L’analyse chimique de la matière vivante montre qu’elle renferme des substances minérales (eau, sels minéraux) et des substances organiques. Ces substances peuvent être identifiées par plusieurs méthodes.

1. LES SUBSTANCES MINÉRALES

Les substances minérales sont incombustibles.

1.1. L’EAU

C’est le constituant le plus abondant des êtres vivants. Elle s’y trouve dans des proportions différentes selon les organismes. Par exemple, l’eau constitue environ 75 % environ du poids corporel de l’homme. Dans les fruits charnus, l’eau constitue 80 à 90 % de leur poids. L’eau joue un rôle fonctionnel car elle permet de nombreuses réactions chimiques cellulaires. Elle assure le transport de certaines substances.

1.2. LES SELS MINÉRAUX

Ils peuvent se retrouver à l’état solide (phosphates et carbonates de calcium du squelette) mais aussi en solution sous forme d’ions (chlorures Cl^–, sulfate SO₄^2-, phosphate PO₄^3-, nitrate NO₃^–, potassium K⁺, magnésium Mg²⁺, calcium Ca²⁺). La quantité de sels minéraux contenus dans un fragment d’organisme est connu en faisant brûler puis en analysant les cendres.

• Mise en évidence des sels minéraux

2. SUBSTANCES ORGANIQUES OU BIOMOLÉCULES

 L’étude de la composition chimique des êtres vivants permet d’identifier trois grands groupes de substances organiques : les glucides, les lipides et les protides.

2.1. LES GLUCIDES

Ce sont des composés renfermant le carbone, le dihydrogène et le dioxygène (C, H,O). Ce sont des hydrates de carbone. Ce sont des composés ternaires. Le groupe des glucides est subdivisé en oses, diosides et polyosides.

2.1.1. Les oses ou sucres simples

Ils sont classés selon le nombre d’atomes de carbone présents dans leurs molécules (3 à 7). Les plus importants du point de vue biologique sont les hexoses. Ils ont pour formule brute C₆H₁₂O₆. Ce sont le glucose, le fructose et le galactose. Ces hexoses ont une saveur sucrée et en présence de la liqueur de Fehling à chaud donnent un précipité rouge brique. Ils forment avec de l’eau une solution vraie : c’est-à-dire une solution dans laquelle on ne distingue pas le soluté du solvant.

2.1.2. Les diosides

Il représente l’association de deux molécules d’hexoses. On distingue trois diosides : saccharose, maltose et lactose. Ce sont des isomères ayant pour formule C₁₂H₂₂O₁₁. Pour les distinguer, il faut procéder à leur hydrolyse.

• L’hydrolyse du saccharose donne une molécule de glucose et une molécule de fructose.
• L’hydrolyse du maltose donne deux molécules de glucose.
• L’hydrolyse du lactose donne une molécule de glucose et une molécule de galactose.

Le maltose et le lactose sont des sucres réducteurs autant que les hexoses car en présence de la liqueur de Fehling, on obtient un précipité rouge brique. Cependant, le saccharose n’est pas un sucre réducteur. Les diosides forment avec l’eau une solution vraie.

2.1.3. Les polyosides

On distingue trois polyosides. Il s’agit de l’amidon, du glycogène et de la cellulose. Ce sont des isomères de formule brute (C₆H₁₀O₅)_n. Les polyosides sont formés de plusieurs molécules de glucoses.

L’amidon réagit avec de l’eau iodée pour donner une coloration bleue. Lorsque la poudre d’amidon est répandue dans de l’eau froide, on obtient une solution colloïdale (fausse solution) appelée lait d’amidon. Si on chauffe le lait d’amidon, on obtient une solution appelée empois d’amidon. L’amidon est le sucre de réserve chez les végétaux et son hydrolyse complète conduit au glucose.

Le glycogène est l’équivalent animal de l’amidon : c’est le sucre de réserve chez les animaux. Le glycogène réagit avec l’eau iodée pour donner une coloration brun- acajou.

La cellulose participe à l’architecture des parois cellulaires. Elle ne peut être digérée par l’Homme mais facilite la digestion et le transit des aliments dans le tube digestif.

2.2. LES LIPIDES

Ils sont formés des mêmes éléments chimiques principaux que les glucides. Ce sont des substances insolubles dans l’eau avec laquelle elles forment des émulsions. Les lipides sont solubles dans la plupart des solvants organiques tels que l’éther, le chloroforme, l’alcool et l’acétone. Les lipides sont des esters d’acide gras et d’alcool. La réaction qui aboutit à leur formation est l’estérification :

R– OH + R’–COOH —————–>    R – COO – R’

Les lipides laissent sur du papier une tâche translucide qui ne disparaît pas à chaud. Ils sont colorés en rouge par le rouge soudan III. Ils forment avec l’eau un mélange hétérogène.

2.3. LES PROTIDES

Ce sont les substances organiques les plus abondantes de la matière vivante. Ils sont constitués de quatre éléments fondamentaux : le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. Ce sont des composés quaternaires Quelquefois, certaines protéines renferment du soufre et du phosphore. Les protides sont des acides aminés ou des polymères d’acides aminés.

2.3.1. Les acides aminés

Ils sont au nombre de 20 dans la matière vivante ; Ce sont les molécules protidiques les plus simples. Ils ont pour formule : NH₂ – CHR – COOH où ­– COOH est le groupement fonctionnel acide, NH₂ – le groupement fonctionnel amine et R un radical variable qui dépend de l’acide aminé considéré. Il existe 20 radicaux différents correspondant aux 20 acides aminés.

2.3.2. Les peptides

Les acides aminés s’unissent les uns aux autres à travers des liaisons peptiques. Ces liaisons s’établissent à travers le groupement carboxylique du premier acide aminé et le groupement amine du second acide aminé.

2.3.3. Les protéines

Ce sont des polypeptides renfermant plus d’une cinquantaine d’acides aminés. Les protéines sont des macromolécules qui constituent plus de la moitié du poids sec de l’organisme. Elles sont mise en évidence par la réaction Xanthoprotéique (acide nitrique HNO₃ et ammoniac NH₄OH ; jaune serein puis jaune orangé) et la réaction de Biuret (sulfate de cuivre CuSO₄ et soude ; bleu puis violette).