Fiche de révision : Biomolécules et fonctions vitales

📋 Plan du Cours

1. Éléments chimiques du vivant
2. Protéines et fonctions cellulaires
3. Lipides et énergie
4. Glucides et réserves énergétiques
5. Acides nucléiques et information génétique
6. Eau et compartiments liquidiens
7. Ions et minéraux essentiels
8. Oligoéléments et vocabulaire ionique
9. Radicaux libres et antioxydants

📖 1. Éléments chimiques du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Ionisation : Processus par lequel un atome perd ou gagne des électrons et devient un ion positif ou négatif.

★ À maîtriser

• Les éléments chimiques du vivant sont classés en éléments majeurs, éléments mineurs et éléments obligatoires.

• Les éléments majeurs du vivant sont:

  • l’oxygène (O) à 6,5 %
  • le carbone (C) à 18,5 %
  • l’hydrogène (H) à 9,5 %
  • l’azote (N) à 3,2 %

Compléments

📌 Un radical libre est une espèce ionique très instable et nocive pour les molécules environnantes, notamment l’ADN, les protéines et les lipides membranaires, tandis qu’une molécule est la combinaison de plusieurs atomes.

📖 2. Protéines et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Macromolécule dont l’unité de base est l’acide aminé et qui contient principalement du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote, parfois du soufre.

📝 Points essentiels

• Il existe 20 acides aminés distincts, dont 8 sont essentiels parce que l’organisme ne peut pas les fabriquer et doit les recevoir par l’alimentation.

• La structure d’une protéine détermine ses fonctions, et la modification d’un seul acide aminé ou de leur ordre d’enchaînement peut modifier ses propriétés.

• Les protéines assurent des rôles:

  • structuraux
  • moteurs
  • de transport
  • de messagers chimiques
  • de récepteurs de signaux
  • de défense immunitaire
  • de catalyse enzymatique

💡 Astuce mémo

Structure → mouvement → transport → signal → défense → catalyse

📖 3. Lipides et énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipide : Molécule constituée principalement de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, parfois de phosphore, et généralement hydrophobe.

📝 Points essentiels

• Les quatre grands groupes de lipides sont:
  • les acides gras
  • les triglycérides
  • les phospholipides
  • les stéroïdes

📌 Les acides gras saturés sont associés à une augmentation du risque de cardiopathie, les monoinsaturés à une diminution de ce risque, tandis que les acides gras trans augmentent le cholestérol et le risque cardiovasculaire.

📐 Formule — La valeur énergétique est de $1\,\text{g de lipides}=9\,\text{Kcal}$, contre $1\,\text{g de glucides}=4\,\text{Kcal}$, $1\,\text{g de protides}=4\,\text{Kcal}$ et $1\,\text{g d’alcool}=7\,\text{Kcal}$.

💡 Astuce mémo

Saturés : risque accru ; monoinsaturés : risque diminué

📖 4. Glucides et réserves énergétiques

📝 Points essentiels

📌 Les glucides sont classés en glucides simples et glucides complexes selon leur structure.

• Les principaux glucides simples sont:

  • le glucose
  • le fructose
  • le galactose
  • le saccharose
  • le lactose
  • le maltose

• Le glycogène est le principal polysaccharide du corps humain et constitue une réserve de glucose dans le foie et les muscles.

• Les glucides ont un rôle énergétique de 4 Kcal par gramme et un rôle structural, et le glucose est la forme utilisable par l’organisme après le métabolisme des autres glucides.

💡 Astuce mémo

Glycogène chez l’animal, amidon chez le végétal

📖 5. Acides nucléiques et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide nucléique : Macromolécule constituée de nucléotides et support de l’information génétique.

★ À maîtriser

📌 L’ADN contient du désoxyribose et forme une double hélice, tandis que l’ARN contient du ribose et présente une structure simple brin qui se replie sur elle-même.

• 🔄 L’expression d’un gène aboutit à une protéine en faisant intervenir:
  1. l’ADN
  2. les différents types d’ARN
  3. les acides aminés
  4. la synthèse d’une protéine

Compléments

• Les nucléotides sont composés d’une base azotée, d’un sucre — ribose dans l’ARN ou désoxyribose dans l’ADN — et de phosphore.

💡 Astuce mémo

ADN double brin, ARN simple brin

📖 6. Eau et compartiments liquidiens

★ À maîtriser

• L’eau est une molécule composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène, soit $H_2O$.

• Le milieu intracellulaire contient 75 à 90 % d’eau, tandis que le plasma sanguin contient 91,5 % d’eau.

• L’eau agit comme solvant, participe aux réactions d’hydrolyse, contribue à la thermorégulation par l’évaporation de la transpiration et sert de lubrifiant, notamment dans le liquide synovial.

Compléments

• La proportion d’eau corporelle est de:
  • 75 % chez le nourrisson
  • 70 % chez l’enfant
  • 51 % chez la femme adulte
  • 61 % chez l’homme adulte

💡 Astuce mémo

Intracellulaire → interstitiel → lymphatique → plasmatique

📖 7. Ions et minéraux essentiels

★ À maîtriser

• Les ions participent:
  • à l’équilibre hydroélectrolytique
  • à la genèse de l’influx nerveux
  • au transport à travers la membrane cellulaire
  • à la contraction musculaire

📌 Le principal cation extracellulaire est le sodium (Na⁺), tandis que le principal cation intracellulaire est le potassium (K⁺).

Compléments

• Le calcium intervient dans la coagulation du sang, l’os, la contraction musculaire et la conduction synaptique, avec une concentration sanguine de 2,2 à 2,6 mmol/L.

• Les concentrations sanguines normales sont de:

  • 3,5 à 4,5 mmol/L pour le potassium
  • 135 à 145 mmol/L pour le sodium
  • 0,7 à 1,1 mmol/L pour le magnésium
  • 95 à 105 mmol/L pour le chlore

💡 Astuce mémo

Na⁺ extracellulaire, K⁺ intracellulaire

📖 8. Oligoéléments et vocabulaire ionique

🔑 Notions clés & Définitions

• Oligoélément : Élément minéral présent en quantité infime, indispensable aux mécanismes vitaux et non synthétisable par l’organisme.

★ À maîtriser

• Les oligoéléments servent notamment de cofacteurs enzymatiques, de constituants de certaines vitamines, de défense contre les radicaux libres et de transporteurs d’oxygène, comme le fer dans l’hémoglobine.

Compléments

• La natrémie désigne la quantité d’ions sodium dans le sang, tandis que la natriurie désigne leur quantité dans les urines.

• Le vocabulaire biologique distingue:

  • la kaliémie : potassium sanguin
  • la kaliurie : potassium urinaire
  • la calcémie : calcium sanguin
  • la calciurie : calcium urinaire
  • la magnésémie : magnésium sanguin
  • la chlorémie : chlore sanguin

📖 9. Radicaux libres et antioxydants

🔑 Notions clés & Définitions

• Radical libre : Molécule instable qui, en excès, provoque un stress oxydatif et accélère le vieillissement cellulaire.

★ À maîtriser

📌 Les radicaux libres peuvent être endogènes, produits par le métabolisme ou la respiration cellulaire, ou exogènes, liés notamment au soleil, à la pollution, au tabagisme ou à une alimentation déséquilibrée.

• Les antioxydants neutralisent les radicaux libres, protègent l’ADN, les membranes cellulaires et les protéines, et réduisent les risques cardiovasculaires et cutanés.

Compléments

• Les principales sources alimentaires d’antioxydants sont:
  • les fruits
  • les légumes colorés
  • les noix
  • les légumineuses
  • les huiles végétales
  • le thé vert

💡 Astuce mémo

Excès de radicaux libres → stress oxydatif ; antioxydants → protection cellulaire

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des principaux macronutriments

Comparaison ADN et ARN