UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA

BACHARELADO EM BIOTECNOLOGIA

METABOLISMO CELULAR – FERMENTAÇÃO E RESPIRAÇÃO AERÓBICA

JÉSSICA LOREN

SARA PIRES

VITÓRIA NOBRE

FORTALEZA

2014

Universidade Federal do Ceará

Centro de Ciências

Departamento de Biologia

Metabolismo Celular – Fermentação e Respiração Aeróbica

Introdução

Define-se metabolismo como o conjunto das atividades metabólicas da célula relacionadas com a transformação de energia. A fotossíntese e a respiração são os processos mais importantes de transformação de energia dos seres vivos, mas a fermentação e a quimiossíntese também são processos celulares de transformação de energia importantes para alguns seres vivos. A respiração celular é um fenômeno, ocorrido devido à atividade mitocondrial, que consiste na extração da energia química acumulada em moléculas orgânicas diversas, como carboidratos e lipídios, através da oxidação desses compostos de alto teor energético, com produção de gás carbônico e água, além da liberação de energia, utilizada para que ocorram as diversas atividades celulares. A fermentação é um processo de geração de energia no qual ocorre a oxidação incompleta de substâncias orgânicas, em contraposição à oxidação completa que ocorre na respiração celular. Normalmente, o processo ocorre associado a condições anaeróbias (ausência de O2). Porém, dependendo do organismo ou tipo celular, a fermentação pode ocorrer na presença de O2. A respiração celular, ao contrário, é um processo aeróbio, de ocorrência observada apenas na presença de O2.

Objetivou-se, com o procedimento prático, demonstrar experimentalmente os processos de fermentação e respiração aeróbica.

Materiais e métodos

O procedimento prático foi subdividido em três partes: demonstração da atividade da fermentação em levedo (Saccharomyces cerevisiae), teste indicador de pH e demonstração dos processos de fermentação e respiração aeróbica.

Durante a primeira parte da experimentação, foram utilizados dois tubos de ensaio, devidamente etiquetados como LV (levedo vivo) e LM (levedo morto). O tubo etiquetado como LV foi preenchido com uma solução de levedo vivo, com auxílio de

uma pipeta plástica. Com a mesma solução de levedo vivo, preencheu-se um tubo de Durham. Em seguida, o tubo de Durham foi depositado, com sua abertura voltada para baixo, dentro do tubo de ensaio etiquetado como LV. Logo após, repetiu-se o procedimento com levedo morto: o tubo etiquetado como LM foi preenchido com a solução, com uma pipeta plástica diferente da utilizada com a solução de levedo vivo. Com a mesma solução, preencheu-se outro tubo de Durham. Em seguida, repetiu-se o procedimento: o tubo de Durham foi jogado dentro do tubo de ensaio etiquetado como LM, com abertura voltada para baixo.

Na segunda parte, foram utilizados três tubos de ensaio, etiquetados como A (ácido), B (básico) e N (neutro). Com uma pipeta encaixada em uma pera de sucção, foi colocado 1ml de azul de bromotimol em cada um dos três tubos. Em seguida, foram acrescentadas três gotas de uma solução ácida no primeiro tubo, três gotas de uma solução básica no segundo tubo e três gotas de uma solução neutra no terceiro tubo.

Na terceira parte, foram utilizados sete tubos de ensaio grandes, etiquetados como C (controle), LV (levedo vivo), LM (levedo morto), FV (feijão vivo), FM (feijão morto), FLV (folha viva) e FLM (folha morta). No tubo etiquetado como C foram acrescentados 2ml de solução de azul de bromotimol, um suporte de algodão, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como LV foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, um pedaço de algodão embebido em solução de levedo vivo, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como LM foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, um pedaço de algodão embebido em solução de levedo morto, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como FV foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, dez grãos de feijões vivos, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como FM foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, dez grãos de feijões mortos, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como FLV foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, uma folha viva picada, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio. No tubo etiquetado como FLM foram acrescentados 2ml de azul de bromotimol, um suporte de algodão, uma folha morta picada, uma rolha de algodão e uma tampa de papel alumínio.

Resultados e discussão

O experimento teve início com a observação da atividade da fermentação em levedo. Observou-se que, no tubo de ensaio com o levedo vivo, o tubo de Durham elevou-se até a borda do tubo de ensaio com a solução de levedo, devido ao processo de produção e liberação de CO2 resultante da fermentação realizada pelo

levedo vivo. Já no tubo de ensaio com o levedo morto, o tubo de Durham não apresentou alterações em sua altura, devido ao fato de que o levedo morto não realiza fermentação.

Na segunda parte do experimento, foi realizado um teste de indicador de pH com o azul de bromotimol. Observou-se, no tubo de ensaio com solução ácida, coloração amarela, no tubo de ensaio com solução básica, coloração azul, e no tubo de ensaio com solução neutra, coloração verde. O azul de bromotimol é um ácido orgânico fraco. Em meio ácido, apresenta coloração amarela, enquanto que em meio básico sua cor muda para azul. A mudança de cor ocorre em certos intervalos de pH, denominados faixas ou intervalos de viragem. Quando o valor do pH está dentro da faixa de viragem, forma-se uma cor intermediária (esverdeada).

Com o teste de indicador de pH, foi possível fazer a análise dos tubos de ensaio preparados durante a terceira parte do experimento, em que o material biológico, o azul de bromotimol e os suportes de algodão foram isolados com papel alumínio. Observou-se que nos tubos de ensaio contendo material morto não houve alterações no pH, devido à ausência de atividade metabólica nos tubos. Já nos tubos de ensaio com material vivo, foi possível observar alterações nos valores de pH: o tubo de ensaio com levedo vivo apresentou coloração amarela, indicando um pH ácido, o tubo de ensaio com feijão vivo apresentou coloração verde, indicando pH neutro e, por fim, o tubo de ensaio com folha viva apresentou coloração azul, indicando pH básico.

Essas alterações foram resultado da formação de CO2 durante as reações observadas. Da reação do Co2 com a água, ocorreu a formação de ácido carbônico, H2CO3, que tornou os meios reacionais mais hidrogenados. O ácido interagiu com o azul de bromotimol, provocando, assim, as alterações no pH de cada tubo em análise.

Referências bibliográficas

COSTA, Itayguara Ribeiro. Manual de Aulas Práticas de Biologia Celular.

Revista Ciência Agronômica.

Disponível em http://www.ccarevista.ufc.br/seer/index.php/ccarevista. Acesso em 20/04/2014.

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Disponível em http://educacao.globo.com/biologia/assunto/fisiologia-celular/respiracao-celular-aerobica-e-fermentacao.html. Acesso em 24/04/2014.

Metabolismo microbiano.

Disponível em http://blog.cca.ufscar.br/lamam/files/2010/07/aula8_metabolismo-micro.pdf. Acesso em 24/04/2014.

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Disponível em http://www.brasilescola.com/biologia/metabolismo-celular.htm. Acesso em 24/04/2014.

Respiração celular.

Disponível em http://www.mundoeducacao.com/biologia/respiracao-celular.htm. Acesso em 24/04/2014.

Fermentação.

Disponível em http://maxaug.blogspot.com.br/2012/05/fermentacao.html. Acesso em 24/04/2014.

Azul de Bromotimol, C27H28Br2O5S.

Disponível em http://qnint.sbq.org.br/qni/popup_visualizarMolecula.php?id=--bixYN7ZKIYqzAcYM9D_Re5ezAnm0TMO-SHhA0WKCxN23Vb9CWlqXbzRFylI99YKoYBvxqMzPrqbc-8k3FFYg==. Acesso em 24/04/2014.

Azul de Bromotimol.

Disponível em http://www.infoescola.com/quimica/azul-de-bromotimol/. Acesso em 24/04/2014.

Apêndice A: Materiais utilizados

Apêndice B: Resultados

Figura 2: Papel alumínio, folhas vivas e mortas e etiquetas para marcação dos tubos de ensaio

Figura 3: Tubos de ensaio, pipeta Pasteur, bastões de vidro, pipeta Pasteur, grãos de feijão vivo e feijão morto, água destilada, algodão, peneira, tubos de Durham, vasilha de plástico e pera

Da esquerda para a direita, de cima para baixo – procedimento 1 após observação das reações com levedo morto e levedo vivo, respectivamente; procedimento 2 após observação das reações com solução básica, neutra e ácida, respectivamente; procedimento 3 após reações com solução controle, feijão morto, feijão vivo, levedo morto, levedo vivo, folha morta e folha viva,