Fiche de révision : Chimie du vivant

📋 Plan du Cours

1. Structure et neutralité de l’atome
2. Ions et liaisons chimiques
3. Formation et représentation des molécules
4. Eau, solutions et bilan hydrique
5. Osmose et équilibre cellulaire
6. Rôles de l’eau et transport du CO₂
7. Éléments minéraux et vitamines

📖 1. Structure et neutralité de l’atome

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Comprend un noyau constitué de protons positifs et de neutrons sans charge, entouré d’un nuage électronique constitué d’électrons négatifs.

★ À maîtriser

📌 La couche externe occupée d’un atome détermine sa réactivité chimique.

📌 Un atome électriquement neutre possède autant de protons que d’électrons.

Compléments

• La première couche électronique peut contenir au maximum 2 électrons, tandis que la deuxième peut en contenir 8.

• Pour le carbone représenté, le nombre de masse est A = 12 et le numéro atomique est Z = 6.

💡 Astuce mémo

Un noyau central entouré d’un nuage d’électrons

📖 2. Ions et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cation : Ion positif formé par un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons, comme Na⁺, Ca²⁺ ou K⁺.
• Anion : Ion négatif formé par un atome qui a gagné un ou plusieurs électrons, comme Cl⁻ ou F⁻.

📝 Points essentiels

📌 Un atome est plus stable lorsque sa couche externe est complète, avec 8 électrons selon la règle de l’octet ou 2 électrons pour la première couche.

• Les trois types de liaisons chimiques sont:
  • les liaisons covalentes, fortes et fondées sur le partage d’électrons
  • les liaisons hydrogène, qui donnent notamment à l’eau ses propriétés particulières
  • les liaisons ioniques, faibles et situées entre molécules

💡 Astuce mémo

Cation : perte d’électrons et charge positive ; anion : gain d’électrons et charge négative

📖 3. Formation et représentation des molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule organique : Comporte des atomes de carbone et d’hydrogène liés entre eux ; sinon, elle est inorganique.
• Valence : Nombre de liaisons qu’un atome peut contracter.

★ À maîtriser

📌 Dans une molécule, chaque atome met en commun ses électrons périphériques avec d’autres atomes afin de compléter sa couche à 8 électrons selon la règle de l’octet.

• Les représentations moléculaires se distinguent ainsi: la formule brute indique la nature et le nombre des atomes, la formule semi-développée indique les groupements d’atomes et leur enchaînement, la formule développée représente chaque atome et chaque liaison dans l’espace

Compléments

• La formule brute du glucose est C₆H₁₂O₆.

💡 Astuce mémo

Brute → semi-développée → développée : de la composition vers l’agencement complet

📖 4. Eau, solutions et bilan hydrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Composée d’un solvant, majoritairement l’eau, et d’un ou plusieurs solutés dissous.
• Électrolyte : Soluté qui se dissocie en ions dans l’eau.

★ À maîtriser

• L’eau corporelle diminue avec l’âge et se répartit entre le compartiment intracellulaire et le compartiment extracellulaire, qui comprend le plasma, le liquide interstitiel et la lymphe.

• Le bilan hydrique correspond à l’équilibre entre les entrées et les sorties d’eau.

Compléments

📐 Formule — La concentration massique d’une solution s’exprime en $g/L$.

• Les entrées exogènes comprennent environ 1,5 L/j de boissons et 0,8 à 1,1 L/j d’eau des aliments, tandis que les entrées endogènes fournissent 0,2 à 0,5 L/j par le métabolisme cellulaire.

• Les principales sorties hydriques sont:

  • les urines, environ 1,5 L/j
  • la sudation
  • la respiration
  • les selles

💡 Astuce mémo

Entrées d’eau → équilibre hydrique → sorties rénales et extrarénales

📖 5. Osmose et équilibre cellulaire

★ À maîtriser

• Lors de l’osmose, l’eau traverse une membrane semi-perméable en réponse à une différence de concentration en solutés.

• Les effets de la tonicité sur les hématies sont:

  • solution hypertonique : l’eau sort et les hématies se rétractent, devenant crénelées
  • solution hypotonique : les hématies gonflent
  • solution isotonique : les hématies gardent leur forme biconcave et il n’y a pas de mouvement net d’eau

Compléments

• L’eau pure peut faire éclater les globules rouges d’un patient, ce qui justifie l’utilisation du sérum physiologique.

💡 Astuce mémo

Hypertonique : l’eau sort ; hypotonique : l’eau entre ; isotonique : pas de mouvement net

📖 6. Rôles de l’eau et transport du CO₂

★ À maîtriser

• Les principaux rôles de l’eau sont: le transport des substances dans le sang et la lymphe et la thermorégulation, le milieu de la plupart des réactions du métabolisme, la lubrification par le liquide synovial et la protection mécanique, le rôle de solvant des réactions d’hydrolyse

• Le CO₂ est transporté sous trois formes:

  • 7 % dissous dans le plasma
  • 70 % sous forme d’ions HCO₃⁻
  • 23 % fixé sur l’hémoglobine

• Le dioxyde de carbone produit par l’organisme est éliminé à l’expiration par les poumons.

Compléments

📐 Formule — Dans l’eau, le dioxyde de carbone suit les équilibres $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+$.

💡 Astuce mémo

CO₂ dissous → H₂CO₃ → HCO₃⁻ ou fixation à l’hémoglobine

📖 7. Éléments minéraux et vitamines

🔑 Notions clés & Définitions

• Macroéléments : Comme le calcium, le phosphore, le potassium, le sodium, le chlore et le magnésium, représentent environ 3,5 % de la masse de l’organisme, sont apportés par l’alimentation à plus de 50 mg/jour et ont des rôles structuraux et fonctionnels.
• Oligoéléments : Comme le fer, l’iode, le cuivre, le zinc et le fluor, sont présents en très faible quantité, exprimée en mg ou en μg, et ne sont pas synthétisés par l’organisme ; leur carence ou leur excès peut provoquer des troubles.
• Vitamines : Molécules organiques indispensables au métabolisme et non synthétisées par l’organisme.

📝 Points essentiels

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

💡 Astuce mémo

Macroéléments en quantité importante ; oligoéléments en traces ; vitamines indispensables mais non synthétisées

📊 Tableaux de synthèse

Effets de l’osmose sur les hématies