Molécules constitutives du vivant

Les molécules constitutives du vivant

I. Introduction 1. Atome C’est la plus petite partie de la matière Sphère dont le diamètre est une dizaine de nanomètres. On peut comparer l’atome à un système solaire : soleil = noyau, planètes = électrons Dans le noyau de l’atome on trouve les protons (charge positive) et les neutrons (neutre) Le nombre d’électrons est toujours égal au nombre de protons -> maintient de la neutralité. Pour les atomes qui ont le même nombre de protons et d’électrons mais le nombre de neutrons diffère alors on parle d’isotopes.(les isotopes sont radioactifs et utilisés dans le domaine médical) 4 isotopes de l’hydrogène : hydrogène 1 = protium Hydrogène 2 = deutérium Hydrogène 3 = tritium Hydrogène 4 = quaternium Hydrogène 7 Isotopes de l’iode : iode 131 : utilisé en médecine

Dans le tableau périodique : X= élément A (en haut) = masse atomique (nombre de nucléons) Z (en bas) = nombre de protons

2. Molécule Assemblage d’au moins 2 atomes reliés entre eux par des liaisons covalentes. La liaison covalente est stable -> très difficile à détruire. En fonction de l’atome qui forme ces liaisons covalentes on peut avoir des liaisons covalentes simples, doubles ou triples. Les liaisons hydrogènes sont des liaisons très faciles à rompre (ex : H20)

Représentation des molécules : - formule brute : C2H6O - formule semi-développée : CH3 – CH2 - OH - formule développée : schéma représentant toutes les liaisons

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Ces les groupements d’atomes qui constituent la nature de la molécule.

O-H = fonction alcool C-O-C = fonction ether-oxyde C=O = fonction aldéhyde Fonction acide carboxylique Fonction cétone Fonction ester Fonction amine Fonction phosphate

3. Ion C’est un atome qui perd / gagne un électron Cation = + Anion = - Ions monovalents = ont gagné ou perdu un seul électron : Chlore (Cl-), sodium (Na+), potassium (K+), bicarbonate Ions bivalents: calcium (Ca2+), Magnesium (Mg2+), ions sulfures (SO4 2-) Ions trivalents: PO4 3-

4. Les différents niveaux d’organisation - Niveau Chimique = atomes et les molécules - Niveau Cellulaire = molécules qui se sont constituées pour former une cellule - Niveau Tissulaire = ensemble de cellules identiques (4 tissus primaires dans le corps humain) - Niveau Organique = dans chaque organe au moins deux types de tissus - Niveau Systémique - Niveau organisme entier

5. Matière vivante et non-vivante Toute matière est constituée de molécules. On classe les molécules en 2 types : organiques et inorganiques. Le corps humain est constitué à 96% d’oxygène, de carbone, d’hydrogène et d’azote.

II. Molécules inorganiques Ces molécules ne possèdent pas d’atome de carbone dans leur structure. Eau, Sel, Acides, Bases Les acides, les bases et le sel sont capables de se dissocier dans l’eau : les liaisons se cassent -> les atomes se retrouvent éloignés les uns des autres.

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1. Eau Le composant essentiel du corps humain. Maintient de l’équilibre hydrique très important. Quantité moyenne d’eau dans l’organisme = 65% Les apports en eau sont : l’alimentation, les boissons et le métabolisme. On recommande de boire 1l à 1,5l d’eau par jour. Les pertes en eau : fèces, transpiration, urines

Rôles de l’eau : § Solvant : liquide qui dissout les molécules sans les modifier et sans se modifier lui-même. § Siège des réactions chimiques dans deux types de réactions : les réactions d’hydrolyse (dégradations de molécules) et de déshydratation § Absorbe et libère de la chaleur : elle permet de minimiser toutes les variations de température dans le corps : régulation thermique § Cohésion entre les molécules d’eau § Lubrification : elle se mélange avec le mucus, cela permet le transport des aliments

2. Oxygène (O ou O2) Il est indispensable au cycle de vie car tous les végétaux capables de faire de la photosynthèse libèrent de l’o2 de l’atmosphère, les plantes et animaux utilisent cet oxygène en respirant. C’est le composant essentiel des molécules (23% de l’air sous forme de dioxygène, 62,5 % de la masse du corps humain) L’ozone (trioxygène O3) est un gaz toxique Nécessaire pour le métabolisme car il sert dans les réactions de synthèse et de dégradation.

Trajet de l’O dans le corps : Il passe soit du poumon au sang, soit du sang aux cellules. Dans ce dernier cas soit l’oxygène est dissout dans le liquide soit il est combiné à l’hémoglobine (95% du transport de l’oxygène dans le corps)

Dans conditions de repos : 1/3 de l’oxygène passe dans le sang et 2/3 est expiré

3. Carbone (C ou C02)

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Composant essentiel des molécules organiques (mais lorsque l’atome est tout seul il est inorganique) Il est toujours incorporé dans les molécules, on le trouve jamais à l’état libre. De nombreux rôles : dans le cycle respiratoire, la photosynthèse, il peut intervenir dans la modification du pH (car il peut se lier avec de nombreux atomes d’hydrogène) Le monoxyde carbone (CO) est incolore et inodore, extrêmement toxique car il a une plus forte affinité avec l’hémoglobine que l’oxygène)

4. Hydrogène (H ou H2) Composant de l’eau et des molécules organiques Essentiel pour la formation de l’ATP (si pas d’hydrogène pas d’ATP, si pas d’ATP pas de réactions chimiques)

5. Azote (N ou N2) Composant des acides aminés, des protéines et des acides nucléiques Il est essentiel dans le maintient de l’homéostasie (équilibre dynamique)

Nitrate et nitrite : ces deux molécules sont les substances chimiques de l’azote. Nitrate = forme la plus stable de l’azote Nitrite = forme la plus toxique de l’azote Les nitrates et les nitrites sont de nombreux effets sur la santé : Nitrites : réactions avec l’hémoglobine du sang (diminution des capacités du transport de l’oxygène -> cette maladie s’appelle la methémoglobine) Nitrates : peuvent provoquer un manque de vitamines A et diminuent le fonctionnement de la glande thyroïde Les nitrates et les nitrites peuvent entrainer la production de nitrosamines qui seraient la formation des molécules de base dans la plupart des cancers.

6. Phosphore (P) Composant important des os, dents, des protéines et des acides nucléiques Présent dans l’ATP Assimilé sous

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