Fermentação e Respiração Anaeróbica

Prévia do material em texto

B
io
.1
 
Bio. 
 
Professor: Rubens Oda 
Alexandre Bandeira 
Monitor: Hélio Fresta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B
io
.1
 
Fermentação e Respiração Anaeróbica 
18 
mai 
 
RESUMO 
 
 
A fermentação é um processo anaeróbico, que envolve a obtenção de energia a partir da glicólise, e 
subsequente formação de produtos secundários, que variam de acordo com o processo fermentativo. Há 
diversas formas de fermentação, mas as duas principais são: 
 
Fermentação lática: Devolução do H para o piruvato pelo NAD2H, formando lactato/ácido lático. É realizada 
por lactobacilos e pelas células musculares, principalmente. Gera apenas 2 ATP. Pode ser empregada para 
fabricação de iogurte. 
 
Fermentação alcoólica: O piruvato sofre uma descarboxilação, liberando CO2. Isso origina uma molécula de 
acetaldeído, que receberá dois H oriundos do NAD2H, formando um etanol. É realizada apenas por fungos, 
em especial as leveduras. Pode ser utilizada para fabricação de combustíveis, pães, massas, bebidas 
alcoólicas, entre outros produtos. O CO2 liberado faz a massa do pão crescer e o etanol pode ser usado para 
consumo (cervejas, vinhos) ou para combustível. 
 
EXERCÍCIOS 
 
 
1. Na padaria, a fila para comprar pão era grande. O padeiro justificou que o pão não estava pronto 
porque a estufa, onde a massa era mantida, havia quebrado e a massa não havia crescido. 
Na produção do pão, a estufa é importante, pois garante a temperatura adequada para 
a) o processo de respiração anaeróbica das leveduras adicionadas à receita, que produzem o 
oxigênio que faz a massa crescer antes de ser assada. 
b) a expansão do gás carbônico produzido pela respiração dos fungos adicionados à receita, 
expansão essa que garante o crescimento da massa. 
c) a evaporação da água produzida pela respiração das leveduras adicionadas à receita, sem o que a 
massa não cresceria, pelo excesso de umidade. 
d) o processo de fermentação dos fungos adicionados à receita, o que faz com que a massa cresça 
antes de ser assada. 
e) a evaporação do álcool produzido pela fermentação das leveduras adicionadas à receita; álcool 
que, em excesso, mataria essas leveduras, prejudicando o crescimento da massa. 
 
2. obtida pela fermentação alcoólica do mosto simples 
Os pequenos produtores adicionam essas leveduras ao mosto (uvas esmagadas, suco e cascas) com 
os tanques abertos, para que elas se reproduzam mais rapidamente. Posteriormente, os tanques são 
hermeticamente fechados. Nessas condições, pode-se afirmar, corretamente, que 
a) o vinho se forma somente após o fechamento dos tanques, pois, na fase anterior, os produtos da 
ação das leveduras são a água e o gás carbônico. 
b) o vinho começa a ser formado já com os tanques abertos, pois o produto da ação das leveduras, 
nessa fase, é utilizado depois como substrato para a fermentação. 
c) a fermentação ocorre principalmente durante a reprodução das leveduras, pois esses organismos 
necessitam de grande aporte de energia para sua multiplicação. 
d) a fermentação só é possível se, antes, houver um processo de respiração aeróbica que forneça 
energia para as etapas posteriores, que são anaeróbicas. 
e) o vinho se forma somente quando os tanques voltam a ser abertos, após a fermentação se 
completar, para que as leveduras realizem respiração aeróbica. 
 
 
 
 
 
 
B
io
.1
 
3. Muitas contaminações do solo por combustíveis orgânicos chegam ao solo sub-superficial, onde a 
disponibilidade de oxigênio é mais baixa. Assim, uma das propostas existentes no Brasil é a de que a 
atividade de degradação por microrganismos anaeróbicos presentes nesses solos seja estimulada, já 
que são ricos em ferro oxidado. Nessa situação, o ferro exerceria função fisiológica equivalente à do 
oxigênio, que é a de: 
a) Reduzir os poluentes orgânicos. 
b) Catalizar as reações de hidrólise. 
c) Aceitar elétrons da cadeia respiratória. 
d) Doar elétrons para a respiração anaeróbia. 
e) Complexar-se com os poluentes orgânicos. 
 
4. Alguns processos industriais resultam da atividade fermentativa de microrganismos. Com relação a 
esse processo biológico, é incorreto afirmar que: 
a) Na produção de iogurte, coalhadas e queijo, a lactose é fermentada por microrganismos, 
originando o ácido lático. 
b) Na produção de vinhos, as leveduras presentes nas cascas das frutas convertem a glicose e a 
frutose em etanol. 
c) Na produção do álcool etílico, utilizado como combustível, os açúcares da cana-de-açúcar são 
fermentados aerobicamente. 
d) Na produção de pães, a fermentação do amido presente no trigo produz etanol e libera CO2, o 
que faz a massa crescer. 
 
5. As últimas Olimpíadas ficaram marcadas pelos sucessivos recordes alcançados em todas as áreas. O 
aumento gradativo do rendimento dos atletas mostrou claramente maior preparo físico. O sucesso 
deles está ligado à ciência e à tecnologia, que têm sido importantes aliadas na obtenção de melhores 
desempenhos. Fisiologistas esportivos num centro de treinamento olímpico monitoram os atletas para 
determinar a partir de que ponto seus músculos entram em processo de fadiga muscular. Eles fazem 
essa análise sob condições _______ e investigando o aumento, nos músculos, de _______. Assinale a 
alternativa que apresenta, pela ordem, informações adequadas para o preenchimento das lacunas. 
a) aeróbicas e ácido láctico. 
b) anaeróbicas e ácido acético. 
c) anaeróbicas e ATP. 
d) aeróbicas e ATP. 
e) anaeróbicas e ácido láctico. 
 
6. vários produtos importantes através da fermentação. O 
queijo suíço, por exemplo, é fabricado pela fermentação de uma bactéria que forma ácido propiônico 
e gás carbônico. Esse gás forma as bolhas que se transformam nos famosos buracos do queijo suíço. 
Outra bactéria forma ácido acético, fermentando a sidra (vinho da maçã) ou vinho da uva, produzindo 
vinagre. O ranço da manteiga se deve ao ácido butírico, que também é produto da fermentação de 
bactérias. O álcool usado como combustível e como solvente, além de outros solventes como a 
 
 
Volume 1 pág. 166). 
 
A origem dos diversos resíduos da fermentação, como os citados no texto, depende da: 
a) Variação de temperatura em que ocorrem as reações do processo. 
b) Quantidade de energia produzida na forma de ATP ao longo da reação. 
c) Forma de devolução dos hidrogênios capturados pelo NAD ao ácido pirúvico. 
d) Natureza química da molécula utilizada como matéria-prima na reação. 
e) Disponibilidade de água como aceptor final de hidrogênios. 
 
 
 
 
 
 
 
B
io
.1
 
7. Enquanto os organismos superiores utilizam a respiração aeróbia para obter energia, algumas 
bactérias e fungos utilizam a fermentação. Esses processos compreendem um conjunto de reações 
enzimáticas,nos quais compostos orgânicos são degradados em moléculas mais simples. As afirmativas 
a seguir estão relacionadas a esses processos. 
I. A glicólise é o processo inicial da respiração e fermentação. 
II. As leveduras fermentam açúcares para produzir álcool etílico. 
III. A fermentação é mais eficiente em rendimento energético do que a respiração. 
Com relação às afirmativas, assinale a alternativa correta. 
a) I e II são verdadeiras. 
b) II e III são verdadeiras. 
c) I, II e III são verdadeiras. 
d) I e III são verdadeiras. 
8. A fermentação é um processo biológico mais ou menos universal, que permite a obtenção de energia 
pelos organismos em condições anaeróbias. Conhecida desde a Antiguidade, a fermentação alcoólica 
é utilizada pelo homem para a produção de pães e de bebidas fermentadas, como o vinho. No caso 
do vinho, um fungo microscópico, o Saccharomyces cerevisiae, transforma o açúcar da uva em gás 
carbônico e álcool. Os vinhos têm geralmente uma taxa de 13% de álcool. A partir de certa 
concentração, no entanto, o próprio álcool acaba se tornando tóxico para o fungo, que não sobrevive. 
Na regiãodo Porto, em Portugal, célebre pelos vinhos que produz, costuma-se interromper a 
fermentação num certo estágio, acrescentando ao vinho uma aguardente vínica, produto rico em 
álcool etílico. O vinho assim obtido, quando comparado ao vinho que sofreu fermentação normal, é: 
a) Mais doce, com menor teor de álcool. 
b) Mais doce, com teor alcoólico maior. 
c) Menos doce, com maior teor de álcool. 
d) Menos doce, com menor teor de álcool. 
e) Mais doce, com igual teor alcoólico. 
9. O etanol é um dos principais biocombustíveis no Brasil, sendo produzido a partir da fermentação 
alcoólica da cana-de-açúcar pela levedura Saccharomyces cerevisiae. Em relação a esses organismos 
assinale a afirmativa incorreta. 
a) A levedura possui mitocôndrias, mas essas organelas não participam da fermentação alcoólica, 
pois é um processo anaeróbico. 
b) A levedura envolvida na fermentação é um organismo procarionte, pois não apresenta núcleo 
individualizado. 
c) A levedura envolvida na fermentação pertence ao reino Fungi, que inclui tanto organismos 
unicelulares quanto pluricelulares. 
d) A levedura realiza a fermentação alcoólica para obtenção de energia, cujo subproduto do 
processo é o etanol. 
10. Os princípios básicos envolvidos na fabricação de vinho são simples. Depois de esmagadas as uvas 
devidamente amadurecidas, obtém-se um suco fresco chamado mosto, que é rico em açúcares, 
constituindo-se em um excelente meio de cultivo para determinados microrganismos. Sobre esse 
assunto, julgue as proposições a seguir: 
I. A fermentação do suco de uva deve ocorrer essencialmente na presença de O2 para inibir o 
desenvolvimento das leveduras do gênero Saccharomyces. 
II. O tipo de fermentação, lática ou alcoólica, pode interferir na qualidade final do produto. 
III. No processo de fabricação do vinho, os fungos fermentam os açúcares para obter energia, 
liberando gás carbônico e álcool etílico. 
 
Marque a proposição correta. 
a) Apenas a proposição I é verdadeira. 
b) Apenas a proposição II é verdadeira. 
c) Apenas a proposição III é verdadeira. 
d) Apenas as proposições I e II são verdadeiras. 
e) Apenas as proposições II e III são verdadeiras. 
 
 
B
io
.1
 
11. Na produção industrial de vinagre a partir do álcool, utilizam-se bactérias que participam do processo: 
a) Através da respiração aeróbica. 
b) Convertendo o ácido pirúvico em ácido lático. 
c) Produzindo ácido acético na ausência de oxigênio. 
d) Através da fermentação láctica. 
e) Através da respiração anaeróbica do tipo alcoólico. 
12. Dois microrganismos, X e Y, mantidos em meio de cultura sob condições adequadas, receberam a 
mesma quantidade de glicose como único substrato energético. Após terem consumido toda a glicose 
recebida, verificou-se que o microrganismo X produziu três vezes mais CO2 do que o Y. Considerando-
se estas informações, concluiu-se ter ocorrido: 
a) Fermentação alcoólica no microrganismo X. 
b) Fermentação lática no microrganismo X. 
c) Respiração aeróbica no microrganismo Y. 
d) Fermentação alcoólica no microrganismo Y. 
e) Fermentação lática no microrganismo Y. 
13. 6.000 a.C.: babilônios e sumérios utilizam lêvedo para produzir cerveja;4.000 a.C.: egípcios descobrem 
como fazer pão fermentado. Ainda na Antiguidade: transformação do leite em iogurte e uso do mofo 
na elaboração de queijo. 
(FOLHA, 06/08/98) 
As informações contidas no artigo anterior envolvem um processo biológico fundamental para os seres 
vivos que o realizam. Todas as opções apresentam conceitos corretos sobre esse processo, exceto 
uma. Assinale-a. 
a) Na fabricação de iogurte e queijo o produto formado é o ácido láctico. 
b) Na fabricação de cerveja e pão os produtos formados são etanol e gás carbônico. 
c) Nesse processo a molécula orgânica utilizada é degradada a ácido pirúvico. 
d) O saldo energético obtido, nos dois processos, é de 2 ATP. 
e) Os seres que realizam esse processo objetivam conseguir matéria-prima para sua nutrição. 
14. A dança representa um dos importantes meios de liberação de energia corporal. Surgiu pela 
necessidade do homem extravasar suas emoções. No contexto histórico servia antigamente como 
meio de comunicação, sendo, portanto, a mais antiga das artes, e talvez a mais completa também. 
Como atividade aeróbica, em 1 hora de dança do ventre, por exemplo, uma pessoa bem condicionada 
fisicamente, com 58 kg, pode perder 334,95 kcal. Notar que durante o inverno a perda calórica pode 
ser maior, pois o organismo despende quantidade maior de energia para manter a temperatura 
corporal por volta de 36 e 37 graus. Considerando o exposto acima, pode-se afirmar corretamente 
que: 
a) Após 3 h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre 
não sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração anaeróbica. 
b) Após 3 h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre 
não sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração aeróbica. 
c) Após 3 h de exercícios, independentemente do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança 
do ventre sofrerá com acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar respiração 
anaeróbica. 
d) Após 3 h de exercícios, independentemente do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança 
do ventre não será acometida de acidose láctea, presente no sistema muscular, após realizar 
respiração aeróbica. 
e) Após 3 h de exercícios, dependendo do estado físico da pessoa, uma dançarina de dança do ventre 
poderá sofrer com acidose láctea, presente no sistema muscular após realizar respiração 
anaeróbica. 
 
 
 
B
io
.1
 
15. Sovar a massa do pão significa amassá-la vigorosamente, batê-la contra o tampo de uma mesa até que 
fique bem compactada. Segundo os coz
-se, pois permite a mistura adequada dos ingredientes: 
a) Entre os quais leveduras aeróbicas estritas que, misturadas à massa, realizam respiração aeróbica, 
convertendo os carboidratos da receita em CO2 e água. O CO2permanece preso no interior da 
massa, aumentando o seu volume. 
b) Entre os quais bactérias fermentadoras que, misturadas à massa, realizam fermentação láctica, 
convertendo a lactose do leite da receita em CO2 e ácido lático. O CO2 permanece preso no 
interior da massa, aumentando o seu volume. 
c) Entre os quais leveduras aeróbicas facultativas que, misturadas à massa, realizam respiração 
aeróbica, convertendo os carboidratos da receita em CO2 e água. O CO2permanece preso no 
interior da massa, aumentando o seu volume. 
d) Além de propiciar um ambiente anaeróbico adequado para as leveduras anaeróbicas facultativas 
realizarem fermentação alcoólica, convertendo os carboidratos da receita em CO2 e álcool. O 
CO2 permanece preso no interior da massa, aumentando o seu volume. 
e) Além de incorporar à massa o ar atmosférico. Nesse ambiente aeróbico, leveduras aeróbicas 
estritas realizam fermentação alcoólica, convertendo os carboidratos da receita em CO2 e álcool. 
O CO2 permanece preso no interior da massa, aumentando o seu volume. 
 
QUESTÃO CONTEXTO 
 
 
A fermentação de compostos orgânicos, como cana-de-açúcar, milho, entre outros, pela ação de 
microrganismos como as leveduras pode ser utilizada para a produção de combustíveis, como o etanol. Qual 
é o tipo de fermentação empregada pelas leveduras? Quais seus produtos? Qual seu saldo energético? 
 
 
 
 
 
B
io
.1
 
 
 
GABARITO 
 
 
 
Exercícios 
 
1. d 
A massa cresce antes de ser assada devido ao processo de fermentação alcoólica das leveduras, fungos 
unicelulares que, em condições anaeróbicas, realizam essa fermentação e liberam gás carbônico na 
massa, o que a faz inchar. 
 
2. a 
Se o tanque estiver aberto, as leveduras fazem respiração aeróbica. Apenas após o fechamento dos 
tanques, tornando o ambiente anaeróbico, as leveduras iniciam o processo de fermentação alcoólica 
necessário para fabricaro vinho. 
 
3. c 
A função do Ferro, neste caso, é agir como um aceptor de elétrons, assim como o oxigênio o faz na 
respiração aeróbica. 
 
4. c 
A fermentação é um processo anaeróbico. 
 
5. e 
As células musculares estriadas esqueléticas são capazes de realizar fermentação lática quando 
submetidas a esforços intensos, causando o acúmulo de ácido lático na musculatura. 
 
6. c 
A origem dos subprodutos da fermentação, como o ácido lático, ou etanol, ou ácido acético, nada mais 
são que maneiras químicas de remover o hidrogênio do NAD+, livrando-o para receber hidrogênios de 
outra glicose degradada. 
 
7. a 
O rendimento energético da fermentação é muito menor que da respiração. 
 
8. b 
O vinho terá maior teor alcoólico, devido a aguardente adicionada, e mais doce, já que a fermentação 
do fungo foi interrompida, interrompendo o consumo da glicose. 
 
9. b 
A levedura é eucarionte, apresenta núcleo individualizado e organelas membranosas. 
 
10. e 
As leveduras realizam fermentação apenas em ambiente anaeróbico. 
 
11. c 
Algumas bactérias realizam fermentação acética, um processo anaeróbico que resulta na produção de 
ácido acético. 
 
 
 
 
 
 
B
io
.1
 
12. d 
O organismo X realiza respiração aeróbica, produzindo assim 6 moléculas de CO2 por glicose consumida. 
O organismo Y produz a terça parte disso, ou seja, 2 moléculas de CO2, portanto, trata-se da fermentação 
alcoólica. 
 
13. e 
O objetivo do processo não é obter matéria-prima para nutrição, é degradar essa matéria-prima para 
obtenção de energia. 
 
14. e 
O esforço intenso envolvido na dança pode ocasionar na acidose do sistema muscular, decorrente da 
fermentação lática dos músculos. 
 
15. d 
Sovar a massa propicia um ambiente anaeróbico, fundamental para a fermentação alcoólica realizada 
pelas leveduras do fermento biológico que a massa leva. O CO2 aprisionado na massa faz com que ela 
cresça. 
 
Questão Contexto 
 
Fermentação alcoólica. Tem como subprodutos o etanol e o CO2. O saldo energético é de 2 ATPs.