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A CÉLULA Prof. Dr. João Batista de Almeida e Silva

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Apresentação em tema: "A CÉLULA Prof. Dr. João Batista de Almeida e Silva"— Transcrição da apresentação:

1 A CÉLULA Prof. Dr. João Batista de Almeida e Silva

2 ORGANISMOS CELULARES EUCARIÓTICOS PROCARIÓTICOS Monera ou bacterias MULTICELULAR UNICELULAR Protista ou protozoa e algas unicelulares FOTOSSINTÉTICOS Plantae ou plantas ABSORTIVOS Fungi ou fungos INGESTIVOS Animalia ou animais CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS CELULARES

3 FOTOSSINTÉTICOS captam a luz para converter CO 2 e H 2 0 em O 2 e açúcares captam a luz para converter CO 2 e H 2 0 em O 2 e açúcares 6H 2 O + 6CO 2 6O 2 +C 6 H 12 O 6

4 ABSORTIVOS ABSORTIVOS: captam nutrientes químicos dissolvidos em solução aquosa (fungos e leveduras)

5 INGESTIVOS –INGESTIVOS: captam partículas não dissolvidas (animais)

6 PROCARIÓTICOS BACTÉRIAS: BACTÉRIAS:

7 UNICELULARES Protistas Algas

8 SUBSTRATOS –Monossacarídeos (glicose, frutose, galactose, manose, ribose, xilose, arabinose) –Dissacarídeos: –Sacarose (glicose + frutose) –Lactose (galactose + glicose) –Maltose (glicose + glicose) –Trissacarídeos: –Rafinose (glicose + frutose + galactose) –Maltotriose (glicose + glicose + glicose) –Polímeros de alto peso molecular: –Amido (amilose + amilopectina) –Amilose: cadeia linear de glicose ligações alfa 1-4 –Amilopectina: cadeia ramificada com ligações alfa 1-4 e alfa 1-6 –Celulose: polímero de glicose em ligações beta 1-4 –Glicogênio: polímero de glicose com ligações alfa 1-4 e alfa 1-6 –Pectina: polímero de ácidos galacturônico, raminose, arabinose e galactose 1.Trabalho químico: biosintese de proteínas, ácidos nucleicos, lipídeos, polissacarídeos e outros componentes celulares 2.Trabalho osmótico: transporte de substâncias nutritivas atravéz da membrana 3.Trabalho mecânico: contração e locomoção. CATABOLISMO (fase de degradação do metabolismo) Carboidratos, lipídeos, proteínas são degradadas aos produtos finais liberando energia (ATP) ANABOLISMO (fase de construção do metabolismo) Pequenas moléculas formam polissacarídeos, lipídeos e proteínas necessitando de energia (ATP)

9 Fontes de Carbono Utilizadas pelos MOs

10 Metabolismo Primário Primário e Secundário Secundário

11 Metabólitos secundários tem sua origem como derivados de diferentes intermediários no metabolismo primário

12 Metabolismo primário x Metabolismo secundário Solução geral para problemaSolução geral para problema biológico biológico Importante para crescimentoImportante para crescimento Papel fisiológico conhecidoPapel fisiológico conhecido Presente durante todo ciclo de vidaPresente durante todo ciclo de vida Presente sob várias condiçõesPresente sob várias condições de crescimento de crescimento Ocorre com todos organismosOcorre com todos organismos Formação de produto definidoFormação de produto definido Diversos produtos de constituiçãoDiversos produtos de constituição química simples química simples Solução específica para problemaSolução específica para problema biológico biológico Desnecessário para o crescimentoDesnecessário para o crescimento Papel fisiol.- difícil conhecimentoPapel fisiol.- difícil conhecimento Presente apenas em parte do Presente apenas em parte do ciclo da vida ciclo da vida Aparecimento depende muito dasAparecimento depende muito das condições de crescimento condições de crescimento Não ocorre com todos organismosNão ocorre com todos organismos Forma famílias de produtosForma famílias de produtos relacionados relacionados Produtos de constituição complexaProdutos de constituição complexa

13 CARACTERÍSTICAS DO MO -Apresentar alta eficiência de conversão; -Permitir elevado acúmulo de produto no meio de cultivo; -Não produzir substâncias incompatíveis com o produto; -Não ser patogênico; -Não exigir condições de cultivo muito complexas (pH, Temperatura) -Não exigir meios de cultura muito dispendioso; -Permitir liberação rápida do produto no meio.

14 CARACTERÍSTICAS DO MEIO DE CULTURA -Ser o mais barato possível; -Atender as necessidades nutricionais do microrganismo; -Facilitar o controle do processo (pH, espuma); -Facilitar na recuperação do produto; -Estabilidade no armazenamento; -Não causar dificuldades no tratamento final dos efluentes.

15 ESTEQUIOMETRIA E CINÉTICA DE REAÇÃO -Facilitam a avaliação dos rendimentos de substratos em células e produtos; -As velocidades de consumo de substrato e de formação de produtos dependem do microrganismo e das condições de cultivo; -A forma de condução do processo é de extrema importância para atingir resultados que possam ser transferidos para a escala industrial; -Estabelecimentos de modelos matemáticos com base na cinética do processo são utilizados para este escalonamento.

16 CÉLULA EQUAÇÃO DO CRESCIMENTO MICROBIANO EQUAÇÃO DO CRESCIMENTO MICROBIANO –FORMA ELEMENTAR MÉDIA CH 1,8 O 0,5 N 0,2 –Considerando enxofre e fósforo: CH 1,8 O 0,5 N 0,2 S 0,0045 P 0,0055

17 CÉLULA EQUAÇÃO MACROQUÍMICA DO CRESCIMENTO MICROBIANO EQUAÇÃO MACROQUÍMICA DO CRESCIMENTO MICROBIANO C W H X O Y N Z +aO 2 +bH g O h N i cCH j O k N 1 +dCO 2 +eH 2 O+fC m H p O q N r Substrato: (C W H X O Y N Z ) Ar: (aO 2 ) Nitrogênio: (bH g O h N i ) Exemplos de Equações Macroquímicas 1.Saccharomyces cerevisiae em Glicose C 6 H 12 O 6 +3,918O 2 +0,316 NH 3 1,929CH 1,703 O 0,459 N 0,171 +4,098CO 2 +4,813H 2 O 2. Penicillium chrysogenum em Glicose C 6 H 12 O 6 +1,91O 2 +0,6 NH 4 OH 4CH 1,70 O 0,58 N 0,15 +2CO 2 +4,1H 2 O cCH j O k N 1 ) Biomassa (cCH j O k N 1 ) Gás: dCO 2 eH 2 O Água: eH 2 O fC m H p O q N r Produto: fC m H p O q N r

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19 ESTEQUIOMETRIA Sendo o objetivo conhecer as relações estequiométricas, basta encontrar uma via para acertar a equação macroquímica Sendo o objetivo conhecer as relações estequiométricas, basta encontrar uma via para acertar a equação macroquímica Carbono: w=c+d+fm Hidrogênio: x+bg=cj+2e+fp Oxigênio: y+2a+bh=ck+2d+e+fg Nitrogênio: z+bi=cl+fr A composição da fonte de carbono, em principio é conhecida; A composição da média da biomassa, também é conhecida; Portanto resultam: quatro equações seis incógnitas seis incógnitas Como prosseguir? Quando se pretende produzir biomassa o número de incógnitas se reduz a cinco; O quociente d/a=quociente respiratório é um dado experimental; Assim o sistema com quatro equações permite determinar os coeficientes estequíométricos a, b, c, d, e

20 ESTEQUIOMETRIA GRAU DE REDUÇÃO: número de moles de elétrons disponíveis por átomo grama de carbono para serem transferidos para o oxigênio GRAU DE REDUÇÃO: número de moles de elétrons disponíveis por átomo grama de carbono para serem transferidos para o oxigênio Considera-se H, como unidade de potencial de redox; (C, O, N, S, P) = (+4, -2, -3, 6, 5) Define-se um composto neutro para cada elemento: Carbono: (CO 2 ) Oxigênio: (H 2 O) Nitrogênio:(NH 3 ) Enxofre: H 2 SO 4 Fósforo: H 3 PO 4 O grau de redução da fonte de carbono da biomassa e do produto pode ser calculado por: y s =(4w+x-2y-3z)/w y b =4+j-2k-3l y p =(4m+p-2q-3r)/m


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