Fiche de révision : Éléments et molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Niveaux d’organisation du vivant
2. Cellules et classification du vivant
3. Substances minérales et organiques
4. Éléments constitutifs du vivant
5. Eau et fonctionnement de l’organisme
6. Structure des protéines
7. Fonctions et spécificité des protéines
8. Catégories et rôles des lipides
9. Catégories et rôles des glucides

📖 1. Niveaux d’organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité structurelle des êtres vivants et leur plus petite unité ; elle contient des organites assurant chacun une fonction spécifique et s’observe au microscope.

★ À maîtriser

• 🔄 L’organisation d’un organisme pluricellulaire suit ces étapes :
  1. Les cellules de même type et de même fonction forment des tissus.
  2. Les tissus forment des organes.
  3. Les organes s’organisent en systèmes.
  4. Les systèmes constituent l’organisme.

Compléments

• Les niveaux d’organisation représentés, du plus petit au plus grand, sont :
  • atomes
  • molécules
  • organites
  • cellules
  • tissus
  • organes
  • systèmes
  • organisme

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → organites → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 2. Cellules et classification du vivant

★ À maîtriser

📌 Un organisme unicellulaire est constitué d’une seule cellule autonome, tandis qu’un organisme pluricellulaire est composé de cellules qui ne vivent pas isolées.

📌 Chez les eucaryotes, l’ADN est contenu dans un noyau délimité par une enveloppe, tandis que chez les procaryotes, dont les bactéries et les archées, l’ADN est libre dans le cytoplasme.

• Les trois domaines du vivant sont les Bactéries, les Archées et les Eucaryotes ; les Eucaryotes comprennent les règnes des Animaux, des Végétaux, des Eumycètes et des Protistes.

Compléments

• Les végétaux sont pluricellulaires et capables de photosynthèse, les animaux sont pluricellulaires et hétérotrophes, les Eumycètes sont principalement pluricellulaires et décomposeurs, et les Protistes peuvent être unicellulaires ou pluricellulaires simples.

• Les bactéries sont des procaryotes très répandus et diversifiés, tandis que les archées sont des procaryotes vivant notamment dans des milieux extrêmes.

💡 Astuce mémo

Eucaryote : ADN dans le noyau ; procaryote : ADN libre dans le cytoplasme

📖 3. Substances minérales et organiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Composé organique : Un composé chimique est dit organique lorsque sa molécule possède au moins un atome de carbone, à quelques exceptions près, comme le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone.
• Macromolécule : Molécule de très grande taille.

★ À maîtriser

• Les substances communes aux cellules animales et végétales sont :
  • eau
  • glucides
  • lipides
  • protides ou protéines
  • acides nucléiques
  • sels

📌 Les substances constituant les êtres vivants se répartissent entre substances minérales, dont l’eau et les sels minéraux, et molécules organiques, comprenant les protéines, les lipides, les glucides et les acides nucléiques.

Compléments

• L’eau est inorganique parce que sa molécule ne contient pas d’atome de carbone.

📖 4. Éléments constitutifs du vivant

★ À maîtriser

• Les principaux éléments constitutifs des molécules du vivant sont :

  • le carbone (C)
  • l’hydrogène (H)
  • l’oxygène (O)
  • l’azote (N)

• Le squelette des molécules organiques est carboné.

📌 Les éléments majeurs sont abondants dans le corps, tandis que les oligoéléments y sont présents à une teneur inférieure à 1 mg/kg de masse corporelle.

Compléments

• Le fer, le zinc et le cuivre sont des oligoéléments apportés par l’alimentation, et le fer entre dans la composition de l’hémoglobine qui transporte l’oxygène dans le sang.

• Le calcium, le soufre et le phosphore font également partie des éléments majeurs mentionnés dans le cours.

💡 Astuce mémo

CHON : carbone, hydrogène, oxygène, azote

📖 5. Eau et fonctionnement de l’organisme

★ À maîtriser

• Chez l’être humain, l’eau représente environ 60 à 70 % de la masse corporelle selon l’âge et le sexe.

• La teneur en eau du corps humain diminue avec l’âge et varie selon le sexe et la corpulence ; une personne plus maigre a une proportion d’eau plus importante.

• L’eau est un solvant, transporte des substances dissoutes et intervient dans les réactions d’hydrolyse et d’hydratation ainsi que dans les réactions chimiques cellulaires.

• Le corps humain ne stocke pas l’eau et en perd notamment par les excrétions, la respiration et surtout la transpiration ; ces pertes doivent être compensées par les apports.

Compléments

• Les teneurs en eau indiquées pour différents tissus sont :

  • 90 % dans les poumons
  • 85 % dans le sang
  • 80 % dans la peau
  • 75 % dans le cerveau
  • 75 % dans les muscles
  • 24 % dans les os

• Un adulte de taille moyenne vivant en région tempérée et sans effort physique particulier a besoin d’environ 2,5 litres d’eau par jour, dont environ 1 litre apporté par les aliments et 1,5 litre par les boissons. - CNRS

💡 Astuce mémo

Pertes d’eau → apports nécessaires pour les compenser

📖 6. Structure des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Une protéine est une macromolécule formée d’une ou de plusieurs chaînes d’acides aminés repliées ; elle peut aussi être associée à d’autres molécules et à des ions métalliques.
• Acide aminé : Un acide aminé possède un carbone central lié à un hydrogène, à une fonction amine (–NH₂), à une fonction carboxyle (–COOH) et à un radical variable (–R).

★ À maîtriser

• Les protéines sont composées de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote, auxquels s’ajoute parfois du soufre.

• Parmi les acides aminés présents dans la nature, 20 sont utilisés dans les protéines du vivant, et huit sont essentiels parce que l’organisme ne peut pas les synthétiser ou les synthétise trop lentement.

• Les acides aminés s’unissent par des liaisons peptidiques pour former une chaîne appelée polypeptide.

Compléments

• Les acides aminés essentiels doivent être apportés par l’alimentation, car l’organisme ne peut pas les synthétiser ou les produit à une vitesse insuffisante.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → polypeptide → protéine repliée

📖 7. Fonctions et spécificité des protéines

★ À maîtriser

📌 Le terme polypeptide désigne un enchaînement d’acides aminés, tandis que le terme protéine s’applique à une chaîne de plus de 100 acides aminés après son repliement.

• Les polypeptides peuvent différer par :

  • la nature des acides aminés
  • le nombre des acides aminés
  • la séquence des acides aminés

• La séquence des acides aminés détermine la forme tridimensionnelle de la protéine et, par conséquent, sa fonction.

Compléments

• La suppression ou le remplacement d’un seul acide aminé peut modifier la configuration de la protéine et donc sa fonction.

• Les protéines assurent notamment des rôles de croissance, de soutien, de transport, de mouvement, de défense, de régulation chimique et de catalyse des réactions.

• Dans la maladie cœliaque, l’ingestion de gluten déclenche une réaction immunitaire anormale avec production d’anticorps, provoque une inflammation et peut détruire les villosités intestinales, ce qui altère l’absorption des nutriments.

💡 Astuce mémo

Séquence d’acides aminés → forme tridimensionnelle → fonction

📖 8. Catégories et rôles des lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Un triglycéride est formé par la liaison d’une molécule de glycérol avec trois molécules d’acides gras, qui peuvent être différentes.

★ À maîtriser

• Les lipides contiennent toujours du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, auxquels peut parfois s’ajouter du phosphore.

• Les lipides sont regroupés en quatre catégories :

  • les acides gras
  • les triglycérides
  • les phospholipides
  • les stéroïdes

📌 Un phospholipide associe une molécule de glycérol, deux acides gras et un groupement phosphate ; sa tête est hydrophile et sa queue est hydrophobe.

Compléments

• Les lipides sont insolubles dans l’eau, mais solubles dans les autres lipides ou dans les solvants organiques.

• Les triglycérides constituent surtout des réserves d’énergie chez les animaux et peuvent aussi amortir les chocs autour de certains organes et isoler thermiquement.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile et queue hydrophobe du phospholipide

📖 9. Catégories et rôles des glucides

★ À maîtriser

• Les glucides sont composés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, et une substance au goût sucré n’est pas nécessairement un glucide, comme l’aspartame.

📌 Les monosaccharides comportent une unité de glucide, les disaccharides deux unités liées et les polysaccharides plusieurs unités formant un polymère.

Compléments

• Le glucose, le fructose, le galactose et le désoxyribose sont des exemples de monosaccharides.

• Le maltose est constitué de glucose et de glucose, le lactose de glucose et de galactose, et le saccharose de glucose et de fructose.

• L’amidon est un polysaccharide des végétaux, le glycogène se trouve dans le foie et les muscles, et la cellulose compose la paroi des cellules végétales.

📐 Formule - La décomposition du glucose s’écrit $\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + énergie}$.

💡 Astuce mémo

Mono-, di-, puis polysaccharides selon le nombre d’unités