Fiche de révision : Bases de biologie cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Atomes et liaisons chimiques
2. Éléments et eau du vivant
3. Glucides et organisation organique
4. Lipides et membranes
5. Protides et protéines
6. Acides nucléiques et enzymes

📖 1. Atomes et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochimie : Discipline qui étudie les phénomènes chimiques dont les êtres vivants sont le siège et qui sont à la base des manifestations de la vie.
• Liaison covalente : Une liaison covalente unit deux atomes qui mettent en commun une, deux ou trois paires d’électrons.

📝 Points essentiels

• Dans les molécules biochimiques non chargées, l’hydrogène forme 1 liaison covalente, l’oxygène 2, l’azote 3 et le carbone 4.

📌 La formule développée montre les atomes et leurs liaisons, tandis que la formule brute indique seulement le nombre d’atomes de chaque élément.

💡 Astuce mémo

H-O-N-C : 1, 2, 3, 4 liaisons

📖 2. Éléments et eau du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarité de l’eau : Forme asymétrique et répartition inégale des électrons donnant aux hydrogènes une charge partielle positive et à l’oxygène une charge partielle négative.

★ À maîtriser

• Les êtres vivants sont constitués de 25 éléments, dont l’oxygène, l’hydrogène, le carbone et l’azote représentent ensemble 96,3 % du total.

• Les constituants minéraux comprennent notamment:

  • l’eau
  • l’oxygène
  • le gaz carbonique
  • le chlorure de sodium
  • le phosphate tricalcique

• L’eau représente en moyenne 59 % du poids vif des cellules animales, jusqu’à 95 % chez les méduses, et 73 % chez les cellules végétales.

📌 Les substances hydrophiles sont solubles dans l’eau, tandis que les substances hydrophobes, constituées de molécules non polaires, n’ont pas d’affinité pour l’eau.

Compléments

• Les oligo-éléments sont présents à moins de 1 ‰ de la masse corporelle, mais ils sont indispensables à certaines molécules ou réactions vitales.

💡 Astuce mémo

Hydrophile dans l’eau, hydrophobe à l’écart de l’eau

📖 3. Glucides et organisation organique

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule organique : Charpente formée d’une chaîne, ramifiée ou non, d’atomes de carbone.

★ À maîtriser

📌 Les monomères sont de petites molécules organiques qui servent de sous-unités aux polymères ou macromolécules.

• La formule générale des glucides est $C_n(H_2O)_n$.

📌 Les monosaccharides sont des sucres simples, les disaccharides résultent de l’association de deux monosaccharides et les polysaccharides sont constitués d’un grand nombre de monosaccharides.

• 🔄 L’hydrolyse d’un disaccharide:
  1. consomme une molécule d’eau
  2. décompose le disaccharide
  3. produit deux monosaccharides

Compléments

• Le glucose, le fructose et le galactose sont des hexoses isomères ayant la même formule brute C6H12O6 mais des formules développées différentes.

• Les polysaccharides comprennent l’amidon, réserve de glucose des plantes, le glycogène, réserve de glucose des animaux, la cellulose, constituant principal de la paroi végétale, et la chitine, constituant principal du squelette externe des arthropodes.

💡 Astuce mémo

Monosaccharide → disaccharide → polysaccharide

📖 4. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Composés insolubles dans l’eau et solubles dans les solvants organiques, généralement caractérisés par une chaîne d’au moins huit groupes –CH2–.
• Triglycéride : Constitué d’une molécule de glycérol et de trois molécules d’acides gras.
• Phospholipide : Possède deux acides gras formant une queue hydrophobe et un groupement phosphate formant une tête hydrophile.

📝 Points essentiels

📌 Les graisses sont principalement formées d’acides gras saturés et sont semi-solides à température ordinaire, tandis que les huiles sont principalement formées d’acides gras insaturés et sont liquides.

💡 Astuce mémo

Graisses saturées solides, huiles insaturées liquides

📖 5. Protides et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Possède un carbone portant une fonction amine, une fonction acide, un hydrogène et un groupement R spécifique.

★ À maîtriser

• Il existe 20 acides aminés différents dans les protéines des êtres vivants.

• Les acides aminés s’assemblent par des liaisons peptidiques pour former successivement des dipeptides, des tripeptides et des polypeptides.

📌 La structure primaire correspond à la séquence des acides aminés, la structure secondaire à des motifs répétitifs, la structure tertiaire à la forme tridimensionnelle et la structure quaternaire à l’assemblage de plusieurs polypeptides.

Compléments

• L’insuline est une petite protéine constituée de 51 acides aminés répartis entre deux polypeptides.

• L’hémoglobine est une protéine formée de quatre polypeptides entourant quatre atomes de fer et comptant 576 acides aminés.

💡 Astuce mémo

Acide aminé → peptide → polypeptide → protéine

📖 6. Acides nucléiques et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Un nucléotide est formé d’un groupement phosphate, d’un pentose et d’une base azotée parmi la cytosine, la thymine, l’uracile, l’adénine et la guanine.
• Enzyme : Protéine qui catalyse une réaction chimique particulière en abaissant l’énergie d’activation sans être consommée par la réaction.

★ À maîtriser

📌 L’ADN contient du désoxyribose et l’ARN contient du ribose.

• Le substrat se fixe au site actif de l’enzyme, est transformé en produit, puis le produit se détache tandis que l’enzyme reste disponible.

• Les enzymes des organismes à sang chaud ont généralement une activité optimale autour de 40 °C, tandis que celles de microorganismes de sources thermales peuvent avoir une activité optimale à 80 °C ou plus.

Compléments

• L’amylase produite par les glandes salivaires catalyse l’hydrolyse de l’amidon.

💡 Astuce mémo

Forme du site actif → reconnaissance du substrat → catalyse

📊 Tableaux de synthèse

Principales catégories de molécules organiques