fermentação. Nesta etapa a glicólise é primeiramente fosforilada com consumo de um ATP, ocorre o rearranjo da molécula para em seguida haver uma segunda fosforilação com consumo de um ATP. A molécula resultante é em seguida quebrada em uma molécula de 3 carbonos denominada gliceraldeído-3-fosfato (GP). A partir deste ponto todos os produtos são duplicados. O GP é convertido e fosforilado formando o ácido-1,3-disfosfoglicérico. Esse composto perde uma de suas ligações fosfato de alta energia, gerando um ATP; como tudo é duplicado geramos ao total dois ATP nesta etapa. As últimas etapas são o rearranjo da ligação fosfato remanescente para em seguida haver perda de uma molécula de água e subsequentemente a perda de um fosfato, gerando um ATP. Como o processo é em duplicata, são gerados dois ATP e duas moléculas de ácido pirúvico. 
Entre as etapas de glicólise e ciclo de Krebs há a conversão do ácido pirúvico em acetil-Coa e em seguida citrato para entrar no ciclo de Krebs. Na última etapa do ciclo temos a formação novamente de um citrato e um saldo positivo de 2 ATPS.
A última etapa da respiração é a fosforilação oxidativamonde há o transporte de elétrons até o composto inorgânico através de reações de oxidação e redução. Este transporte ocorre na membrana mitocondrial interna e termina com um saldo positivo de 36 ATPs. 
No total da respiração são gerados 38 ATPs.
1. Fermentação: A fermentação é um processo muito mais simples que possui em comum com a respiração a etapa de glicólise. Este processo não requer oxigênio e uma molécula orgânica é o aceptor final de elétrons. A fermentação pode ser alcóolica, como representada na figura, quando o ácido pirúvico é convertido em piruvato e em seguida em acetaldeído por uma enzima que requer Mg e ligada a outra coenzima, a TPP. Nesta etapa há a liberação de CO2. Em seguida há a redução em etanol.
Na fermentação lática o ácido pirúvico é convertido em ácido lático enquanto na fermentação acética etanol é convertido em ácido acético na presença de oxigênio.
5- 
a) Fermentação alcóolica: forma etanol e CO2.
b) Fermentação lática: forma ácido lático.
c) Fermentação acética: forma ácido acético e água.