Estudo Dirigido Biotecnologia Química GABARITO

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Estudo  dirigido  Biotecnologia  –  Curso  de  Química  
1)   A   fermentação   é   um   dos   mecanismos   que   permite   a   degradação   parcial   de   moléculas  
orgânicas  complexas  em  moléculas  mais  simples,  liberando  certa  quantidade  de  energia.  Essa  via  
é   muito   utilizada   por   fungos,   bactérias   e   células   musculares   esqueléticas   de   nosso   corpo   que  
estão  em  contração  vigorosa.  Sobre  o  processo  de  fermentação  é  incorreto  afirmar:  
A.   Qualquer  processo  de  conversão  de  uma  substância  em  certo  produto,  correspondendo  a  uma  
reação  catalisada  por  um  microrganismo.  
B.   Os  microrganismos  podem  ser  incluídos  durante  as  transformações  bioquímicas  ocorridas  no  
transcorrer  do  processo.  
C.   Fermentação   também   pode   ser   definida   como   uma   transformação   química   de   substância  
orgânica  provocada  por  um  fermento  vivo  ou  por  um  princípio  extraído  de  fermento.  
D.   É   um   processo   químico,   com   a   ausência   de   gás   oxigênio   (O2),   no   qual   fungos   e   bactérias  
realizam  a  transformação  de  matéria  orgânica  em  outros  produtos  e  energia.  
E.   Nos  organismos  vivos,  a  fermentação  ocorre  na  mitocôndria  célula  e  com  o  auxílio  de  
enzimas,  as  quais  atuam  como  catalisadores.  
  
2)   Na   descrição   típica   de   um   processo   de   fermentação   descontínuo   simples,   ou   descontínuo  
tradicional,  também  chamado  de  processo  em  batelada  inicialmente  é  preparado  o  meio  de  cultura  
adequado  à  nutrição  e  desenvolvimento  dos  microrganismos,  bem  como  ao  acúmulo  do  produto  
desejado,   em   seguida   este   meio   de   cultura   é   esterilizado.   O   inóculo   deve   ser   preparado,  
escalonado  e  adicionado  ao  fermentador  e  o  processo  se  inicial,  com  controle  de  pH,  Oxigênio  e    
espuma.  Após  isto,  o  fermentador  é  descarregado  e  são  executadas  as  operações  unitárias  para  a  
obtenção  do  produto.  Entretanto,  são  várias  as  maneiras  de  se  conduzir  um  processo  fermentativo  
industrial,  o  qual  visa  a  maior  obtenção  de  produto  com  menor  custo.  No  processo  descontínuo:  
A.   Todos  os  nutrientes  são  adicionados  ao  biorreator  antes  do  início  do  processo,  exceto  
O2,  e  outros  produtos  químicos  necessários  para  controle  de  pH  e  espuma  e  o  volume  
no  decorrer  da  fermentação  permanece  constante.  
B.   O  meio  de   fermentação  é   inoculado  durante  o  processo  sempre  que  necessário  e   incubado  
em  condições  adequadas;;  
C.   No  decorrer  da  fermentação  são  adicionados  antiespumante,  ácido  e  base,  bem  como  o  meio  
de  fermentação  que  é  reposto  periodicamente.    
D.   Uma  das  vantagens  do  processo  descontínuo  é  que  pode  ocorrer  alteração  da  produtividade  
se  o  substrato  exercer  repressão  ou  desvio  do  metabolismo  celular  a  outros  produtos  diversos  
do  produto  de  interesse.  
E.   Apresenta   maior   risco   de   contaminação   justamente   devido   à   alimentação   do   meio   ser  
realizada  durante  o  processo.  
  
3)   Biorremediação   é   o   uso   de   microrganismos,   como   bactérias,   algas   e   fungos   para   a  
descontaminação  dos  solos  e  águas  contaminadas  com  substâncias  perigosas  ao  meio  ambiente,  
como  petróleo,  solventes,  pesticidas  agrícolas,  óleo  alimentar,  entre  outras,  transformando-­as  em  
substâncias   menos   perigosas   ou   não   perigosas.   Pesticidas   são   contaminantes   ambientais  
altamente  tóxicos  aos  seres  vivos  e,  geralmente,  com  grande  persistência  ambiental.  A  busca  por  
novas   formas   de   eliminação   dos   pesticidas   tem   aumentado   nos   últimos   anos,   uma   vez   que   as  
técnicas   atuais   são   economicamente   dispendiosas   e   paliativas.   A   biorremediação   de   pesticidas  
utilizando  microrganismos   tem  se  mostrado  uma   técnica  muito  promissora  para  essa   finalidade,  
por  apresentar  vantagens  econômicas  e  ambientais.  
Para  ser  utilizado  nesta  técnica  promissora,  um  microrganismo  deve  ser  capaz  de  
A.   transferir  o  contaminante  do  solo  para  a  água.  
B.   absorver  o  contaminante  sem  alterá-­lo  quimicamente.  
C.   apresentar  alta  taxa  de  mutação  ao  longo  das  gerações.  
D.   estimular  o  sistema  imunológico  do  homem  contra  o  contaminante.  
E.   metabolizar  o  contaminante,  liberando  subprodutos  menos  tóxicos  ou  atóxicos.  
  
4)  A  irradiação  de  alimentos  consiste  em  um  processo  físico  de  tratamento  que  pode  ser  utilizado  
para   o   controle   do   desenvolvimento   microbiano   em   alimentos,   bem   como   para   o   controle  
fisiológico   de   vegetais,   inibindo   o   brotamento   e   o   amadurecimento   desses   produtos.   A   respeito  
desse  tipo  de  tratamento,  considere  as  afirmativas  abaixo  e  assinale  a  alternativa  correta.    
I.   No   processo   de   irradiação,   os   alimentos   são   dispostos   em   caixas   plásticas   e   colocados   no  
interior   da   câmara   de   irradiação.   A   energia   alfa,   proveniente   principalmente   do   carbono-­14,  
penetra  no  alimento  e  em  sua  embalagem,  sendo  grande  parte  dessa  energia  retida  no  alimento,  
de  modo  a  inibir  eficientemente  o  desenvolvimento  microbiano.    
II.   A   aplicação   de   doses   elevadas   de   radiação   nas   frutas   e   hortaliças   pode   promover   o  
aparecimento   de   efeitos   indesejáveis,   dentre   eles   a   diminuição   do   teor   de   vitaminas   e   a  
decomposição  acelerada  durante  o  armazenamento.    
III.  A  irradiação  de  ovos  com  casca,  a  fim  de  controlar  a  contaminação  por  Salmonella  spp,  pode  
produzir   efeitos   indesejáveis,   visto  que  a  dose  de   radiação   requerida  para  essa   finalidade  pode  
afetar  a  viscosidade  da  clara  ou  a  integridade  da  membrana  da  gema.  
A.  Apenas  a  afirmativa  I  é  correta    
B.  Apenas  a  afirmativa  II  é  correta    
C.  Apenas  as  afirmativas  I  e  II  são  corretas    
D.  Apenas  as  afirmativas  II  e  III  são  corretas    
E.  Apenas  as  afirmativas  I  e  III  são  corretas  
  
5)   O   desenvolvimento   e   a   vida   dos   microrganismos,   além   de   outros   fatores,   somente   são  
possíveis   em   suas   faixas   de   preferências   de   temperatura,   sendo   que   cada   grupo   de  
microrganismos   tem   sua   temperatura   ótima   de   crescimento.   As   oscilações   da   temperatura   em  
alimentos,  mesmo  pequenas,  são  capazes  de  interferir  na  qualidade  da  flora  microbiana  atuante,  
que   poderá   ser   substituída   por   outra,   que   encontra   na   nova   temperatura   condições   de  
crescimento  a  distintos  microrganismos.  Assinale  a  alternativa  que  apresenta  a  sua  seletividade  
para  os  diferentes  graus  calóricos.  
A.  Psicrófilos,  Mesófilos,  Termófilos  e  Termodúricos  
B.  Psicrófilos,  Xerófilos,  Mesófilos  e  Termodúricos  
C.  Hidrófitos,  Mesófilos,  Termófilos  e  Termodúricos  
D.  Psicrófilos,  Mesófitos,  Termófilos  e  Termodúricos  
E.  Psicrófilos,  Mesófilos,  Xerófitos,  e  Termodúricos  
  
6)   Os   estudos   de   degradação   de   compostos   químicos   têm   mostrado   vários   micro-­organismos  
extremamente   versáteis   em   catabolizar   moléculas   recalcitrantes.   Trabalhos   atuais   em  
biotecnologia   indicam   fungos   e   bactérias   como   principais   micro-­organismos   eficientes   na  
degradação   de   poluentes,   possuindo   alto   potencial   de   ação   na   recuperação   de   ambientes  
contaminados.  Em  relação  ao  processo  de  Biorremediação,
é  incorreto  afirmar  que:  
A.   Biorremediação   é   um   processo   no   qual   organismos   vivos,   normalmente   plantas,  
microorganismos   são   utilizados   tecnologicamente   para   remover   (remediar)   ou   reduzir   poluentes  
no  ambiente,  mas  suas  enzimas  não  podem  ser  aplicadas.  
B.  O  processo  metabólico  que  tem  se  mostrado  mais  apto  em  biodegradar  moléculas  xenobióticas  
(moléculas  conhecidas  ao  ambiente  natural)   recalcitrantes   (moléculas  de  difícil  degradação)  nos  
processos  de  biorremediação,  é  o  microbiano.  
C.   Os   microorganismos   desempenham   a   tarefa   de   reciclar   a   maior   parte   das   moléculas   da  
biosfera,   sem   participar   dos   principais   ciclos   biogeoquímicos   e   representando   o   suporte   de  
manutenção  da  vida  na  Terra.  
D.  O  termo  biorremediação  pode  ser  definido  como  um  processo  biotecnológico  no  qual  se  utiliza  
o  metabolismo   de  micro-­organismos   para   a   eliminação   rápida   de   poluentes,   com   o   objetivo   de  
reduzir  sua  concentração  a  níveis  aceitáveis,  transformado-­os  em  compostos  de  baixa  toxicidade.  
E.  Os  fungos  não  podem  (correto:  podem!)  ser  aplicados  em  sistemas  de  biorremediação  
pois  não  possuem  a  capacidade  de  crescer  sob  as  condições  de  estresse  ambiental.    
  
7)   Muitos   micro-­organismos   também   têm   sido   utilizados   para   a   degradação   de   gasolina,   óleo  
diesel  e  resíduos  de  petróleo  provenientes  de  derramamentos,  nos  oceanos  ou  no  solo.  Não  está  
entre  as  estratégias  utilizadas  em  biorremediação:  
A.   A   utilização   de   micro-­organismos   autóctones,   ou   seja,   do   próprio   local,   sem   qualquer  
interferência   de   tecnologias   ativas   de   remediação   (biorremediação   intrínseca   ou   natural),  
denominada  Biorremediação  in  situ.  
B.  Adição  de  agentes  estimulantes,  como  nutrientes,  oxigênio  e  biossurfactantes  (bioestimulação)  
com   o   uso   de   biorreatores,   onde   as   condições   ambientais   de   pH,   os   nutrientes,   a   aeração   (ou  
anaerobiose)   e   a   temperatura   são   otimizados   para   o   máximo   crescimento   microbiano,   sendo  
possível   também,   a   inoculação   de  micro-­organismos   com   capacidade   degradativa   conhecida,   o  
que  torna  o  processo  bastante  eficiente.  
C.  Dentre   os   processos   biológicos   aeróbios,   o   sistema   de   lodos   ativados   é   o  mais   utilizado   no  
tratamento   de   águas   residuárias,   sendo   a   alternativa   aplicada   em   mais   de   90%   das   ETEs   de  
médio  e  grande  porte  dos  países  desenvolvidos.  
D.   O   sistema   de   lodos   ativados   consiste   em   provocar   o   desenvolvimento   de   uma   cultura  
microbiológica   na   forma   de   flocos   (lodos   ativados)   em   um   tanque   com   aeração   mecânica,  
posteriormente  onde  o  sobrenadante  do  decantador  é  o  efluente  tratado.  Este  lodo  pode  então  ser  
desidratado  e  destinado  à  adubação  de  culturas  agrícolas.  
E.   A   utilização   de   micro-­organismos   nativos   ou   introduzidos   no   ambiente,   em   reatores  
biológicos,  não  possui  sucesso  em  refinarias  de  petróleo  (correto:  possui),  sendo  apenas  
aplicadas  aos  resíduos  de  indústrias  têxteis,  de  celulose  e  farmacêutica.    
  
8)   A   indústria   alimentar   tem   em   conta   a   relação   entre  microrganismos   e   alimentos   através   das  
seguintes   intervenções:   Utilização   de   microrganismos   na   produção   de   certos   alimentos,   por  
fermentação;;   utilização   de   microrganismos   como   fonte   de   enzimas   para   o   processamento   de  
alimentos;;   desenvolvimento   e   aperfeiçoamento   de   métodos   de   conservação   de   alimentos   que  
retardam   a   sua   deterioração   devido   à   atividade   de   microrganismos   ou   a   outros   fatores;;  
desenvolvimento  de  técnicas  de  melhoramento  de  alimentos  ou  de  produção  de  novos  alimentos.  
Sobre  a  obtenção  de  alimentos  pela  ação  de  microorganismos  é  correto  afirmar:  
A.  A  levedura  Saccharomyces  cerevisiae  é  utilizada  na  produção  de  pães,  vinho  e  cerveja.  Tanto  
na  produção  de  pão  como  vinho  e  cerveja,  CO2  e  etanol  são  formados,  sendo  que  na  produção  
de  pães,  ocorre  a  evaporação  do  etanol  através  do  calor  e  na  obtenção  de  vinho,  a  concentração  
de   etanol   é   monitorada   em   níveis   de   no   máximo   50%   (correto:   12%)   para   não   prejudicar   o  
crescimento  das  leveduras.    
B.  Na   fermentação  do  mosto  de  grãos  de   cevada  germinados  e   secos  e  outros  materiais  
ricos  em  amido  como  arroz,  milho  ou  sorgo,  além  de  lúpulo,  água  e  leveduras  das  espécies  
Saccharomyces   cerevisiae   ou  Saccharomyces   carlsbergensis,   os   níveis   de   CO2   e   etanol  
produzidos  são  monitorados  em  níveis  não  mais  de  3,8%  cada.    
C.   Após   a   fermentação   acética   (correto:   alcoólica),   a   cerveja   é   armazenada   durante   alguns  
meses,   durante   os   quais   ocorre   a   precipitação   de   leveduras,   proteínas   e   outras   substâncias  
indesejáveis,   como   o   ácido   acético,   por   exemplo.   Por   fim,   a   cerveja   é   carbonatada,   clarificada,  
filtrada  e  engarrafada.    
D.   Na   obtenção   do   vinagre,   o   açúcar   é   convertido   em   etanol   através   da   fermentação   alcoólica  
(correto   é   acética),   processo   anaeróbio   realizado   por   leveduras,   e   posteriormente   o   etanol   é  
convertido  a  ácido  acético  por  um  processo  de  oxidação.  Neste  processo  são  aplicadas  bactérias  
como   pertencentes   aos   gêneros   Propionibacterium   e   Lactobacillus   (correto:   Acetobacter   e  
Glucanobacter  pois  propioni..  é  p  ferm.  Propiônica  e  lacto..  é  p  ferm.  láctica),  por  exemplo.    
E.  Na  panificação,  o  CO2  é  um  produto  de   interesse  decorrente  do  processo   fermentativo,  uma  
vez  que  faz  crescer  a  massa,  dando  ao  pão  uma  textura  porosa.    
  
9)  A  penicilina  foi  o  primeiro  antibiótico  produzido  em  escala  industrial.  Os  autores  afirmam  que  o  
estímulo   a   sua   produção   foi   devido   ao   sucesso   de   sua   utilização   durante   as   duas   guerras  
mundiais.  A  produção  da  Penicilina  em  escala   industrial  e  os  avanços  da  biotecnologia   têm  sido  
de  grande  utilidade  para  o  desenvolvimento  de  novos  antibióticos  e  drogas  de  elevada  eficiência  
no   combate   aos   microrganismos,   cada   vez   mais   resistentes   devido   as   modificações   genéticas  
naturais.  Sobre  a  produção  de  antibióticos  é  incorreto  afirmar  que:  
A.   A   produção   dos   antibióticos   utilizando   processos   fermentativos   aeróbios   vem   despertando  
interesse  industrial  devido  à  simplicidade  de  produção  já  que  os  antibióticos  podem  ser  moléculas  
complexas,   bons   rendimentos   reacionais   e   possibilidade   de   aplicação   à   produção   de   diversos  
antibióticos.  
B.   Para   a   produção   de   antibióticos   via   fermentação   os   parâmetros   concentração   do   substrato,  
concentração  de  oxigênio  dissolvido  no  meio  fermentativo,  concentração  da  biomassa,  volume  de  
cultura,   concentração   de   penicilina   no  meio,   concentração   de   dióxido   de   carbono   no  meio,   pH,  
temperatura   de   fermentação,   taxa   de   aeração   e   potência   do   agitador   empregado   para  
homogeneização  do  meio  reacional  são  fatores   importantes.  Uma  vez  que  se  tratam  de  reações  
envolvendo   microrganismos   sensíveis,   variações   bruscas   destas   variáveis,   podem   afetar   o  
rendimento
da  produção.  
C.A   síntese   bioquímica   associada   com   a   recombinação   genética   proporcionam   o  
desenvolvimento  de  antibióticos  de  baixa  complexidade  e  síntese  química  e  os  processos  
industriais  se  baseiam  nas  técnicas  biotecnológicas  de  produção.    
D.  Os  reatores  utilizados  nos  processos  produtivos  são  do  tipo  bateladas,  que  permitem  agitação,  
aeração   e   entrada   das   correntes   de   substrato   que   requer   o   processo,   assim   como   controle   de  
temperatura  do  meio.  
E.   Na   produção   de   antibióticos   um   inóculo   da   cultura   de   fungo   ou   bactérias   produtoras   do  
composto  desejado  é  utilizado  para  se  realizar  a  via  metabólica  de  produção  da  droga  desejada.  
Na   síntese   de   Penicilina   são   utilizados   principalmente   fungos   das   espécies   Penicillium  
chrysogenum.  
  
10)  Um  problema  que  vem  causando  transtornos  aos  tratamentos  com  antibiótico  é  o  fato  de  que  
algumas   bactérias   desenvolveram   resistência   às   drogas   que   deveriam   combatê-­las.   parte   da  
quantidade   de   antibióticos   ingeridas   que   não   foram  absorvidas   pelo   organismo   são   excretadas,  
dessa   forma   resíduos   dos   antibióticos   podem   chegar   às   Estações   de   Tratamento   de   Esgoto  
(ETE's)  ou  ao  curso  hídrico  no  caso  de  localidades  onde  não  há  o  tratamento  de  esgoto  doméstico  
e   uma   pequena   concentração   desses  medicamentos   se   acumula   nos   cursos   hídricos   e   podem  
assim  desequilibrar  todo  o  sistema  ecológico  aquático  a  partir  da  absorção  desses  medicamentos  
pelos  animais  ali  presentes  causando  possíveis  disfunções  de  seus  sistemas  biológicos.  Alguns  
estudos   vêm   sendo   realizados   afim   de   buscarem   técnicas   capazes   de   remover   os   resíduos   de  
antibióticos   das   águas   residuais   para   se   evitar   a   disseminação   dos   problemas   ambientais   e   de  
saúde   causados   pelo   acúmulo   desse   tipo   de   composto   nas   águas.   Acerca   deste   assunto   é  
incorreto  afirmar:  
A.  Métodos  como  bioreatores  com  membranas,  processos  oxidativos  avançados  e  adsorção  em  
carvão   ativado   são   processos   de   tratamento   que   viabilizariam   a   remoção   dos   antibióticos   em  
efluentes   de   estações   de   tratamento   ou   promoveriam   a   conversão   desses   medicamentos   a  
compostos  menos  prejudiciais  à  saúde  e  ao  meio  ambiente.  
B.   Processos   oxidativos   avançados   visam  degradar   as  moléculas   de   antibióticos   presentes   nos  
resíduos,   entre   eles   estão   a   oxidação   com   ozônio,   com   peróxido   de   hidrogênio,   com   radiação  
ultravioleta,  processo  Felton  (em  que  utiliza  catalizador  de  íons  ferrosos)  e  associação  do  peróxido  
com  a  radiação,  além  da  fotodegradação.  
C.  Fotocatálise  heterogênea  com   luz  UV/dióxido  de   titânio   (TiO2)  ou   luz  UV/TiO2/peróxido  
de  hidrogênio  (H2O2),  bem  como  a  adsorção  dos  materiais  argilosos  LECA  (agregados  de  
argila  expandida)  podem  ser  aplicadas  para  todos  os  tipos  de  antibióticos.  
D.   Todos   os   testes   de   inativação   dos   resíduos   de   antibióticos   ambientais   foram   realizados   em  
escala   laboratorial,   embora   a   necessidade   de   remoção   de   antibióticos   dos   efluentes   seja  
eminente,  ainda  não  há  aplicação  de  nenhum  processo  em  escala  real,  sendo  que  esta  a  área  de  
estudo  que  deve  ser  aprofundada  em  projetos  de  maiores  dimensões.  
E.   Novas   pesquisas   para   isolamento   de   microrganismos   com   capacidade   de   produção   de  
antibióticos  que  consigam  combater  os  microrganismos  que  criaram  resistência  aos  antibióticos  já  
administrados   se   mostra   cada   vez   mais   necessária.   Outro   ramo   de   pesquisa   se   direciona   na  
questão   da   remoção   dos   antibióticos   dos   efluentes,   muitos   métodos   têm   sido   testados,   mas  
nenhum  com  grande  eficácia  e  sem  testes  conclusivos  em  escala  industrial.  
  
11)  (RESOLVIDA  EM  SALA)  Considere  as  curvas  de  Lineweaver-­Burk  e  informações  fornecidas  e  
responda  o  que  se  pede:  
  
  
a)  Calcule  Vmáx  e  Km  para  a  reação  sem  inibidor  e  com  os  inibidores  A,  B  e  C  
  
b)  Caracterize  o  tipo  de  inibição  de  cada  inibidor.