QCM : De l’atome aux biomolécules — 29 questions

Explication

La biochimie étudie la dimension chimique du vivant en considérant des niveaux allant de l’atome aux assemblages moléculaires. La classification des organismes relève plutôt de la taxonomie et ne définit pas le champ de la biochimie.

Explication

La matière vivante s’organise progressivement des atomes vers les molécules, puis vers les macromolécules et leurs assemblages. Un assemblage macromoléculaire vient donc après les macromolécules, qu’il réunit.

Explication

Les principaux atomes des molécules biologiques sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le phosphore et le soufre. Le calcium, le fer, le sodium et d’autres éléments peuvent jouer des rôles biologiques, mais ils ne constituent pas l’ensemble demandé ici.

Explication

Une biomolécule est une molécule qui constitue un organisme vivant ou qui est produite par celui-ci. Un assemblage macromoléculaire correspond à un niveau d’organisation supérieur regroupant plusieurs molécules, et non à une biomolécule isolée.

Explication

Une liaison covalente se forme lorsque des atomes partagent des paires d’électrons. Une attraction électrostatique ou une interaction faible peut stabiliser des structures, mais ne correspond pas au partage covalent d’électrons.

Explication

Le carbone tétragonal possède quatre liaisons simples, le carbone trigonal une double liaison et deux liaisons simples, et le carbone digonal deux doubles liaisons ou une triple et une simple. Confondre les formes tétragonale et trigonale revient notamment à attribuer une double liaison au carbone tétragonal.

Explication

Une liaison polaire se caractérise par une répartition inégale des électrons, alors qu’une liaison apolaire présente une répartition plus homogène. Le partage d’électrons décrit le caractère covalent et ne suffit pas à distinguer la polarité.

Explication

Une biomembrane comme un ribosome résulte de l’association organisée de plusieurs macromolécules biologiques. Les considérer comme une seule macromolécule confond un assemblage supramoléculaire avec son constituant éventuel.

Explication

Les interactions de faible énergie permettent une association réversible entre macromolécules et contribuent à l’organisation de structures biologiques. Les liaisons covalentes, au contraire, établissent la structure moléculaire par des liens plus stables.

Explication

Un acide gras associe une longue chaîne hydrogéno-carbonée à un groupement carboxylique de fonction acide. Une chaîne hydrocarbonée dépourvue de carboxyle ne constitue donc pas, à elle seule, un acide gras.

Explication

La saturation signifie qu’il n’existe pas de double liaison carbone-carbone dans la chaîne, tandis que l’insaturation correspond à la présence d’au moins une telle liaison. La présence d’un groupement carboxylique concerne les acides gras en général et ne distingue pas ces deux catégories.

Explication

Un triacylglycérol comporte un résidu de glycérol estérifié par trois groupements acyle. La présence d’un groupement phosphate et d’une région polaire caractérise plutôt un phospholipide membranaire.

Explication

La saponification libère le glycérol et produit des savons, qui sont des sels d’acides gras associés à un ion alcalin. Elle ne transforme donc pas un triacylglycérol en acides aminés ni en nucléotides.

Explication

Un phospholipide est amphiphile : sa région polaire interagit avec l’eau tandis que ses chaînes grasses sont hydrophobes. La structure comportant trois groupements acyle liés au glycérol correspond plutôt à un triacylglycérol.

Explication

R1 correspond généralement à un acide gras saturé de 16 ou 18 carbones, alors que R2 est généralement un acide gras insaturé de 16, 18 ou 20 carbones. L’inversion de ces caractéristiques constitue la confusion la plus probable.

Explication

Dans l’eau, les phospholipides forment une bicouche : les têtes polaires sont au contact de l’eau et les chaînes hydrophobes se font face au centre. Une orientation des chaînes hydrophobes vers l’eau serait défavorable à leurs propriétés chimiques.

Explication

La fraction insaponifiable comprend notamment les stérols, les terpènes, les alcools gras des cérides et les tocophérols. La solubilité dans l’eau après réaction ne constitue pas le critère présenté pour la distinguer de la fraction saponifiable.

Explication

Un stérol est défini par la présence d’un noyau cyclopentanoperhydrophénanthrène. L’association de sphingosine et de glucides décrit plutôt un sphingoglycolipide, tandis qu’une chaîne d’unités isopréniques caractérise les terpènes.

Explication

La fonction carbonylée distingue les deux familles : l’aldose porte un groupement aldéhyde et le cétose un groupement cétone. Les autres couples de fonctions ne correspondent pas à cette distinction.

Explication

Le glucose est un aldohexose et sa formule moléculaire est $C_6H_{12}O_6$. Le fructose est le cétohexose souvent confondu avec lui, mais cette fonction cétone ne caractérise pas le glucose.

Explication

La série D ou L dépend de la position du groupement hydroxyle porté par le dernier carbone asymétrique : à droite pour D et à gauche pour L. L’orientation du hydroxyle anomérique intervient plutôt dans la distinction entre les formes α et β.

Explication

Deux énantiomères sont des images l’une de l’autre dans un miroir et ne sont pas superposables. Une différence limitée à un seul carbone asymétrique définit des épimères, et non des énantiomères.

Explication

Le groupement aldéhyde du glucose réagit avec un hydroxyle intramoléculaire pour former un hémiacétal et créer le carbone anomérique. La formation d’un hémicétal correspond à la cyclisation d’un cétose comme le fructose.

Explication

Les formes α et β du glucose se distinguent par la configuration de l’hydroxyle porté par le carbone anomérique. La configuration du dernier carbone asymétrique détermine plutôt la série D ou L.

Explication

En solution aqueuse, le D-glucose s’ouvre et se referme continuellement, ce qui permet l’interconversion entre les formes linéaire, α et β. Cette dynamique conserve la possibilité de reformer le carbone anomérique lors de la fermeture.

Explication

Un hydroxyle anomérique libre confère à l’ose un pouvoir réducteur, notamment envers Cu2+, qui est réduit en Cu+. La confusion vient de l’inversion du sens de la réaction, car l’ose réduit le cuivre au lieu de l’oxyder.

Explication

Une liaison osidique est une liaison covalente formée par le carbone anomérique d’un ose avec un autre monosaccharide. Une liaison peptidique concerne les acides aminés, tandis que les liaisons ioniques et hydrogène ne définissent pas cette liaison entre oses.

Explication

La cellulose et l’amidon sont tous deux constitués de D-glucose, mais leurs conformations et leurs organisations moléculaires diffèrent. Les autres propositions attribuent à tort des monomères différents ou des constituants qui ne sont pas des glucides.

Explication

Un hétéroside associe une ou plusieurs unités osidiques à une partie non glucidique, ce qui correspond au cas décrit. Un holoside, en revanche, est constitué uniquement d’oses liés entre eux, sans partie non glucidique.