Fiche de révision : Glucides et biomolécules

📋 Plan du Cours

1. Glucides et alimentation
2. Structure générale des glucides
3. Oses et propriétés
4. Diosides et hydrolyse
5. Polyosides et réserves
6. Rôles énergétiques et structuraux

📖 1. Glucides et alimentation

★ À maîtriser

📌 Les glucides alimentaires proviennent principalement des fruits et légumes ainsi que des féculents, donc majoritairement d’origine végétale.

📌 Les sucres rapides correspondent à des glucides simples non digérés ou rapidement digérés, comme le glucose du miel et le lactose du lait, tandis que les sucres lents correspondent à des glucides complexes lentement digérés, comme l’amidon des féculents.

• L’index glycémique, compris entre 0 et 100, compare l’augmentation de la glycémie après digestion par rapport à un aliment de référence coté 100, comme le glucose ou le pain blanc.

Compléments

• Le pouvoir sucrant relatif est de 140–170 pour le fructose, 100 pour le saccharose, 70–80 pour le glucose, 35 pour le galactose, 40 pour le maltose et 20 pour le lactose, tandis que les polyosides comme l’amidon n’ont pas de saveur sucrée.

• Le miel contient 25 % d’eau et 75 % de glucides, dont 25–35 % de glucose, 35–45 % de fructose et 5 % de saccharose.

💡 Astuce mémo

Sucres rapides = simples, sucres lents = complexes

📖 2. Structure générale des glucides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Molécules organiques hydrophiles composées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, dont la formule brute générale est $C_n(H_2O)_n$.

📝 Points essentiels

• Les glucides comportent plusieurs groupements hydroxyles correspondant à des fonctions alcool et un groupement carbonyle correspondant à une fonction aldéhyde ou cétone.

📖 3. Oses et propriétés

🔑 Notions clés & Définitions

• Oses : Monosaccharides monomères contenant généralement 3 à 6 atomes de carbone, plusieurs fonctions alcool et une fonction aldéhyde ou cétone, et ils ne sont pas hydrolysables.

★ À maîtriser

📌 Les oses sont classés selon leur nombre de carbones, avec les pentoses à 5 carbones et les hexoses à 6 carbones, ainsi que selon leur fonction caractéristique, avec les aldoses et les cétoses.

• Le glucose est un aldohexose de formule $C_6H_{12}O_6$, carburant cellulaire transporté par le sang, et il constitue notamment le lactose, le saccharose, le maltose, l’amidon et le glycogène.

Compléments

• Le galactose est un aldohexose constitutif du lactose, le fructose est un cétohexose constitutif du saccharose, le ribose est un aldopentose de l’ARN et le désoxyribose est un aldopentose de l’ADN.

• La cyclisation d’un ose par hémi-acétalisation relie le carbone portant la fonction carbonyle à un carbone portant une fonction alcool, formant un cycle pyranose à 6 côtés ou un cycle furanose à 5 côtés.

📌 Tous les oses sont réducteurs et réduisent la liqueur de Fehling à chaud en produisant un précipité rouge-brique caractéristique.

💡 Astuce mémo

Carbones → fonction → forme cyclique

📖 4. Diosides et hydrolyse

🔑 Notions clés & Définitions

• Diosides : Disaccharides formés de deux oses reliés par une liaison covalente appelée liaison osidique et hydrolysables par rupture de cette liaison.
• Enzyme : Macromolécule qui accélère la transformation d’un substrat en produit sans être consommée et qui est spécifique d’un type de réaction.

★ À maîtriser

• Les principaux diosides sont: le lactose, formé de galactose et de glucose, le saccharose, formé de glucose et de fructose, le maltose, formé de deux glucoses

• L’hydrolyse d’un dioside rompt sa liaison osidique grâce à une enzyme et à une molécule d’eau, tandis que la synthèse forme cette liaison entre le carbone n°1 du premier ose et le carbone n°4 du second ose.

• L’alactasie, due à un déficit en lactase intestinale, empêche l’hydrolyse du lactose, qui reste dans l’intestin, attire l’eau par osmose et provoque des diarrhées, tandis que sa fermentation bactérienne produit de l’hydrogène responsable de ballonnements et de douleurs.

Compléments

📌 Le lactose et le maltose sont des diosides réducteurs parce qu’ils possèdent une fonction carbonyle libre, tandis que le saccharose n’est pas réducteur.

💡 Astuce mémo

Déficit en lactase → lactose non hydrolysé → diarrhée et gaz

📖 5. Polyosides et réserves

🔑 Notions clés & Définitions

• Polyosides : Polymères d’oses comportant de nombreuses liaisons osidiques, hydrolysables, et insolubles dans l’eau où ils forment une suspension pouvant devenir un gel à chaud.

★ À maîtriser

• Le glycogène est un polymère ramifié de glucose servant de réserve animale dans le foie et les muscles, tandis que l’amidon est une réserve végétale présente notamment dans le riz, les pâtes, les céréales et les légumineuses.

• La glycogénogenèse synthétise du glycogène sous l’action de la glycogène synthase stimulée par l’insuline en cas d’hyperglycémie, tandis que la glycogénolyse l’hydrolyse sous l’action de la glycogène phosphorylase stimulée par le glucagon en cas d’hypoglycémie.

📌 L’être humain digère l’amidon mais pas la cellulose, car les amylases hydrolysent les liaisons α-1,4 de l’amidon et non les liaisons β-1,4 de la cellulose, dont les fibres facilitent le transit intestinal.

Compléments

• La chitine est un polymère azoté linéaire de N-acétylglucosamine constituant la carapace de certains invertébrés, tandis que la cellulose est un polymère linéaire de glucose constituant la paroi végétale.

💡 Astuce mémo

Amidon digestible, cellulose non digérée

📖 6. Rôles énergétiques et structuraux

★ À maîtriser

• Les glucides fournissent 17 kJ par gramme et le glucose est le principal carburant des cellules, tandis que l’ATP stocke et transporte l’énergie nécessaire aux activités cellulaires.

📐 Formule — En condition aérobie, la respiration cellulaire complète d’une molécule de glucose produit 38 ATP selon $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 + 38(ADP + Pi) \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + 38ATP + chaleur$.

📌 En absence de dioxygène, la respiration cellulaire est remplacée par une fermentation lactique ou alcoolique qui ne libère que 2 ATP par molécule de glucose.

Compléments

• Les neurones et les hématies utilisent exclusivement le glucose comme source d’énergie, et tous les oses alimentaires sont transformés en glucose dans l’organisme humain.

• Les glucides ont aussi un rôle structural dans les chaînes glucidiques des glycoprotéines et glycolipides, le désoxyribose de l’ADN, le ribose de l’ARN, la cellulose et la chitine, et les chaînes des glycoprotéines et glycolipides participent à la communication cellulaire.

💡 Astuce mémo

Aérobie = 38 ATP, anaérobie = 2 ATP

📊 Tableaux de synthèse

Familles de glucides