Fiche de révision : Biologie fondamentale : molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Organisation hiérarchique du vivant
2. Atomes, ions et molécules
3. Familles de molécules du vivant
4. Eau et équilibre hydroélectrolytique
5. Dioxygène et éléments minéraux
6. Glucides et énergie
7. Protéines et enzymes
8. Lipides et membranes
9. Acides nucléiques et information génétique
10. Vitamines et fonctions biologiques

📖 1. Organisation hiérarchique du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : Naît, se développe, se reproduit et meurt, et est toujours formé de cellules.

★ À maîtriser

• 🔄 L’organisation du vivant suit une hiérarchie:
  1. Atomes
  2. Molécules
  3. Organites
  4. Cellules
  5. Tissus
  6. Organes
  7. Systèmes
  8. Organisme

Compléments

• Les tissus sont constitués de cellules du même type, tandis que les organes sont formés de différents types de tissus qui interagissent.

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → organites → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 2. Atomes, ions et molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constituant élémentaire de la matière et plus petit fragment permettant de différencier un élément chimique d’un autre.
• Molécule : Formée par l’association d’atomes liés par des liaisons covalentes, selon la valence de chaque atome.

📝 Points essentiels

• Un atome possède un noyau chargé positivement contenant des protons et des neutrons, entouré d’électrons chargés négativement.

📌 Un cation résulte de la perte d’un électron, tandis qu’un anion résulte du gain d’un électron.

💡 Astuce mémo

Cation : perte d’électron ; anion : gain d’électron

📖 3. Familles de molécules du vivant

★ À maîtriser

📌 Une molécule organique possède un squelette d’atomes de carbone, tandis qu’une molécule inorganique correspond à une substance qui n’est pas constituée de matière organique.

• Les principales molécules organiques du vivant sont:
  • Les glucides
  • Les protéines
  • Les lipides
  • Les acides nucléiques
  • Les vitamines

Compléments

• La composition massique d’une cellule est:
  • Eau : 70 %
  • Protéines : 18 %
  • Lipides : 5 %
  • Acides nucléiques : 1,35 %
  • Glucides : 2 %
  • Molécules simples : 3 %
  • Ions minéraux : 1 %

💡 Astuce mémo

Organique = squelette carboné ; inorganique = matière minérale

📖 4. Eau et équilibre hydroélectrolytique

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Constituée d’un solvant et d’un ou plusieurs solutés, le solvant diluant ou extrayant les solutés sans se modifier lui-même.

• Équilibre hydroélectrolytique : Régulation de la répartition de l’eau et des électrolytes dans les trois compartiments liquidiens de l’organisme.

★ À maîtriser

• L’eau est le principal constituant de la matière vivante et sa proportion dépend de l’âge, du sexe et de la masse adipeuse.

• L’hydrolyse clive une liaison par ajout d’une molécule d’eau, tandis que la condensation forme une nouvelle liaison par déshydratation.

Compléments

• Un ionogramme mesure les électrolytes dissous dans les liquides de l’organisme, habituellement dans le plasma ou les urines, en milliéquivalents par litre.

💡 Astuce mémo

Déséquilibre ionique → perturbation des fonctions et pathologies

📖 5. Dioxygène et éléments minéraux

★ À maîtriser

• Le dioxygène représente 21 % de l’air, rejoint la circulation sanguine au niveau des alvéoles pulmonaires et est principalement transporté par l’hémoglobine des hématies.

📌 L’hypoxie est une insuffisance des apports d’oxygène aux cellules, l’hypoxémie une diminution de l’oxygène dans le sang et l’ischémie une diminution de l’apport sanguin.

Compléments

• L’azote représente 78 % de l’air et intervient dans les bases azotées de l’ADN et de l’ARN, les acides aminés des protéines et certains lipides complexes.

• Le phosphore participe au stockage de l’énergie dans l’ATP, à la phosphorylation des protéines, à la composition de l’os et à l’équilibre acido-basique.

💡 Astuce mémo

Air → alvéoles → hémoglobine → cellules → mitochondries

📖 6. Glucides et énergie

★ À maîtriser

📌 Les monosaccharides sont des sucres simples, les oligosaccharides contiennent de 2 à 10 unités et les polysaccharides contiennent plus de 10 unités glucidiques.

• Les glucides représentent 40 à 50 % de l’énergie apportée par l’alimentation et sont stockés sous forme de glycogène dans le foie et les muscles.

Compléments

• Le saccharose est formé de glucose et de fructose, le lactose de galactose et de glucose, et le maltose de deux molécules de glucose.

💡 Astuce mémo

Oses → oligosaccharides → polysaccharides

📖 7. Protéines et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Macromolécule constituée d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et produite à partir de l’information génétique de l’ADN.
• Enzyme : Biocatalyseur protéique spécifique d’un substrat, qui transforme ce substrat en produit.

📝 Points essentiels

• Vingt acides aminés entrent dans la composition des protéines, dont 9 sont essentiels et doivent être apportés par l’alimentation.

• La structure d’une protéine comprend une structure primaire, une structure secondaire, une structure tertiaire et éventuellement une structure quaternaire composée de plusieurs chaînes polypeptidiques.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → chaîne → structures secondaire, tertiaire, quaternaire

📖 8. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipide : Possède une tête polaire hydrophile et une queue apolaire hydrophobe.

📝 Points essentiels

• Les lipides représentent environ 20 % du poids du corps, sont insolubles dans l’eau et solubles dans des solvants organiques apolaires.

• Les lipides servent de réserve énergétique sous forme de triglycérides, constituent les membranes cellulaires sous forme de phospholipides, précèdent certaines hormones et transportent les vitamines A, D, E et K.

📌 Un acide gras saturé possède uniquement des liaisons simples, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons.

💡 Astuce mémo

Acide gras saturé : liaisons simples ; insaturé : doubles liaisons

📖 9. Acides nucléiques et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’un pentose, d’une base azotée et d’un groupement phosphate.
• ADN : Molécule principalement située dans le noyau, organisée en 23 paires de chromosomes et contenant l’information génétique sous forme de deux brins.

★ À maîtriser

• Les cinq bases azotées sont:

  • Adénine
  • Guanine
  • Cytosine
  • Thymine
  • Uracile

• La séquence des bases A, T, C et G des gènes détermine la séquence de chaque protéine.

Compléments

• Les ARN sont plus petits que l’ADN, sont produits dans le noyau puis exportés vers le cytoplasme, ont une durée de vie courte et comprennent notamment les ARNm, ARNt et ARNr.

💡 Astuce mémo

ADN : conserve l’information ; ARN : la relaie vers le cytoplasme

📖 10. Vitamines et fonctions biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamine : Molécule indispensable au fonctionnement de l’organisme, que celui-ci ne peut pas synthétiser ou qu’il ne produit pas en quantité suffisante.

★ À maîtriser

📌 Les vitamines hydrosolubles comprennent les vitamines B et C, tandis que les vitamines liposolubles comprennent les vitamines A, D, E et K.

• La vitamine D favorise l’absorption intestinale du calcium, régule la calcémie et participe à la calcification osseuse et à la tonicité musculaire.

Compléments

• La vitamine C participe à la synthèse du collagène et des neurotransmetteurs, possède une fonction antioxydante et favorise l’assimilation du fer, tandis que sa carence provoque le scorbut.

• Les excès vitaminiques peuvent provoquer des hypervitaminoses, notamment avec les vitamines A et D.

💡 Astuce mémo

Hydrosolubles : groupe B et C ; liposolubles : A, D, E et K

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des grandes familles moléculaires