Metabolismo Microbiano e Respiração

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METABOLISMO MICROBIANO
Prof. Marcos A. B. Lima
Área de Microbiologia/ DB
Curso de Eng. Ambiental
Catabolismo → Reações de degradação
Liberam energia
Requerem energia
METABOLISMO
É o conjunto de todas as reações químicas que
ocorrem dentro de um organismo vivo.
Anabolismo → Reações de síntese 
Algumas vias metabólicas benéficas
O papel do ATP no acoplamento das reações anabólicas e
catabólicas.
Fonte: Tortora, 2012.
ATP (Adenosina trifosfato)
Molécula transportadora de energia de todas as células,
sendo indispensável para a vida celular.
Reações de oxidação-redução (desidrogenação)
Perda Ganho
Luz → Pigmentos (Clorofila a e bacterioclorofila)
OBTENÇÃO DE ENERGIA
Geração de ATP 
MACANISMOS DE GERAÇÃO DE ATP
Reações de oxidação-redução
❑ Fosforilação em nível de substrato
❑ Fosforilação oxidativa
Fotossíntese
❑ Fotofosforilação
REQUERIMENTOS PARA GERAÇÃO DE ATP
A respiração celular, ou simplesmente respiração, é
definida como um processo gerador de ATP no qual moléculas são
oxidadas e o aceptor final de elétrons é (quase sempre) uma
molécula inorgânica. Uma característica essencial da respiração é
a ação de uma cadeia de transporte de elétrons.
Existem dois tipos de respiração:
Aeróbica – para organismo aeróbico (utiliza oxigênio),
Anaeróbica – para organismo anaeróbico (não utiliza oxigênio e
ainda pode ser morto por ele).
RESPIRAÇÃO CELULAR 
Fonte: Tortora, 2012.
Respiração aeróbia 
em procariotos
RESPIRAÇÃO CELULAR 
Respiração anaeróbia
❑ Processo de produção de energia, onde o aceptor
final de elétrons não é o oxigênio, mas sim um
substrato inorgânico: NO3, SO4, CO3 .
❑ O ciclo de Krebs e a Cadeia Transportadora de
elétrons funcionam parcialmente.
❑ Processo lento e com menor produção relativa de
ATP.
Pseudomonas e Bacillus, utilizam como o aceptor
final de elétrons:
❑ Íon nitrato (NO3)
o Íon nitrito (NO2)
o Óxido nitroso (N2O)
o Gás nitrogênio (N2)
Bactéria que fazem respiração anaeróbia
Desulfovibrio, utilizam como o aceptor final de
elétrons:
❑ Sulfato (SO4)
o Sulfeto de hidrogênio (H2S).
Bactéria que fazem respiração anaeróbia
Bactérias utilizam como o aceptor final de elétrons: 
❑ Carbonato (CO3)
o metano (CH4).
IMPORTANCIA DA RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA
Locais: Solo, sedimentos, águas subterrâneas:
Atividades:
o Redução NO3
o Fixação N2
o Redução SO4
o Metanogênese
o Biorremediação
FERMENTAÇÃO 
Fonte: Tortora, 2012.
❑ Libera energia a partir de açúcares
ou outras moléculas orgânicas, sem
requerer oxigênio (embora possa
estar presente).
❑ Não utiliza o ciclo de Krebs ou
cadeia de transporte de elétrons.
❑ Utiliza uma molécula orgânica como
aceptor final de elétrons.
❑ Produz somente uma pequena
quantidade de ATP (1 ou 2
moléculas).
FERMENTAÇÃO
Fonte: Tortora, 2012.
Fonte: Tortora, 2012.
Fonte: Tortora, 2012.
FOTOSSÍNTESE 
❑ Processo dependente da luz solar, utilizado 
por plantas e algumas bactérias.
❑ A luz solar é transformada em Energia
Química, utilizada para reduzir o CO2 para
carboidrato.
e
Bactérias
Fonte de carbono e energia para o crescimento microbiano
De acordo com a fonte de carbono e de energia que utilizam os micro-organismos
podem ser classificados em:
DIVERSIDADE METABÓLICA 
Fungos Procariotos: bactérias e arqueas
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
1. O que é Biogás?
Conjunto de gases formados pela
degradação da matéria orgânica em meio
anaeróbio.
Digestão Anaeróbia: Processo em que a
matéria orgânica é degradada, formando,
basicamente, metano (60%) e gás carbônico
(35%).
2. Fatores que influenciam a formação do
Biogás
❑ Composição dos resíduos: quanto maior a
porcentagem de matéria orgânica no resíduos,
maior a concentração de metano no biogás.
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
❑ Impermeabilidade ao ar: bactérias
metanogênicas são estritamente anaeróbias –
com a presença de ar, ocorre apenas a
formação de CO2.
2. Fatores que influenciam a formação do
Biogás
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
❑ Temperatura: bactérias devem operar na
faixa ideal de temperatura. Alterações de
temperatura podem causar desequilíbrio nas
culturas envolvidas.
3. Aspectos Físico-Químicos do Biogás
Quantidade de metano: quanto maior a
quantidade de metano, maior o poder calorífico
do biogás (o CO2 é a forma mais oxidada do
carbono, não podendo ser mais queimado).
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
4. Obtenção do Biogás
❑ Efluentes Líquidos: ETE´s / Vinhaça
❑ Resíduos Sólidos Urbanos
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
5. Etapas da digestão anaeróbica
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
5. Etapas da digestão anaeróbica
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
5. Etapas da digestão anaeróbica
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
5. Etapas da digestão anaeróbica
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás
5. Etapas da digestão anaeróbica
Respiração anaeróbia – o exemplo do biogás