QCM : Lipides et membranes — 35 questions

Explication

Les lipides participent notamment à la réserve énergétique, à la formation des membranes, à la signalisation et à la protection. Les autres propositions attribuent aux lipides des fonctions générales qui relèvent surtout d’autres biomolécules ou systèmes.

Explication

Un gramme de lipide fournit environ 9 kcal, ce qui explique sa forte densité énergétique. La valeur d’environ 4 kcal correspond plutôt aux glucides et aux protéines.

Explication

Les membranes contiennent surtout des phospholipides, du cholestérol et des protéines, tandis que les huiles et les beurres sont dominés par les triacylglycérols. Les autres compositions mélangent des constituants membranaires avec des molécules de réserve ou des glucides.

Explication

Un acide gras possède un carboxyle polaire et hydrophile ainsi qu’une chaîne hydrocarbonée apolaire. La confusion fréquente consiste à inverser les propriétés de la tête carboxyle et de la chaîne.

Explication

La notation Cn:x donne le nombre total de carbones, carboxyle compris, puis le nombre de doubles liaisons. Elle ne fournit pas les positions de ces doubles liaisons, contrairement à une notation de type Δ.

Explication

Pour un acide gras saturé à chaîne ouverte et monocarboxylique, la formule brute est $C_nH_{2n}O_2$. Une formule contenant moins d’hydrogènes correspond à une insaturation ou à une autre structure.

Explication

Dans la notation Δ, le nombre indique le premier carbone de la double liaison en comptant depuis le carboxyle ; Δ9 correspond donc aux carbones 9 et 10. Cette notation ne compte pas le nombre total de doubles liaisons et ne part pas de l’extrémité méthyle.

Explication

Dans la configuration cis, les substituants principaux sont du même côté et la chaîne est courbée ; dans la configuration trans, ils sont opposés et la chaîne est plus rectiligne. Les deux configurations peuvent avoir la même formule brute et ne se distinguent donc pas par un nombre différent de carbones.

Explication

Une double liaison cis courbe la chaîne, diminue l’empaquetage et abaisse la température de fusion. Une double liaison trans conserve un empaquetage proche de celui d’un acide gras saturé, ce qui produit un effet différent.

Explication

La fluidité désigne les mouvements latéraux des lipides dans la membrane, tandis que la perméabilité concerne la capacité d’une espèce à traverser la bicouche. Ces notions peuvent être liées aux propriétés membranaires, mais elles ne décrivent pas le même phénomène.

Explication

La famille oméga se calcule avec $\omega = n - \Delta_{max}$, soit $18 - 12 = 6$. Le nombre total de doubles liaisons ne permet pas, à lui seul, de déterminer la famille oméga.

Explication

L’ALA, l’EPA et le DHA appartiennent à la famille ω−3, tandis que le LA et l’AA appartiennent à la famille ω−6. Ces trois molécules ω−3 sont distinctes, même si elles partagent la même famille.

Explication

Le LA et l’ALA sont indispensables parce que l’être humain ne possède pas les désaturases Δ12 et Δ15 permettant de les fabriquer à partir de l’oléate. L’absence d’élongases n’explique pas cette nécessité, car la limitation concerne précisément ces deux désaturases.

Explication

L’ANSES recommande 35 à 40 % de l’énergie sous forme de lipides, soit environ 78 à 89 g pour 2 000 kcal, tandis que l’OMS recommande au plus 30 %. Les autres propositions donnent des quantités ou des seuils incompatibles avec ces repères.

Explication

Le remplacement favorable consiste à substituer une partie des acides gras saturés ou trans par des aliments riches en acides gras insaturés. Ajouter de l’huile sans substitution augmente l’apport lipidique au lieu d’améliorer la qualité des graisses.

Explication

La restriction glucidique et la faible insuline favorisent la lipolyse puis la β-oxydation, augmentant l’acétyl-CoA dans le foie et la cétogenèse. Les corps cétoniques sont ensuite principalement utilisés par le cerveau et le muscle, mais leur production se déroule dans le foie.

Explication

Le glycérol est un triol, car il possède trois fonctions alcool repérées sur les positions sn-1, sn-2 et sn-3. Il ne s’agit donc ni d’un diol ni d’un composé portant des fonctions carboxyle.

Explication

Chaque fonction alcool du glycérol s’estérifie avec un acide gras et libère une molécule d’eau, soit trois eaux au total. L’hydrolyse correspond à la réaction inverse et consomme de l’eau.

Explication

Un glycéride simple porte trois chaînes acyles identiques, alors qu’un glycéride mixte porte au moins deux chaînes acyles différentes. La distinction repose donc sur la diversité des chaînes acyles fixées au glycérol.

Explication

L’hydrolyse aqueuse rompt les liaisons ester et libère du glycérol ainsi que des acides gras. La saponification basique forme plutôt les carboxylates correspondants, ce qui distingue les deux transformations.

Explication

Un acide gras libre possède une fonction acide carboxylique qui se neutralise avec NaOH pour donner un carboxylate de sodium et de l’eau. La saponification nécessite au contraire un ester et une base forte, avec rupture de la liaison ester.

Explication

Un triacylglycérol possède trois liaisons ester, chacune consommant une base et donnant un carboxylate de sodium. La réaction produit donc une molécule de glycérol et trois carboxylates.

Explication

La relation $n(base)=z\times n(lipide)$ donne ici $4\times0,020=0,080\,mol$ de base. Le nombre de liaisons ester détermine donc la quantité de base consommée par molécule de lipide.

Explication

L’indice de saponification utilise le nombre d’esters $z$, la masse molaire de KOH et une normalisation à un gramme de matière grasse. L’expression avec $d$ et $253,8$ correspond à l’indice d’iode, normalisé à 100 grammes.

Explication

Pour un triacylglycérol, $z=3$, donc l’indice de saponification augmente lorsque la masse molaire diminue. Une masse molaire plus faible correspond généralement à des chaînes acyles moyennes plus courtes, et non à un nombre supérieur de doubles liaisons.

Explication

Une double liaison $C=C$ réagit avec une mole de $I_2$ pour former un motif dans lequel chaque carbone porte un atome d’iode. Cette réaction sert à quantifier l’insaturation, tandis que les esters sont pris en compte par l’indice de saponification.

Explication

L’indice de saponification dépend principalement du nombre d’esters et de la masse molaire moyenne, alors que l’indice d’iode reflète le nombre global de doubles liaisons. Confondre ces deux indices revient à attribuer l’insaturation à la saponification.

Explication

L’oxydation lipidique commence par la formation d’un radical lipidique, qui réagit avec l’oxygène pour donner un radical peroxyle et ensuite des hydroperoxydes. La décomposition ultérieure de ces produits forme notamment des aldéhydes et d’autres fragments.

Explication

La méthylation masque le groupe COOH et produit des méthylesters moins polaires et mieux adaptés à la volatilisation. L’acide gras libre est au contraire trop polaire et peu volatil pour une analyse efficace en CPG.

Explication

En CPG, le mélange vaporisé est injecté, les composés interagissent différemment avec la phase stationnaire et sont séparés selon leur volatilité, puis détectés à la sortie. La phase mobile les entraîne, tandis que la phase stationnaire contribue à leur séparation sélective.

Explication

Le temps de rétention varie selon la molécule et plusieurs paramètres expérimentaux, notamment la colonne, la température, le débit et la dérivatisation. Une simple tendance de rétention ne constitue donc pas une identification suffisante.

Explication

L’acide phosphatidique est formé d’un glycérol dont les positions sn-1 et sn-2 portent des chaînes acyles, tandis que le phosphate occupe la position sn-3. Les structures fondées sur une sphingosine ou sur des liaisons amide ne correspondent pas à cette définition.

Explication

Les principales têtes hydrophiles des glycérophospholipides sont la choline, l’éthanolamine, la sérine et l’inositol. La sphingosine et le glycérol sont des charpentes lipidiques, tandis que les acides gras ne constituent pas des têtes polaires.

Explication

Le glycérophospholipide utilise une charpente glycérol portant deux acides gras liés par des esters. Le sphingolipide repose sur une sphingosine et comporte un acide gras lié par une amide.

Explication

Dans la bicouche, les têtes hydrophiles sont orientées vers les compartiments aqueux de part et d’autre, alors que les chaînes hydrophobes s’associent au centre. Cette organisation réduit le contact des chaînes apolaires avec l’eau.