Définition d'une biomolécule
Une biomolécule a plusieurs définitions différentes, qui sont assez vagues. En général, une biomolécule est une molécule qui joue un rôle important dans un ou plusieurs processus biologiques.
Les processus biologiques dont nous parlons vont de la respiration et de la photosynthèse à la digestion et à la division cellulaire. Comme tu peux l'imaginer, l'éventail des processus inclus dans cette définition peut être très large ; cependant, il est surprenant de constater que la majorité de ces processus impliquent le même petit groupe de biomolécules, comme nous le verrons ci-dessous !
Lesprincipales biomolécules impliquées dans un processus métabolique font partie de la liste suivante : glucides, protéines, acides nucléiques et lipides . En dehors de cette liste, il existe d'autres biomolécules un peu moins courantes que l'on trouve dans de nombreux organismes et qui contribuent à la réalisation de divers processus métaboliques ; il s'agit de l'ATP, de l'eau et de différents minéraux et ions. Chacune de ces biomolécules joue un rôle crucial. En voici quelques exemples dans le tableau ci-dessous.
| Biomolécule | Exemple de rôle |
| Glucides | Les glucides comme le glucose sont essentiels au processus de respiration dans de nombreux organismes. |
| Protéines | Les protéines sont nécessaires à la croissance et à la réparation des tissus musculaires chez les animaux. |
| Lipides | Les lipides jouent un rôle important dans l'isolation, la flottabilité, la régulation de la température et la fourniture d'énergie chez les animaux. |
| Acides nucléiques | Les acides nucléiques sont essentiels en tant que réserve d'informations génétiques dans de nombreux organismes différents. |
| Minéraux et ions | Le magnésium est le composant ionique central de la chlorophylle chez les plantes, ce qui permet la photosynthèse. |
| L'eau | L'eau sert de moyen de transport dans de nombreux organismes différents. |
| ATP | L'ATP est une réserve d'énergie dans de nombreux organismes différents. |
Recherche de biomolécules dans les aliments
Nous pouvons rechercher un grand nombre de biomoléculesdifférentes dans les aliments. Les principales molécules que nous recherchons habituellement sont les protéines, les graisses (lipides) et les hydrates de carbone (sucres et amidon). Les tests que nous utilisons pour rechercher la présence de ces aliments sont appelés tests qualitatifs.
Un test qualitatif nous indique si quelque chose est présent ou non. Il ne nous indique pas la quantité d' une substance particulière qui est présente.
Pensons aux tests de flamme en chimie. Une couleur spécifique peut nous indiquer si un métal particulier est présent (par exemple, une flamme jaune indique souvent que le sodium est le métal présent), mais elle ne peut pas nous dire combien de grammes de ce métal sont présents . De même, les tests que nous utilisons pour identifier la présence de biomolécules dans les aliments nous indiquent seulement si la molécule est présente ou non, et non combien de grammes de la molécule sont présents.
Le contraire d'un test qualitatif est un test quantitatif. Un test quantitatif nous indique la quantité d'une molécule présente, au lieu de nous dire simplement si la molécule est présente ou non.
Recherche de protéines
Nous pouvons rechercher des protéines en utilisant une solution de biuret. Le biuret se présente sous la forme de deux solutions, souvent appelées biuret A et biuret B. Ces deux solutions sont constituées de sulfate de cuivre (II) et d'hydroxyde de potassium ou d'hydroxyde de sodium. Lorsque nous ajoutons ces deux solutions ensemble, nous obtenons le biuret A ; nous ajoutons ensuite du tartrate de potassium et de sodium et nous obtenons le biuret B.
Maintenant que nous comprenons ce que sont les solutions de biuret, examinons la méthode qui permet de tester les protéines ;
Ajoute 1 cm3 de solution de biuret A à la solution alimentaire.
Mélange les deux liquides
Ajoute 1 cm3 de solution de biuret B et agite OU ajoute 1 cm3 de solution de biuret B avec précaution sur le côté du tube à essai pour former deux couches.
Les tests qualitatifs dont nous parlons peuvent avoir des résultats positifs ou négatifs. Un résultat positif nous indique que la molécule testée est présente dans la solution. Un résultatnégatif nous indique que la molécule n'est pas présente dans la substance. Regarde ci-dessous les tests positifs et négatifs lorsque tu utilises la solution de biuret pour tester les protéines :
- Test positif - changement de couleur du bleu au violet ou formation d'un anneau violet entre les deux couches.
- Testnégatif - la couleur reste bleue et aucun anneau violet ne se forme.
N'oublie pas que lorsque tu décris un changement de couleur, tu dois toujours inclure le mot " de". La solution passe de x à y. Nous devons nous assurer que nous avons la couleur avant le changement et après pour obtenir tous les points aux examens !
Recherche de graisses/lipides
Les termes graisses et lipides sont souvent utilisés de manière interchangeable, c'est pourquoi le dépistage des lipides/graisses nécessitera le même test. Nous pouvons utiliser deux tests pour vérifier la présence de lipides/graisses dans une substance. Les deux tests que nous pouvons utiliser sont les suivants ;
Test du Soudan III
Le test de l'émulsion
Examinons d'abord le test du Soudan III . Le Soudan III est un colorant qui provoque un changement de couleur dans les graisses.
Le Soudan III est un colorant diazoïque liposoluble. Sa structure est apparentée à celle de l'azobenzène. Tu n'as pas besoin de connaître la formule structurelle du Soudan III (ou des autres solutions utilisées comme tests).
Voici comment nous réalisons le test ;
Ajoute des quantités égales de l'aliment en question et d'eau dans un tube à essai.
Ajoute quelques gouttes de solution deSoudan III dans le tube à essai.
Agite le tube à essai
Si le Soudan III est positif, une couche colorée en rouge apparaîtra à la surface de l'eau.
Un Soudan III négatif n 'entraîne pas la formation d'une couche colorée en rouge.
Voyons maintenant le test de l'émulsion:
Écrase l'aliment en question et ajoute-le dans un tube à essai.
Ajoute de l'éthanol dans le tube à essai.
Prélève le liquide du tube à essai et verse-le dans un deuxième tube à essai contenant de l'eau.
Un test d'émulsion positif entraîne l'apparition d'une émulsion blanche dans le deuxième tube à essai.
Un test d'émulsion négatif n 'entraîne pas la formation d'une émulsion. Au lieu de cela, il reste une solution incolore.
Une émulsion est un mélange de deux liquides qui ne sont généralement pas miscibles. Lorsque les liquides ne sont pas miscibles, ils ne se mélangent pas.
N'oublie pas que lorsque nous discutons de la formation d'une émulsion, nous devons toujours inclure le mot de. Il s'agit d'un changement de couleur d'une solution incolore à une émulsion blanche.
Lorsque l'on parle de changement de couleur, il faut éviter d'utiliser le mot "clair". Clair n'est pas une couleur mais décrit plutôt des couleurs. Plutôt que d'utiliser le mot "clair", nous devrions utiliser "incolore".
Test de biomolécules pour le sucre réducteur
Les sucres sont des hydrates de carbone. Nous pouvons avoir deux types de sucres différents, soit réducteurs, soit non réducteurs . Lestests que nous utilisons pour vérifier la présence de sucres réducteurs et de sucres non réducteurs sont légèrement différents, et nous avons égalementun test complètement différent pour l'amidon. Examinons chacun de ces tests et déterminons quand nous devons les utiliser.
Sucre réducteur
Un sucre réducteur agit comme un agent réducteur. Cela signifie qu'il réduit d'autres composés.
Rappelle-toi qu'une réaction de réduction se traduit par un gain d'électrons, une perte d'oxygène ou un gain d'hydrogène. En tant qu'agents réducteurs, ces sucres sont oxydés.
Voici des exemples de sucres réducteurs ;
le glucose
fructose
lactose
le maltose
Pour tester les sucres réducteurs, nous utilisons la solution de Benedict. La solution de Benedict est un mélange complexe de carbonate de sodium, de citrate de sodium et de sulfate de cuivre (II) pentahydraté.
Encore une fois, tu n'as pas besoin de savoir cela pour tes examens !
Voyons comment nous pouvons utiliser la solution de Benedict pour tester les sucres réducteurs ;
Ajoute la solution de Benedict à la substance en question.
Chauffe la solution au bain-marie
Un test positif pour les sucres réducteurs à l'aide de la solution de Benedict montre un changement de couleur au fil du temps. Il s'agit notamment d'un changement de vert, de jaune, d'orange, de rouge ou de brun - en fonction de la quantité de glucose présente. La solution passe du bleu au rouge brique si l'on considère le changement de couleur global. S'il y a suffisamment de sucre réducteur, un précipité rouge brique (ppt) se forme.
Un précipité est une suspension de particules dans un liquide qui se forme lorsqu'une substance dissoute réagit pour former une substance insoluble. Nous pouvons parfois dissoudre un précipité en ajoutant un solvant supplémentaire.
Dans le test de Benedict, la formation d'un précipité dépend de la quantité de sucre réducteur présente. Cela rend le test semi-quantitatif car plus il y a de sucre réducteur, plus il y a de chances qu'un prédicat rouge brique (rouge/brun) se forme.
Nous devons utiliser un bain-marie pour tester les sucres réducteurs à l'aide de la solution de Benedict. N'oublie pas de dire "chauffer" la solution dans un bain-marie, plutôt que de simplement ajouter la solution dans un bain-marie, car cela montre à l'examinateur que tu comprends la nécessité de chauffer la solution.
Les bains-marie sont la méthode de choix ici parce qu'ils nous permettent de maintenir une température spécifique, surtout avec l'utilisation d'un thermomètre, mieux que ne le ferait un bec Bunsen.
Sucre non réducteur
Lessucres non réducteurs ne réduisent pas les autres composés/substances. Voici des exemples de sucres non réducteurs ;
le saccharose
Le tréhalose
Voyons comment nous pouvons tester les sucres non réducteurs ;
Ajoute de l'acide chlorhydrique dilué (HCl) à la substance en question.
Chauffer au bain-marie jusqu'au point d'ébullition
Neutralise la solution avec de l'hydrogénocarbonate de sodium.
À l'aide d'un indicateur approprié (comme le papier tournesol), identifie le moment où la solution a été neutralisée, puis ajoute du carbonate d'hydrogène de sodium car les conditions doivent être alcalines pour que le test de Benedict fonctionne.
Effectue ensuite le test de Benedict comme d'habitude
Tu peux voir ce test dans son intégralité dans notre section "sucres réducteurs" !
Si un changement de couleur se produit, passant du bleu à un précipité rouge brique, c'est qu'il y a présence d'un sucre non réducteur.
Lesréactions de neutralisation produisent du sel et de l'eau. La production d'eau dans ces réactions est à l'origine du nom de la réaction. L'eau a un pH d'environ 7 - que nous qualifions de neutre. Ces réactions ont lieu lorsque l'on mélange un acide et une base.
Si nous savons que notre substance est du sucre, mais que nous ne sommes pas sûrs qu' il s'agisse d'un sucre réducteur ou non réducteur, nous pouvons simplement effectuer un test de Benedict pour déterminer quel type de sucre est présent. Si le sucre provoque un changement de couleur avec le test de Benedict sans l'ajout d'hydrogénocarbonate de sodium ou d'acide chlorhydrique dilué, il s 'agit alors d' un sucre réducteur. S'il ne change de couleur qu'après l'ajout de ces substances, il s'agit alors d'unsucre non réducteur.
L'amidon
L'amidon est un autre type de glucide, comme les sucres réducteurs et les sucres non réducteurs dont nous avons déjà parlé. Cependant, nous utilisons une solution différente pour tester l'amidon, car l'amidon est un sucre trop complexe et trop gros.
Les glucides peuvent être des monosaccharides, des disaccharides ou des polysaccharides.
Les polysaccharides sont des sucres complexes et de grande taille, tandis que les monosaccharides et les disaccharides sont des sucres simples et de petite taille. La solution de Benedict ne fonctionne que pour les petits sucres, tels que les monosaccharides et certains disaccharides. Nous devons utiliser des tests différents pour les sucres complexes plus importants, tels que les polysaccharides et certains disaccharides. Par exemple, l'amidon est un polysaccharide, il faut donc utiliser de l'iode.
Comme nous l'avons mentionné dans l'étude approfondie ci-dessus, nous devons utiliser de l'iode pour tester l'amidon. Voyons comment utiliser l'iode pour rechercher l'amidon ;
Ajoute la substance en question à une solution (par exemple, des pommes de terre).
Ajoute des gouttes d 'iode à l'aliment en question.
Un résultat positif pour l'amidon se traduira par un changement de couleur du jaune/brun au bleu/noir.
Un résultat négatif reste jaune/marron, aucun changement de couleur n' étant observé.
Lorsque nous parlons des couleurs observées dans les changements de couleur au sein de différentes réactions, tu verras beaucoup de traits d'union (-) et de barres obliques avant (/). Quelle est la différence ? Une barre oblique avant indique que l'on peut soit ou.
Pour jaune/marron, nous pourrions voir jaune ou marron et écrire l'un ou l'autre dans la réponse à un examen . Nous pourrions aussi écrire jaune/marron comme réponse . En revanche, la présence d'un trait d'union décrit la couleur. Ainsi, le test à la flamme pour le cuivre est décrit comme bleu-vert. Nous ne pouvons pas choisir bleu ou vert ici comme réponse ; nous devons écrire vert-bleu ou bleu-vert, car ils décrivent la couleur.
Recherche de biomolécules en laboratoire
Lorsquenous recherchons des biomolécules en laboratoire, par exemple lors de travaux pratiques à l'école, nous devons respecter certainesprécautions de sécurité. Examinons quelques-unes des mesures de protection que nous devons prendre et pourquoi nous devons les prendre.
Lesirritants peuvent provoquer des démangeaisons s'ils entrent en contact avec notre peau.
Les produits chimiquescorrosifs peuvent endommager ou détruire d'autres substances s'ils entrent en contact avec elles.
Les substancesinflammables s'enflamment rapidement.
Examinons certaines des substances évoquées ci-dessus, les risques potentiels liés à leur utilisation et la façon dont nous pouvons réduire ces risques autant que possible pour effectuer un test de biomolécules sûr en laboratoire.
Tableau indiquant les dangers et les précautions associés à différents tests alimentaires :
| Solution | Risque | Précautions |
Solution de Benedict | Irritant | Évite le contact avec la peau et les yeux ; porte des lunettes de protection. |
Solution d'iode | Irritant | Éviter le contact avec la peau et les yeux ; porter des lunettes de protection |
Solution de biuret | La solution de biuret A est corrosive et la solution de biuret B est irritante. | Éviter le contact avec la peau et les yeux ; porter des lunettes de protection |
Solution de Soudan III | Inflammable | Ne pas tenir près d'une flamme allumée |
Solution d'éthanol (émulsion) | Inflammable | Ne pas tenir à proximité d'une flamme allumée |
En examinant les précautions et les risques ci-dessus, essaie de te rappeler les biomolécules que chacune des solutions sert à tester, et essaie de te rappeler les résultats d'un test positif et d'un test négatif !
Test de dépistage des biomolécules - Principaux points à retenir
- Nous pouvons tester les protéines, les graisses (lipides) et les hydrates de carbone (sucres réducteurs et non réducteurs ; amidon).
- Chacun de ces tests provoque des changements de couleur lorsqu'il est positif.
- Nous décrivons ces tests comme étant qualitatifs, car ils ne nous indiquent que la présence d'une molécule spécifique, et non la quantité de cette molécule.
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