Fiche de révision : Constituants chimiques du vivant

📋 Plan du Cours

1. Éléments chimiques du vivant
2. Ions et oligoéléments
3. Eau et compartiments corporels
4. Rôles biologiques de l’eau
5. Sels minéraux et équilibre ionique
6. Molécules organiques et polymères
7. Chimie des chaînes carbonées
8. Isomérie et chiralité

📖 1. Éléments chimiques du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Macroéléments : Éléments chimiques très abondants dans la matière vivante, présents sous forme d’atomes liés par des liaisons covalentes ou sous forme d’ions.

★ À maîtriser

• Les principaux macroéléments sont:
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote
  • le soufre
  • le phosphore

Compléments

• Le carbone peut former quatre liaisons, l’oxygène deux, l’hydrogène une, l’azote trois, le soufre deux et le phosphore trois.

💡 Astuce mémo

Macroéléments abondants, oligoéléments minoritaires mais indispensables

📖 2. Ions et oligoéléments

🔑 Notions clés & Définitions

• Cation : Atome qui a perdu des électrons et porte donc une charge positive.
• Anion : Atome qui a gagné des électrons et porte donc une charge négative.
• Oligoélément : Élément présent en petite quantité dans l’organisme mais indispensable à son fonctionnement.

📝 Points essentiels

• Les oligoéléments cités comprennent:
  • le fer
  • l’iode
  • le chrome
  • le fluor
  • le zinc

💡 Astuce mémo

Perte ou gain d’électrons → formation d’ions

📖 3. Eau et compartiments corporels

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau totale corporelle : Ensemble de l’eau de l’organisme et représente généralement 60 à 70 % de la masse corporelle humaine.

★ À maîtriser

📌 Le compartiment intracellulaire contient l’eau située à l’intérieur des cellules, tandis que le compartiment extracellulaire contient l’eau située à l’extérieur des cellules.

📐 Formule — La répartition de l’eau corporelle vérifie $ETC = CIC + CEC$, et le compartiment extracellulaire vérifie $CEC = plasma + liquide\ interstitiel + lymphe$.

Compléments

• Chez une personne de 70 kg, l’eau totale corporelle est d’environ 49 L, calculée par $70 \times 0{,}7$, et le compartiment extracellulaire représente environ 14 L, calculés par $70 \times 0{,}2$.

💡 Astuce mémo

ETC = CIC + CEC ; CEC = plasma + liquide interstitiel + lymphe

📖 4. Rôles biologiques de l’eau

★ À maîtriser

• L’eau est un solvant qui dissout de nombreuses substances, notamment le dioxyde de carbone, le dioxygène et le glucose, et qui facilite la dissociation et la diffusion des sels.

• L’eau participe aux réactions d’hydrolyse, dans lesquelles une molécule d’eau permet de rompre une liaison chimique.

📌 Dans une réaction acido-basique, un acide perd un proton H+ tandis qu’une base capte un proton H+.

Compléments

• L’eau possède une forte capacité thermique qui amortit les variations de température et permet l’évacuation de chaleur par évaporation de la sueur.

💡 Astuce mémo

STAP : solvant, transport, activité chimique, protection

📖 5. Sels minéraux et équilibre ionique

★ À maîtriser

📌 Les sels minéraux existent soit sous forme d’ions dissous dans l’eau, soit sous forme de cristaux insolubles comme l’hydroxyapatite de calcium des os.

• L’hydroxyapatite de calcium des os a pour formule $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$.

📌 Les différences de concentration ionique entre l’intérieur et l’extérieur des cellules sont maintenues par des pompes qui nécessitent de l’énergie et sont essentielles à la transmission nerveuse et à la contraction musculaire.

Compléments

• Les sels minéraux représentent environ 1 % de la masse corporelle et constituent une grande partie des ions des milieux intracellulaire et extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Ions dissous dans l’eau, cristaux insolubles dans les os

📖 6. Molécules organiques et polymères

🔑 Notions clés & Définitions

• Polymère : Molécule constituée d’un grand nombre d’unités structurales identiques ou semblables reliées par des liaisons covalentes.
• Monomère : Unité structurale simple qui peut s’associer à d’autres unités pour former un polymère.

★ À maîtriser

• Les quatre grandes catégories sont:
  • les protides
  • les glucides
  • les acides nucléiques
  • les lipides

📌 La condensation assemble des monomères en libérant de l’eau, tandis que l’hydrolyse dégrade les polymères en utilisant de l’eau.

Compléments

• Les monomères cités sont:
  • le glucose
  • le galactose
  • le fructose

💡 Astuce mémo

Monomères → condensation → polymères ; hydrolyse → monomères

📖 7. Chimie des chaînes carbonées

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaîne carbonée : Structure formée par des atomes de carbone associés les uns aux autres et constituant une base commune des molécules organiques du vivant.
• Groupe fonctionnel : Ensemble d’atomes au sein d’une molécule qui lui confère des propriétés chimiques particulières.

📝 Points essentiels

• Les éléments présents peuvent être:
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote
  • le soufre
  • le phosphore

💡 Astuce mémo

Une chaîne carbonée portant des groupes fonctionnels comme des pendentifs

📖 8. Isomérie et chiralité

🔑 Notions clés & Définitions

• Isomère : Molécule qui possède la même formule brute qu’une autre molécule mais une structure différente.
• Chiralité : Molécule qui possède un carbone asymétrique portant quatre groupements différents.

📝 Points essentiels

📌 Deux énantiomères sont des isomères optiques images l’un de l’autre dans un miroir et non superposables.

💡 Astuce mémo

Même formule brute, structure différente ; énantiomères, images non superposables

📊 Tableaux de synthèse

Compartiments de l’eau corporelle