Fiche de révision : Chimie du vivant

📋 Plan du Cours

1. Niveaux d’organisation et atome
2. Éléments et liaisons chimiques
3. Acides aminés et protéines
4. Glucides et fonctions biologiques
5. Métabolisme énergétique des glucides
6. Lipides et structures membranaires

📖 1. Niveaux d’organisation et atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Possède un noyau constitué de protons chargés positivement et de neutrons sans charge, ainsi qu’un nuage électronique formé d’électrons chargés négativement qui gravitent autour du noyau.

★ À maîtriser

• Les niveaux d’organisation du vivant sont:
  • les atomes
  • les molécules
  • les macromolécules
  • les cellules
  • les tissus
  • les organes
  • les organismes

Compléments

• Les protons et les neutrons constituent les nucléons.

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → macromolécules → cellules → tissus → organes → organismes

📖 2. Éléments et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison covalente : Résulte du partage de deux électrons célibataires sur les couches périphériques afin de former des molécules stables.
• Liaison ionique : Résulte de l’attraction électrique entre deux ions de charges opposées et forme une liaison très forte.

★ À maîtriser

📌 Les liaisons fortes comprennent les liaisons covalentes et ioniques, tandis que les liaisons faibles comprennent principalement les liaisons hydrophobes et hydrogène.

• Des exemples d’oligoéléments sont:
  • le fer
  • l’iode
  • le zinc
  • le sélénium

Compléments

• Les éléments cités sont (Mendeleïev):

  • les métaux : cuivre, fer, magnésium et phosphore
  • les non-métaux : carbone, azote, oxygène et soufre
  • les halogènes : chlore
  • les alcalins : hydrogène, sodium, potassium et calcium

• L’association de molécules forme un complexe moléculaire.

💡 Astuce mémo

Liaisons fortes contre liaisons faibles : beaucoup contre peu d’énergie pour les rompre

📖 3. Acides aminés et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Acides aminés : Constituants assemblés pour former les protéines, et le corps en utilise 20.
• Enzymes : Protéines qui accélèrent les réactions chimiques, nécessitent des cofacteurs comme les vitamines pour fonctionner et sont spécifiques d’un type de réaction et d’un type de substrat.

★ À maîtriser

• Les trois catégories d’acides aminés sont:
  • les essentiels
  • les conditionnellement essentiels
  • les non essentiels

📌 Les acides aminés essentiels ne sont pas synthétisés par l’organisme et doivent donc être apportés par l’alimentation, notamment par les protéines.

• 🔄 La formation d’une protéine suit les étapes:

  1. acide aminé
  2. liaison peptidique
  3. chaîne polypeptidique
  4. protéine

• Les niveaux de structure protéique comprennent: la structure primaire : séquence d’acides aminés, la structure secondaire, la structure tertiaire : repliement tridimensionnel, l’association de plusieurs chaînes polypeptidiques

• Les protéines peuvent accélérer les réactions chimiques, défendre l’organisme, assurer la communication par les récepteurs et les hormones, fournir une résistance structurale, stocker des substances dans les cellules et transporter des molécules et des ions.

📌 La fonction biologique d’une protéine dépend de son organisation structurale.

Compléments

📌 Les acides aminés conditionnellement essentiels peuvent nécessiter un apport alimentaire dans certaines situations particulières, comme le stress.

• L’hémoglobine transporte l’oxygène dans les hématies, et un manque de fer peut provoquer un essoufflement.

• Les protéines membranaires sont situées de part et d’autre de la membrane cellulaire et permettent l’entrée et la sortie des ions ainsi que l’assimilation et la transmission des signaux.

💡 Astuce mémo

Acide aminé → liaison peptidique → chaîne polypeptidique → protéine

📖 4. Glucides et fonctions biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Composés constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, également appelés sucres.
• Polymère : Assemblage de monomères reliés par des liaisons covalentes.

★ À maîtriser

📌 Dans une fonction carbonyle, l’aldéhyde est situé en bout de chaîne et s’écrit -CHO, tandis que la cétone est située au milieu de la chaîne et s’écrit -CO-.

• Les hexoses alimentaires sont:

  • le glucose
  • le fructose
  • le galactose

• Les diholosides cités sont:

  • le maltose
  • le lactose
  • le saccharose

• Les polyosides cités sont: le glycogène, présent dans le foie et les muscles, l’amidon, la cellulose

Compléments

• Les fonctions portées par les glucides peuvent être:
  • une fonction alcool
  • une fonction carbonyle
  • une fonction acide
  • une fonction aminée

💡 Astuce mémo

Glycolyse → acétyl-CoA → cycle de Krebs → chaîne de transport des électrons

📖 5. Métabolisme énergétique des glucides

★ À maîtriser

• 🔄 Le catabolisme du glucose suit quatre étapes:

  1. glycolyse
  2. formation d’acétyl-CoA
  3. cycle de Krebs
  4. chaîne de transport des électrons

• La glycolyse se déroule sans oxygène et transforme le glucose en pyruvate.

• Le cycle de Krebs se déroule en présence d’oxygène et permet un transfert d’énergie avec production de dioxyde de carbone et d’ATP.

📌 L’anabolisme du glucose synthétise du glucose en consommant de l’énergie, tandis que le catabolisme du glucose dégrade le glucose pour en récupérer.

• La glycogenèse combine des molécules non utilisées pour former une longue chaîne de glycogène, la glycogénolyse dégrade le glycogène sous l’effet du glucagon pour libérer du glucose, et la néoglucogenèse forme du glucose à partir de composés non glucidiques.

Compléments

• En présence d’oxygène, le pyruvate permet la formation d’acétyl-CoA, tandis qu’en absence d’oxygène l’effort prolongé conduit à la production d’acide lactique.

• Les glucides participent à la structure des tissus et les glycoprotéines assurent notamment la reconnaissance cellulaire, la fonction de récepteur et la protection.

• Les glycolipides participent à la reconnaissance cellulaire, à la communication entre les cellules et à la protection membranaire.

💡 Astuce mémo

Glycogenèse stocke le glucose, glycogénolyse le libère

📖 6. Lipides et structures membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Molécules hydrophobes.
• Acides gras : Possède une longue chaîne carbonée hydrophobe et une fonction acide carboxylique -COOH hydrophile.
• Triglycérides : Constitué d’un glycérol et de trois acides gras liés par des liaisons ester.
• Phospholipides : Constitué d’un glycérol, de deux acides gras, d’un acide phosphorique et d’un groupement polaire.

📝 Points essentiels

• Les stérides comprennent le cholestérol et les hormones stéroïdiennes.

💡 Astuce mémo

Acides gras hydrophobes contre groupements polaires hydrophiles

📊 Tableaux de synthèse

Principaux types de liaisons

Principaux glucides