Fiche de révision : Biochimie des glucides

📋 Plan du Cours

1. Biochimie et santé
2. Nature et rôles des glucides
3. Oses et propriétés
4. Diholosides et hydrolyse
5. Polyholosides et réserves
6. Hétérosides et acides nucléiques
7. Hétérosides fonctionnels

📖 1. Biochimie et santé

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochimie : Science qui étudie les molécules et les réactions chimiques des cellules et explique la vie à l’échelle moléculaire, à l’interface de la chimie et de la biologie.

★ À maîtriser

• Les pathologies reflètent des anomalies de molécules, de réactions biochimiques ou de processus biochimiques, et les approches biochimiques aident à en comprendre les causes et à élaborer des traitements.

Compléments

• La biochimie aide à comprendre les transformations qui permettent aux cellules de se maintenir en vie et de se reproduire.

• La drépanocytose est une maladie génétique, tandis que l’athérosclérose et le diabète sucré comportent également des composantes génétiques.

💡 Astuce mémo

Déséquilibre biochimique → pathologie

📖 2. Nature et rôles des glucides

★ À maîtriser

• Le glucose est le principal carburant de l’organisme et une source d’énergie majeure pour les muscles, le cerveau et les cellules sanguines.

• L’amidon constitue une réserve d’énergie végétale, tandis que la cellulose est un constituant essentiel des parois des cellules végétales.

• Les glucides alimentaires sont métabolisés en glucose lors de la digestion, et le glucose excédentaire est stocké sous forme de glycogène, notamment dans le foie.

📌 Les oses sont des sucres simples formés d’une unité, les diholosides réunissent deux oses, les polyholosides réunissent plus de deux oses et les hétérosides associent des oses à des molécules non glucidiques.

Compléments

• Les glucides représentent environ 1 % de la masse corporelle et sont constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.

• La formule générale des glucides est $C_mH_{2n}O_n$.

• Les végétaux synthétisent du glucose par photosynthèse chlorophyllienne, puis peuvent le condenser en cellulose ou en amidon.

📖 3. Oses et propriétés

🔑 Notions clés & Définitions

• Ose : Glucide non hydrolysable qui possède de 3 à 9 atomes de carbone, tous porteurs d’une fonction alcool à l’exception de celui qui porte une fonction aldéhyde ou cétone.

★ À maîtriser

• Le glucose, de formule brute C6H12O6, est le principal carburant de l’organisme.

• À pH neutre, moins d’une molécule d’ose sur 1000 a une structure linéaire ; la plupart sont cycliques, et le glucose forme un noyau pyranose par réaction de son aldéhyde en C1 avec son groupement hydroxyle en C5.

Compléments

📌 Le glycéraldéhyde est un aldose et la dihydroxyacétone est un cétose ; ces deux isomères ont la formule brute C3H6O3 et sont des intermédiaires du métabolisme des glucides.

• Le galactose, de formule brute C6H12O6, s’associe au glucose pour former le lactose et peut être converti en glucose à des fins énergétiques.

• Le fructose, de formule brute C6H12O6, est naturellement présent dans les fruits et peut être converti en glucose à des fins énergétiques.

📌 Le glucose et le galactose sont des isomères, tout comme le glucose et le fructose, car chacun de ces couples a la même formule brute C6H12O6 mais des formules semi-développées différentes.

• Les oses sont solubles dans l’eau grâce à leur polarité et à leurs groupements hydroxyle, qui peuvent former des ponts hydrogène avec l’eau.

• Les aldoses sont réducteurs et peuvent être détectés par un oxydant comme la liqueur de Fehling, notamment dans le sang ou les urines.

📖 4. Diholosides et hydrolyse

★ À maîtriser

• Une liaison glycosidique se forme par condensation entre les fonctions alcool de deux oses, identiques ou différents.

• Le saccharose, très répandu dans la nature et extrait de la betterave ou de la canne à sucre, est constitué d’un glucose et d’un fructose.

• Le lactose, constituant du lait de tous les mammifères, est constitué d’un glucose et d’un galactose.

• L’hydrolyse d’un diholoside rompt sa liaison glycosidique à l’aide d’une molécule d’eau et libère les oses qui le composent.

Compléments

• Le maltose, présent dans quelques végétaux, est constitué de deux molécules de glucose et résulte de l’hydrolyse de l’amidon ou du glycogène.

• Les diholosides sont hydrolysés pendant la digestion, car ils ne traversent pas les membranes cellulaires ; les oses libérés peuvent passer du tube digestif au sang.

📖 5. Polyholosides et réserves

🔑 Notions clés & Définitions

• Polyholoside : Polysaccharide résultant de la condensation d’un grand nombre de molécules d’oses.

★ À maîtriser

• L’amidon est la réserve glucidique du monde végétal et la principale source alimentaire de glucides pour l’être humain ; il est présent notamment dans les graines et les racines des plantes.

• L’amidon contient environ 20 % d’amylose, constituée de 100 à 1000 molécules de glucose en chaîne linéaire repliée en hélice, et environ 80 % d’amylopectine, constituée de 300 à 6000 molécules de glucose en chaîne ramifiée.

• Le glycogène est la réserve glucidique des animaux et une réserve de glucose mobilisable en cas de jeûne ; il est abondant dans le foie et présent dans les muscles comme source d’énergie.

• La cellulose, constituant essentiel des parois végétales, contient de 300 à plus de 15 000 molécules de glucose organisées en chaînes parallèles formant des microfibres, et elle n’est pas assimilable par l’être humain.

📌 L’être humain hydrolyse l’amidon et le glycogène en glucose, mais ne sait pas hydrolyser la cellulose, contrairement aux ruminants.

Compléments

• L’amylopectine se gonfle au contact de l’eau et provoque la gélification utilisée pour épaissir des sauces avec de la farine de maïs ou de la fécule de pomme de terre.

• Le glycogène a une structure plus ramifiée et dense que l’amylopectine et peut contenir jusqu’à 600 000 molécules de glucose.

• La chitine, présente dans la carapace des insectes et des crustacés, possède une structure linéaire comme la cellulose.

• L’agar-agar, polyholoside linéaire abondant chez les algues, sert de gélose pour les milieux de culture en biologie, de gélifiant alimentaire et de coupe-faim en gélules.

• Les polyholosides sont insolubles dans l’eau et n’ont pas de saveur sucrée.

💡 Astuce mémo

Amidon végétal, glycogène animal

📖 6. Hétérosides et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Hétéroside : Association de molécules d’oses, qui constituent le glycane, à des molécules de nature non glucidique, qui constituent l’aglycone.

📝 Points essentiels

• Dans les acides nucléiques, le glycane est un aldopentose : le désoxyribose dans l’ADN et le ribose dans l’ARN.

• L’ADN se trouve surtout dans le noyau, se réplique avant la division cellulaire et fournit les instructions pour produire les protéines de l’organisme. - N. Marieb, Biologie humaine, principes d’anatomie et physiologie, 2008

• L’ARN se trouve surtout à l’extérieur du noyau et assure la synthèse des protéines en suivant les directives de l’ADN. - N. Marieb, Biologie humaine, principes d’anatomie et physiologie, 2008

📌 L’ADN contient les bases A, T, C et G et est formé de deux brins, tandis que l’ARN contient les bases A, U, C et G et est formé d’un seul brin.

💡 Astuce mémo

ADN à thymine, ARN à uracile

📖 7. Hétérosides fonctionnels

★ À maîtriser

📌 Lorsque l’aglycone est une protéine, les protéoglycanes ont une faible partie protéique et une partie glucidique importante, tandis que les glycoprotéines ont une partie protéique importante et une partie glucidique faible.

• Les glycolipides associent une partie glucidique, par exemple du glucose ou du galactose, à une partie lipidique ; ceux de la surface externe de la membrane plasmique des hématies portent les antigènes des groupes sanguins.

Compléments

• Les peptidoglycanes constituent la paroi des bactéries à Gram positif et à Gram négatif.

• L’acide hyaluronique est présent dans l’humeur vitrée de l’œil, le liquide synovial des articulations et la peau, où il participe à l’hydratation.

• La glucosamine contribue au maintien de l’intégrité des cartilages.

• La chondroïtine est utilisée en gélules dans l’arthrose et l’héparine est un anticoagulant.

• Beaucoup d’enzymes sont des glycoprotéines ou des glycopeptides.

💡 Astuce mémo

Protéoglycane riche en glucides, glycoprotéine riche en protéines

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principaux polyholosides