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NOM et Prénom de l’élève :
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COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
Classe de BAC TECHNO
① LES GLUCIDES
② LES PROTIDES
③ LES LIPIDES
OBJECTIFS DES ACTIVITÉS
→ Connaître la structure chimique et la classification des glucides.
→ Savoir écrire la réaction d’hydrolyse sur un glucide.
→ Connaître la structure chimique et la classification des protides.
→ Nomenclature des acides aminés, réaction de condensation et d’hydrolyse.
→ Connaître la structure chimique et la classification des lipides.
→ Nomenclature des acides gras et leurs propriétés.
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Activité
①
1- Principaux glucides
Exemple de biomolécules
Sources Formule brute
Glucose Fructose
Saccharose
Lactose
Amidon
Cellulose
Glycogène
2- Le rôle des glucides
C’est la forme d’énergie la plus importante utilisable par l’organisme. Indispensable au
fonctionnement des muscles et du cerveau.
Valeur énergétique : 1 gramme de glucide apporte 17 kJ
3- Structure des glucides
Les glucides sont constitués d’atomes de carbone (C), d’hydrogène (H) et d’oxygène (O).
La formule développée des glucides simples peuvent s’écrire de deux façons différentes (linéaire ou
cyclique). Les deux formes coexistent à l’état naturel.
LE GLUCOSE
Forme cyclique Forme linéaire
LE FRUCTOSE
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→ Ils ont la même formule brute (C6H12O6), mais des formules semi-développées
différentes. Ce sont des isomères.
→ Les sucres simples appartiennent à la famille des oses.
- Le glucose possède une fonction aldéhyde Aldose - Le fructose possède une fonction cétone Cétose
→ Deux molécules d’oses s’assemblent entre eux pour former des diholosides.
(Famille des osides)
→ Un assemblage de plusieurs oses constitue des polyholosides. (Plusieurs oses).
(Famille des osides)
Exemples :
Saccharose (C12H22O11) Lactose (C12H22O11)
Amidon : (C6H10O5)n
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4- Mise en évidence d’un glucide
Test de reconnaissance d’un ose (Sucre simple) (Ex : Glucose et fructose)
Dans un tube à essai contenant une solution de glucose, on introduit 1 mL de liqueur de Fehling.
Chauffer modérément au bain marie et observer.
Glucide Réactif utilisé
Schéma Photo
Glucose Liqueur de
Fehling
Liqueur de Fehling
Solution de glucose Formation d’un précipité de couleur rouge brique
d’oxyde de cuivre I (Cu2O).
Les glucides qui réagissent avec la liqueur de Fehling sont qualifiés de sucres réducteurs.
Test de reconnaissance d’un polyholoside (Ex : L’amidon)
Dans un tube à essai contenant une solution d’empois d’amidon, on introduit quelques gouttes d’eau
iodée et observer :
Remarque : Le test de la liqueur de Fehling est négatif, il n’y a pas de sucres réducteurs (glucose)
dans l’empois d’amidon.
Une cuisson prolongée provoque une hydrolyse de l’amidon : c’est une simplification moléculaire,
plus ou moins poussée, selon la durée de la cuisson. Les étapes en sont les suivantes :
Amidon dextrines maltose glucose
Après cuisson, le réactif de Fehling est positif.
Glucide Réactif utilisé
Schéma
Amidon Eau iodée
(Lugol)
Eau iodée
Empois d’amidon f
Formation d’une coloration brune plus ou moins foncé en fonction de la concentration du lugol.
Chauffage
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5- Hydrolyse des glucides
Les osides sont des molécules simples ou complexes
formés par la condensation de deux ou plusieurs oses par
élimination d’une ou plusieurs molécules d’eau.
Il se forme des liaisons O-sidique ( - O - )
A l’inverse, Une hydrolyse, c’est la décomposition chimique d’un composé par action de
l’eau.
5-1 Hydrolyse des diholosides
Le saccharose s’hydrolyse, on obtient deux oses :
Le lactose s’hydrolyse de la même manière :
5-2 Hydrolyse de l’amidon
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6- Classification des glucides
Les glucides sont classés en fonction qu’ils soient hydrolysable ou non hydrolysable et du résultat
obtenu après leur hydrolyse.
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Activité
②
1- Présentation des trois familles de protides
La molécule des protides est constituée d’atomes de carbone (C), d’hydrogène (H) d’oxygène (O) et
d’azote (N).
Ils constituent la seule source d’azote de l’organisme.
Il y a trois catégories : Les acides aminés, les peptides et les protéines.
Illustration :
Protides Composition
Les acides aminés
C’est le maillon le plus simple. Il en existe une vingtaine.
Les peptides
Chaîne constituée d’un enchaînement de quelques dizaines d’acides aminés.
Les protéines
Chaîne allongée ou spiralée constituée d’un enchaînement de plusieurs centaines à plusieurs milliers d’acides aminés.
2- Le rôle des protides
Valeur énergétique : 1 gramme de protide apporte 17 kJ
Les protéines sont des macromolécules, outre un rôle dans la croissance et l’entretien des cellules,
les protéines sont également responsables à la contraction des muscles. Les enzymes digestives sont
des protéines, de même que l’insuline et la plupart d’autres hormones, ainsi que les anticorps du
système immunitaire et l’hémoglobine.
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3- Mise en évidence d’un protide
Test de reconnaissance d’un peptide ou d’une protéine (Test du Biuret)
Dans un tube à essai contenant une solution de protéine, on introduit :
- 1 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium à 20 % (NaOH) - puis quelques gouttes de sulfate de cuivre à 1 %. (CuSO4)
Et observer.
Protide Réactif utilisé
Schéma Photo
Protéine : albumine
d’œuf
1 mL de soude
+ 3 gouttes de sulfate de cuivre
1 mL NaOH + 3 gouttes de CuSO4
Formation d’un complexe coloré violet
4- Structure moléculaire des protides
4-1 Les acides -aminés
L’acide aminé est le maillon le plus simple constituant un protide.
Un acide aminé comprend une fonction acide carboxylique et une fonction amine, toutes
deux portées par un même atome de carbone, auquel sont également liés un atome
d’hydrogène et un radical variable (Une chaîne carbonée).
Exemples d’acides aminés :
Nom Formule Abréviation
Alanine
Ala
Cystéine
Cys
Arginine
Arg
Phénylalanine
Phe
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4-2 Les peptides
Les monomères qui sont les acides aminés sont reliés par des liaisons peptidiques formées
par la condensation (élimination d’une molécule d’eau) entre la fonction acide
carboxylique d’un acide aminé et la fonction amine de l’acide aminé suivant.
Cette réaction de condensation entre deux acides -aminés se traduit par l’équilibre
suivant :
La liaison formée entre ses deux acides aminés se nomme la liaison peptidique.
Cet enchaînement constitue le commencement d’une chaîne peptidique.
4-3 Les protéines
L’enchaînement d’un nombre élevé d’acides aminés aboutit à la formation d’une protéine. Cette
molécule est très longue, Il apparaît donc des structures plus complexes. (Structure primaire,
secondaire, tertiaire et quaternaire).
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5- Classification des protides
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Activité
③
1- Constitution des lipides
Les corps gras sont représentés par la famille des lipides.
Ils sont constitués d’atomes de carbone (C), d’hydrogène (H) et d’oxygène (O).
C’est un ensemble très hétérogène de composés faisant partie de la constitution des êtres
vivants et ayant des propriétés commune d’être insoluble dans l’eau (Lipos) et soluble dans
des solvants organiques (Hexane, Ether…).
1-1 Les lipides simples
Ce sont des esters formés par la réaction entre un, deux ou trois acides gras. (Chaîne
carbonée terminé par un groupement acide – COOH) et un alcool :
ACIDE + ALCOOL ESTER + EAU
(Acide gras) (lipide)
Les glycérides sont formées par l’association d’une molécule de glycérol (alcool) avec 1, 2
ou 3 acides gras :
GLYCEROL + 1 ACIDE GRAS MONOGLYCERIDE + EAU
GLYCEROL + 2 ACIDE GRAS DIGLYCERIDE + EAU
GLYCEROL + 3 ACIDE GRAS TRIGLYCERIDE + EAU
Exemple : Formation d’un triglycéride (Lipide).
1-2 Les lipides complexes
ACIDE GRAS + ALCOOL + AUTRES MOLECULES LIPIDE COMPLEXE + EAU
2- Le rôle des lipides
Valeur énergétique : 1 gramme de lipides apporte 38 kJ.
Un rôle de réserve : Les triglycérides sont stockés dans le cytoplasme des adipocytes (celle qui
forment le tissus adipeux, cellulite).
Un rôle structural : les acides gras servent à la synthèse d’autres lipides, notamment les
phospholipides qui forment les membranes autour des cellules.
Un rôle de transport de vitamines. Les corps gras véhiculent quatre vitamines liposolubles : A, D, E, K.
3 acides gras
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3- Constitution chimique des acides gras
Un acide gras est un acide carboxylique qui présente une chaîne carbonnée plus ou moins longue.
3-1 Les acides gras saturés
Absence de double liaison carbone-carbone dans la chaîne
carbonée.
Nom officiel Nom usuel Formule semi-développée
Acide hexadécanoïque
Acide palmitique (16 atomes de C)
3-2 Les acides gras insaturés
Présence d’une ou plusieurs double liaisons carbone-carbone
dans la chaîne carbonée.
Nom officiel Nom usuel Formule semi-développée
Acide octadéca 9-ène oique
Acide oléique
(18 atomes de C)
La présence de la double liaison dans la chaîne carbonée va introduire une isomérie Z/E.
Pour qu’une isomérie Z/E existe, il est nécessaire :
- Que la molécule possède une double liaison ;
- Que chaque atome engagé dans cette double
liaison soit lié à deux groupes d’atomes différents.
Isomère E Isomère Z
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3-3 Notation des biochimistes
Pour faciliter l’écriture des formules des acides gras on utilise la notation suivante :
n nombre d’atomes de carbone ; x = nombre de double liaison ;
et a, b et c la position des doubles liaisons.
Nom Notation Acide oléique
Acide linoléique
Acide linolénique
4- Constitution chimique des alcools
4-1 Le glycérol
L’alcool constitutif est le glycérol pour la formation des lipides : les glycérides
Son nom dans la nomenclature systématique : Propan 1,2,3 triol
4-2 Le stérol
L’alcool constitutif est le stérol et le principal est le cholestérol.
5- Formation d’un lipide : Les triglycérides
Un lipide se forme par estérification d’un acide gras avec un alcool (glycérol)
Remarque : L’équation sera vue lors du chapitre consacré à l’estérification.
6- Propriétés physico-chimiques
6-1 Le point de fusion
- La longueur de la chaîne : Une augmentation du nombre d’atomes de carbone entraîne une augmentation de la température de fusion.
Ex : acide butyrique (f = -8°C) ; acide palmitique (f = 63°C).
- Le taux d’insaturation : une augmentation du nombre de doubles liaisons entraîne une diminution de la température de fusion.
Ex : acide stéarique (f = 69°C) ; acide oléique (f = 16°C) ; acide linoléique (f = -5°C).
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6-2 La solubilité
Les acides gras possèdent deux pôles :
- Une chaîne hydrophobe - Une fonction acide hydrophile
Rapidement le caractère apolaire l’emporte
(insoluble dans l’eau).
Leur structure particulière présente un comportement
particulier vis-à-vis de la molécule d’eau.
Ils ont une tête polaire (hydrophile) qui aime l’eau et une
queue apolaire (hydrophobe) qui pousse l’eau.
En déposant une petite quantité d’huile à la surface de l’eau, les molécules de lipides forment une
couche mono moléculaire : les parties hydrophiles du lipide se dirigent vers l’eau et les parties
hydrophobes se dirigent vers l’air.
6-3 La saponification
Formation de savon par action d’un ester d’acide gras sur une base.
ESTER + BASE SAVON + ALCOOL
Triglycéride Soude (NaOH) (R – COO- + Na+) Glycérol
Remarque : L’équation sera vue lors du chapitre consacré à l’estérification.
6-4 L’indice d’acide ou IA
C’est la masse de potasse (hydroxyde de potassium : KOH), en mg, nécessaire pour neutraliser
l’acidité libre contenue dans 1 g de matière grasse.
Une huile de table est essentiellement constituée d’un mélange de triester. Cependant une quantité
faible est variable d’acide gras libre peuvent être présent. L’indice d’acide (IA) renseigne sur cette
quantité acides gras libres.
6-5 L’indice d’iode
C’est la masse de diiode (I2), en g, que l’on peut fixer par addition sur 100 g de matière grasse.
Renseigne sur le taux d’insaturation des acides gras.
On parle d’huile siccative. (Matière grasse qui se transforme en une pellicule solide quand elle est
étalée en couche mince et exposée à l’air).