Fiche de révision : Biochimie et biologie fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Atomes et éléments biologiques
2. Eau et éléments minéraux
3. Molécules biologiques majeures
4. Glucides protéines et lipides
5. ATP et métabolisme énergétique
6. Métabolisme selon les états
7. Quantification biochimique

📖 1. Atomes et éléments biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constitué de protons positifs et de neutrons neutres dans le noyau, ainsi que d’électrons négatifs autour du noyau.

★ À maîtriser

• Les quatre éléments majeurs sont:
  • le carbone (C)
  • l’hydrogène (H)
  • l’oxygène (O)
  • l’azote (N)

Compléments

• Les principaux éléments minéraux cités sont:
  • le calcium (Ca)
  • le phosphore (P)
  • le fer (Fe)
  • le zinc (Zn)
  • le cuivre (Cu)
  • le fluor (F)

📖 2. Eau et éléments minéraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrolytes : Éléments minéraux présents en solution sous forme d’ions.
• Eau : (H2O) représente environ 60 à 70 % du poids corporel et sert de solvant, de moyen de transport, de milieu réactionnel, de thermorégulateur et de lubrifiant articulaire.

📝 Points essentiels

• Les éléments minéraux cités sont:

  • le sodium (Na+)
  • le potassium (K+)
  • le chlore (Cl−)
  • le calcium (Ca2+)
  • le magnésium (Mg2+)
  • le soufre (S)

• Les rôles des éléments minéraux comprennent:

  • l’équilibre hydrique
  • l’équilibre acido-basique
  • la transmission nerveuse
  • la contraction musculaire
  • l’activité enzymatique

📖 3. Molécules biologiques majeures

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbone : Élément de la matière vivante capable de former plusieurs liaisons chimiques et constituant le squelette des glucides, des lipides, des protéines et des acides nucléiques.

📝 Points essentiels

• Le phosphore participe à:

  • la minéralisation osseuse
  • la constitution de l’ADN et de l’ARN
  • la constitution de l’ATP
  • la constitution des phospholipides

• L’oxygène (O2) est indispensable à la respiration cellulaire, tandis que le dioxyde de carbone (CO2) est un déchet du métabolisme et un acteur clé du pH sanguin.

📖 4. Glucides protéines et lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines : Formées d’acides aminés et comprenant notamment les enzymes, qui catalysent les réactions chimiques essentielles.

★ À maîtriser

• La structure primaire d’une protéine correspond à la séquence des acides aminés, tandis que la structure secondaire correspond à un premier pli formant notamment des hélices α ou des feuillets β.

• Les glucides se déclinent en trois tailles:

  • oses simples : glucose, fructose et galactose
  • disaccharides : maltose et lactose
  • polysaccharides : amidon

• Les lipides sont hydrophobes, comprennent notamment les glycérides, les glycérophospholipides et le cholestérol, et constituent le nutriment ayant la plus haute valeur énergétique.

Compléments

• Le corps utilise 20 acides aminés différents pour former les protéines.

• Un glycéride associe un glycérol et des acides gras, un glycérophospholipide participe à la membrane cellulaire et le cholestérol est un précurseur des hormones stéroïdes.

💡 Astuce mémo

Glucides énergétiques, protéines structurales et catalytiques, lipides hydrophobes et énergétiques

📖 5. ATP et métabolisme énergétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Ou adénosine triphosphate, est une petite molécule qui sert de source d’énergie pour la quasi-totalité des réactions cellulaires et possède trois groupements phosphate.

📝 Points essentiels

• 🔄 La respiration cellulaire se déroule en trois étapes:

  1. la glycolyse
  2. le cycle de Krebs
  3. la chaîne respiratoire et la phosphorylation oxydative

• La glycolyse se déroule dans le cytoplasme : une molécule de glucose à six carbones est oxydée et coupée en deux molécules de pyruvate, avec production de deux molécules d’ATP et de NADH.

• Le cycle de Krebs se déroule dans la matrice de la mitochondrie, où le pyruvate est transformé puis dégradé, avec libération de CO2 et production de peu d’ATP et de NADH et FADH2.

• Dans la chaîne respiratoire, les électrons des NADH et FADH2 passent par une série de protéines de la membrane interne mitochondriale et l’oxygène accepte les électrons pour former de l’eau.

💡 Astuce mémo

Glycolyse → Krebs → chaîne respiratoire

📖 6. Métabolisme selon les états

★ À maîtriser

• Au repos, le métabolisme consomme principalement des lipides.

• À l’exercice, l’organisme consomme du glucose sanguin, du glucose hépatique, des acides gras et du glucose musculaire.

• Pendant le jeûne, l’organisme consomme d’abord du glucose sanguin, hépatique et musculaire, puis des lipides et enfin des protéines.

Compléments

• Après un repas, l’organisme reconstitue ses stocks grâce à l’insuline.

💡 Astuce mémo

Repos → exercice → jeûne → post-repas

📖 7. Quantification biochimique

🔑 Notions clés & Définitions

• Concentration molaire : Le nombre de moles d’une substance par litre, exprimé en mol/L, avec des unités dérivées comme mM/L, µM/L et nM/L.
• Concentration massique : La masse totale d’une substance par litre, exprimée notamment en g/L, mg/L ou ng/L.
• Activité : Mesure l’activité biologique d’une enzyme ou d’une hormone et s’exprime en unité internationale par litre, ou UI/L.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour le glucose, $1\,\mathrm{g/L}=5{,}55\,\mathrm{mmol/L}$ et $1\,\mathrm{mmol/L}=0{,}18\,\mathrm{g/L}$.

Compléments

📐 Formule — Pour le glucose, $1\,\mathrm{mg/dL}=0{,}0555\,\mathrm{mmol/L}$ et $1\,\mathrm{mmol/L}=18{,}018\,\mathrm{mg/dL}$.

📐 Formule — Pour le glucose, $1\,\mathrm{g/L}=100\,\mathrm{mg/dL}$.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des concentrations