Fiche de révision : Grandes familles biochimiques

📋 Plan du Cours

1. Familles biochimiques et polymères
2. Structure et propriétés des oses
3. Réactivité et rôles des oses
4. Diosides et liaison osidique
5. Amidon et glycogène de réserve
6. Cellulose et rôle structural

📖 1. Familles biochimiques et polymères

🔑 Notions clés & Définitions

• Petite molécule : Molécule possédant une masse moléculaire inférieure à 5000 Da.

★ À maîtriser

📌 Les glucides comprennent les oses et les diosides, les protides comprennent les acides aminés et les protéines, tandis que les nucléotides et les acides nucléiques constituent une autre famille biochimique.

Compléments

• L’ADN est un polymère constitué de nucléotides.

📖 2. Structure et propriétés des oses

🔑 Notions clés & Définitions

• Ose : Petite molécule glucidique constituée d’une chaîne carbonée non ramifiée de 3 à 7 carbones, portant un groupement carbonyle et plusieurs groupements hydroxyle.
• Chiralité : Propriété d’un objet ou d’une molécule qui ne peut pas être superposé à son image dans un miroir plan.

★ À maîtriser

📌 Un ose portant une fonction aldéhyde est un aldose, tandis qu’un ose portant une fonction cétone est un cétose.

📌 La configuration D ou L d’un ose dépend de la position du groupement OH porté par le carbone asymétrique le plus éloigné de la fonction carbonyle.

Compléments

• Les principales classes d’oses selon leur nombre de carbones sont:

  • trioses à 3 carbones
  • pentoses à 5 carbones
  • hexoses à 6 carbones

• Les pentoses et les hexoses se cyclisent, et les formes cycliques sont représentées avec la représentation de Haworth.

💡 Astuce mémo

Aldose = aldéhyde, cétose = cétone ; D et L dépendent de la position du OH.

📖 3. Réactivité et rôles des oses

★ À maîtriser

📌 La cyclisation crée deux anomères de configuration : l’anomère α lorsque le OH du carbone anomérique est sous le plan du cycle et l’anomère β lorsqu’il est au-dessus.

📌 La liqueur de Fehling chaude met en évidence les glucides réducteurs : elle contient des ions Cu2+ et un test positif donne un précipité rouge brique.

• Les oses peuvent être phosphorylés, oxydés, réduits ou transformés par substitution d’une fonction alcool par une fonction amine.

• Les oses sont synthétisés notamment par le cycle de Calvin et leur oxydation fournit de l’énergie utilisée pour produire de l’ATP.

Compléments

• Dans les cellules, le ribose est toujours présent sous la forme D-ribose.

💡 Astuce mémo

Modification ou oxydation des oses → diversité moléculaire et production d’énergie.

📖 4. Diosides et liaison osidique

🔑 Notions clés & Définitions

• Dioside : Molécule formée par l’association covalente de deux oses au moyen d’une liaison osidique.

📝 Points essentiels

• Le maltose est formé de deux glucoses liés par une liaison α(1→4) et constitue un dioside réducteur, notamment produit lors de l’hydrolyse de l’amidon et du glycogène.

• Le lactose est constitué de β-galactopyranose et de glucose, se trouve dans le lait et est réducteur parce que le carbone 1 du glucose reste libre.

• Le saccharose est constitué d’α-D-glucopyranose et de fructofuranose, il est non réducteur et sert de forme de transport des produits de la photosynthèse chez les plantes.

💡 Astuce mémo

Maltose et lactose sont réducteurs, tandis que le saccharose ne l’est pas.

📖 5. Amidon et glycogène de réserve

🔑 Notions clés & Définitions

• Amidon : Polymère de réserve du glucose chez les végétaux, constitué d’amylose et d’amylopectine.
• Glycogène : Homopolymère ramifié d’α-D-glucose servant de réserve chez les animaux et les champignons.

★ À maîtriser

📌 L’amylose est un homopolymère non ramifié d’α-D-glucopyranose, tandis que l’amylopectine est un homopolymère ramifié par des liaisons α(1→6).

• La synthèse de l’amidon, appelée amylogenèse, commence par l’activation du glucose puis se poursuit par l’ajout de glucose à la chaîne.

📌 Le glycogène est plus ramifié, plus soluble dans l’eau et plus rapidement mobilisable que l’amidon, dont la réserve est généralement plus durable.

📌 Les polymères de réserve sont osmotiquement neutres, compacts et peu solubles, ce qui permet de stocker beaucoup de glucose sans modifier fortement le potentiel osmotique du cytosol.

Compléments

• Dans un grain de riz, l’amidon contient environ 1 % d’amylose et 99 % d’amylopectine, tandis que le grain de blé contient environ 30 % d’amylose et 70 % d’amylopectine.

• La synthèse du glycogène, appelée glycogénogenèse, active d’abord le glucose puis l’ajoute à la chaîne, tandis que sa dégradation est appelée glycogénolyse.

💡 Astuce mémo

Amidon végétal à moyen ou long terme, glycogène animal et fongique à court terme.

📖 6. Cellulose et rôle structural

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellulose : Homopolymère non ramifié de β-D-glucopyranose lié par des liaisons β(1→4), constituant majeur de la paroi pecto-cellulaire végétale.

★ À maîtriser

• Les chaînes de cellulose, stabilisées par des liaisons hydrogène intra- et interchaînes, s’associent en microfibrilles d’environ 4 nm de diamètre.

📌 La structure linéaire et les nombreuses liaisons hydrogène rendent la cellulose résistante à la traction et à l’hydrolyse, ce qui l’adapte à un rôle architectural.

Compléments

• La synthèse de la cellulose est catalysée par la cellulose synthase, qui utilise le saccharose comme matière première.

💡 Astuce mémo

Des chaînes linéaires de cellulose s’assemblent en microfibrilles résistantes comme des câbles.

📊 Tableaux de synthèse

Principaux polymères glucidiques