Metabolismo, Fermentación y Lixiviación Microbiana

7/24/2019 Metabolismo, Fermentacin y Lixiviacin Microbiana

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Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

Universidad Nacional del CallaoCiencia, Tecnologa rumbo al Tercer Milenio

FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y DE RECURSOS NATURALE

METABOLISMO Y LIXIIACI!NMICROBIANA

Basilio Ro"as M#nicaRa$os Ma%ien&o Tal'aSocorro Ra$os (end) *aren+ROFESOR,A-. Bea%ri& S/)o Loa)&aASIGNATURA. Micro0iolo1'a GeneralG23. 45ASEMESTRE. 54678ACICLO. ciclo


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EDMUNDO REY

Metabolismo

microbiano


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El metabolismo son las transformacin qumicocurren en la clula

Funciones

Obtener energa almacenarla funciones celulqumica del entorno

Convertir losnutrientes

unidades precursoras decomponentes macromolede la clula bacteriana

Formar y degradarmolculas

funciones celulares espe

captacin de nutrientes


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Fases del metabolismo


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Categoras de microorganismos segsu metabolismo


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Mecanismo de generacin de eneLa conservacin intracelular de energa ocurre principalmente por medio de la sLos mtodos usados por las bacterias para generar ATP son principalmente

FOTOSINTESIS

FERMENTACION

RESPIRACION


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Respiracin microbiana

Aerbico

Es la serie de reacciones que suministran energen las cuales el oxigeno es el aceptor final de

electrones.


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Si el substrato es un azcar simple y se le extrae el mximo de energa

En la fosforilacin oxidativa se produce especies reactivas del oxgeno tales co(superxido dismutasa ) y perxido de hidrgeno (peroxidasa), lo que lleva a laradicales libres.

La respiracin aerbica puede medirse al registrar el grado de consumo de oxig

Bacterias

Bacterias

Hongo As

Bacterias

Hongo As

Hongo As

Hongo As


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Las clulas no son completamenteeficientes en el uso de la energa yproducen algo de calor ms el ATPcorrespondiente.

C6H12O6+ 6O2 enzimas 6CO2+6 H2O+Energa (38 ATP

G = -686 K


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CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES: En eucariotas, el NADHelectrones ms importante. En procariotas, es decir bacterias y arqueas la sitms complicada, debido a que hay un gran nmero de donante de electrones de aceptores.Ejm: Escherichia coli


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AnaerbicoEs la serie de reacciones que suministran energa, eaceptor final de electrones es diferente al oxigeno (NCO3=).

Glucosa +S CO2+ SH2+34 AT


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La mayora de los organismos de respiracin anaerobia son hetertrofos, aunque h

auttrofos

utilizan receptores de electrones que tienen un potencial ms alto de reduccin qusignifica que la respiracin es menos eficiente y conduce generalmente a tasas de lentas que en los aerobios.

Cuando el aceptor es un compuesto es inorgnico se refiere a una respiracin anaercuando es orgnico se denomina fermentacin


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Bajo ciertas condiciones, algunas cianobacterias pueden usar H2S como donador de e- depositan grnulos de S fuera de la clula El PSII resulta inhibido por la presencia del H2S


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EDMUNDO REY

FERMENTACI


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Cualquier proceso metablico que libere energa a

partir de un azcar u otra molcula orgnica.

9:/; es


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&urante la 'ermentacinlos electrones setranseren (unto con losprotones) desdecoenzimas reducidas

(N#&*+ N#&%*) al cidopirvico o sus derivados.

(a) ,squema general de la 'ermentacin.,l primer paso es la 1l/c#lisis+ es decirla conversin de 1l/cosaen =cido

>ir?vico. ,n el segundo paso lascoen&i$as red/cidas durante lagluclisis o sus productos resultantes(NAD3 @ NAD+3) donansus electronese -idrogeniones al cido pirvico o a underivado del cido pirvico para 'ormarun producto nal de la 'ermentacin.


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,0- %roductos nales de diversos tipos de 'ermentacinmicrobiana.


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FOSFORILACIN A NIVEL DESUSTRATO ,l sustrato orgnico (donador de electrones) pasa por una r/%a ca%a0#lica (

ruta glucoltica)+ uno de los intermediarios de esa ruta es oxidado por un co

(p. e.+ N#&/)+ de manera que se origina un intermediario no 'os'orilado con ugran energa de -idrolisis. &ic-o intermediario experimentan enseguida unasustitucin con un 'os'ato+ para dar la correspondiente 'orma acil'os'ato (sienenlace de alta energia). 0inalmente+ este acil1'os'ato dona su 'os'ato de alta eal #&%+ que pasa a #$%. ,emplo2 gliceralde-ido131p a 4+31 di'os'oglicerico a 31'os'oglicerico.


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5a 'os'orilacin a nivel de sustrato es el nico modelo posible de'ormacin de #$% como resultado de una 'ermentacin+ la cual pueser realizada por los siguientes grupos de microorganismos2

#naerobiosestrictos.

0acultativos#naerobio

aerotolerant

,n los dos primeros+ la presencia de oxigeno modica elmetabolismo generador de #$%6 en el tercero esto no ocurre


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Ti>os

ermentacin alco-l ,s un proceso biolgico de'ermentacin en plenaausencia de aire+ originadopor la actividad de algunos

microorganismos queprocesan los -idratos decarbono para obtenerproductos nales.


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Fer$en%aci#n

l=c%ica ,s una ruta metablica anaerbica+ en la cual

se oxida parcialmente la glucosa para obtenerenerga donde el producto de desec-o es elcido lctico.


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Fer$en%aci#n ac;%ic ,s la 'ermentacin bacteriana porAcetobacter,un gnero de bacterias aerbicas+ quetrans'orma el alco-ol en cido actico. 5a'ermentacin actica es un rea de estudiodentro de la cimologa.


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:0ermentacin butrica ,s la conversin de los glcidos en cidobutrico por accin de bacterias de la especieClostridium butyricum en ausencia de oxgeno.!e produce a partir de la lactosa con 'ormacinde cido butrico gas. !e caracteriza por laaparicin de olores ptridos desagradables.


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0ermentaciones sin 'os'orilacin a nivel desustrato2 &escarboxilaciones de cidos orgnico

Algunas bacterias especializadas realizan algn tipo defermentacin sin fosforilacin a nivel de sustrato. Por ejemplo,

Propionigenium modestumlleva a cabo la siguiente fermentacin:

Succinato + H2O a propionato + HCO3-(G0= -20,5 kJ)


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LIXIIACI!N MICROBIANA

La 0ioliiviaci#n es /n >roceso na%/ralde disol/ci#n e"ec/%ado >or /n 1r/>o

de 0ac%erias /e %ienen la a0ilidad deoidar $inerales s/l/rados@>er$i%iendo la li0eraci#n de los valores$e%=licos con%enidos en ellos2

%roceso qumico


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Carac%er's%icas de los $icroor1anis$os /%ili&ados

xidar minerales para producir el in 'rcido sul'rico. ,l in 'rrico+ es un agent'uertemente oxidante+ que permite oxidarminerales de sul'uro de cobre a sul'ato de

que es soluble. &ebido a esto+ tambin semicroorganismos sul'o 'erro1oxidantes.

Duimiosintticas

5e permite sintetizar sus componentes cepartir de compuestos inorgnicos(C?)#uttro'as

Eequieren oxigeno para respirar#erbicas

,xtremlos

QUIMILITOAUTOTRFICAS FERRO-SULFO


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Acidithiobacillus ferrooxidans

Acidithiobacillus Acidofilo pH entre 1.5 y 3

thio Quimio autotrfico, capaz de oxidar compuesinorgnicos(iones ferroso Fe+2 y azufre)

bacillus

ferrooxidans

Aerobio

Temperatura entre25C -35C


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Fac%ores /e aec%an el desarrollo 0ac%eriano


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Mecanis$os de liiviaci#n 0ac%eriana

Mecanis$o direc%o

0igura dise"ada por *ugo #guilera Fandin.4)5as bacterias se encuentran presentes en el m

el mineral+?)5as bacterias entran en contacto con el mineral por medio de los exo

(,%!)+3)5os exopolimeros reaccionan con la supercie del mineral+G),l metal es liberado.


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Mecanis$o indirec%o

Figura diseada por Hugo Aguilera Bandin.1)Las bacterias se encuentran presentes en el medio con ehierro ferrosoFe+3 lixivia el mineral,2)El metal es liberado y el hierro ferrosos es oxidado a Fe+2por las


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en%a"as de s/ a>licaci#n


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en%a"as de s/ a>licaci#n

Los microorganismos crecen y se reproducen sin la necesidad de adicionar una de carbono, pues la obtienen del dixido de carbono del aire.

Requiere poca inversin de capital.

Bajos costos en las operaciones bio-hidrometalrgicas, en comparacin con los p

convencionales.

No se emiten gases ni polvo, lo que produce un impacto ambiental varias veces

Permite ahorrar en tecnologa de abatimiento, como sistemas o chimeneas de alal bajar los ndices de azufre y arsnico asociados a hornos de fundicin.

Tratamiento de los recursos y reservas crecientes de minerales con baja ley de que no pueden ser econmicamente procesados por los mtodos tradicionales

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