Fiche de révision : De l’atome aux biomolécules

📋 Plan du Cours

1. Fondements de la biologie moléculaire
2. Atomes et éléments du vivant
3. Nutriments et recommandations nutritionnelles
4. Eau et minéraux
5. Gaz et composés azotés
6. Glucides et fibres
7. Lipides et protéines
8. Acides nucléiques et vitamines

📖 1. Fondements de la biologie moléculaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochimie : Étude des processus chimiques et physico-chimiques qui se produisent dans les organismes vivants, notamment au niveau moléculaire.
• Métabolisme : Ensemble des transformations chimiques qui se produisent dans l’organisme vivant.
• Anabolisme : Ensemble des réactions biochimiques entraînant la formation des constituants du corps à partir d’éléments simples provenant de la digestion.
• Catabolisme : Dégradation de molécules complexes en molécules simples avec libération d’énergie et formation de déchets.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade

📖 2. Atomes et éléments du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Plus petite unité constitutive de la matière.

★ À maîtriser

• Le noyau atomique contient des protons positifs et des neutrons neutres, tandis que les électrons sont négatifs et se trouvent autour du noyau.

• Dans la notation atomique $^{A}_{Z}X$, A est le nombre de nucléons et Z le nombre de protons.

• Les principaux éléments du vivant comprennent:

  • l’oxygène
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’azote
  • le calcium
  • le phosphore
  • le potassium
  • le soufre
  • le sodium
  • le chlore et le magnésium

Compléments

• En 1869, Dmitry Ivanovich Mendeleïev a créé le tableau périodique des éléments.

💡 Astuce mémo

Noyau → nucléons → quarks

📖 3. Nutriments et recommandations nutritionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Nutriment : Substance apportée par l’alimentation, digérée et utilisée par l’organisme pour ses besoins physiologiques.

★ À maîtriser

• Les cinq catégories de nutriments sont:

  • les glucides
  • les lipides
  • les protéines
  • les vitamines
  • les sels minéraux

• Les glucides apportent 50 à 55 % des apports énergétiques totaux, les lipides 35 à 40 % et les protéines 12 à 16 %. — ANSES

Compléments

• Les neuf repères concernent (Programme National Nutrition Santé):
  • les fruits et légumes
  • les produits laitiers
  • les féculents
  • la viande, le poisson et les œufs
  • les matières grasses
  • les produits sucrés
  • le sel
  • l’eau
  • l’activité physique

📖 4. Eau et minéraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : Excellent solvant des molécules polaires et hydrophiles grâce à la polarisation de ses liaisons.
• Oligo-élément : Élément minéral pur nécessaire à la vie d’un organisme en quantité très faible, inférieure à 1 mg/kg.

★ À maîtriser

• L’eau représente 60 % de la masse corporelle chez l’adulte, 75 % chez le nourrisson et 55 % chez la personne âgée.

• L’eau joue les rôles suivants:

  • solvant
  • substrat des réactions d’hydrolyse
  • thermorégulateur
  • lubrifiant
  • protection mécanique

Compléments

• Chez l’adulte, la consommation totale d’eau recommandée est de 2500 mL par jour pour les hommes et de 2000 mL par jour pour les femmes.

💡 Astuce mémo

Polarité de l’eau → dissolution des molécules hydrophiles

📖 5. Gaz et composés azotés

★ À maîtriser

• Le dioxygène représente 21 % des gaz de l’air et est indispensable à toutes les cellules de l’organisme pour produire de l’énergie cellulaire.

• Le dioxygène traverse la paroi alvéolaire selon un gradient de pression, rejoint le sang et est transporté par l’hémoglobine.

📌 L’hypoxémie est une diminution de la quantité d’oxygène dans le sang, l’hypoxie une diminution de l’apport d’oxygène aux cellules et l’anoxie une diminution très importante de cet apport.

• Le dioxyde de carbone produit par le métabolisme cellulaire est transporté à 7 % sous forme dissoute dans le plasma et à 93 % sous forme combinée, notamment comme hydrogénocarbonate.

• Le monoxyde de carbone se fixe sur l’hémoglobine avec une affinité supérieure à celle de l’oxygène et forme de la carboxyhémoglobine.

Compléments

📐 Formule — La catalase régule le peroxyde d’hydrogène selon la réaction $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.

💡 Astuce mémo

Hypoxémie : sang ; hypoxie : cellules ; anoxie : apport presque absent

📖 6. Glucides et fibres

★ À maîtriser

• Les glucides ont trois rôles:
  • énergétique
  • structural
  • de marqueur

📌 Les monosaccharides sont des sucres simples non hydrolysables, tandis que les osides sont hydrolysables en oses ou en oses et aglycone.

• Les principaux disaccharides naturels sont:
  • le saccharose : un glucose et un fructose
  • le lactose : un glucose et un galactose
  • le maltose : deux molécules de glucose

• Les polysaccharides comprennent l’amidon et la cellulose d’origine végétale ainsi que le glycogène d’origine animale.

Compléments

• Les apports recommandés en fibres sont de 30 g par jour.

💡 Astuce mémo

Oses → osides → polysaccharides

📖 7. Lipides et protéines

★ À maîtriser

• Les lipides ont quatre rôles:
  • énergétique
  • structural
  • détergent
  • informationnel

📌 Les acides gras saturés ne possèdent aucune double liaison, les monoinsaturés en possèdent une et les polyinsaturés en possèdent deux ou davantage.

• Un triglycéride est formé par l’association d’un glycérol et de trois acides gras, avec production de trois molécules d’eau.

• Les protéines ont notamment les fonctions suivantes:

  • structurale
  • informationnelle
  • protectrice
  • de transport
  • catalytique
  • contractile

📌 La structure primaire d’une protéine est l’enchaînement des acides aminés, la structure secondaire un repliement local, la structure tertiaire un repliement tridimensionnel et la structure quaternaire l’association de plusieurs chaînes peptidiques.

Compléments

• Le cholestérol est un stérol constitué de quatre cycles carbonés et d’une fonction hydroxyle, constituant des membranes et précurseur des hormones stéroïdes et de la vitamine D.

📖 8. Acides nucléiques et vitamines

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Nucléoside phosphate constitué d’un sucre, d’une base et d’un phosphate.
• Vitamine : Substance organique nécessaire à l’organisme, présente en très petite quantité, non synthétisée par l’organisme et apportée par l’alimentation.

★ À maîtriser

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

• La vitamine D régule l’absorption du calcium et du phosphore et joue un rôle essentiel dans la minéralisation des os; son utilisation nécessite les rayons UV du soleil.

Compléments

• La vitamine K est nécessaire à la coagulation du sang, tandis que la vitamine C favorise l’absorption du fer et possède des propriétés antioxydantes.

💡 Astuce mémo

Vitamines liposolubles : A, D, E, K ; hydrosolubles : C et B

📊 Tableaux de synthèse

Principales classes de nutriments

Formes de l’oxygénation