Fiche de révision : Fondamentaux biochimiques du vivant

📋 Plan du Cours

1. Niveaux d’organisation du vivant
2. Atomes molécules et ions
3. Éléments chimiques essentiels
4. Eau et équilibre hydrique
5. Acides bases et homéostasie
6. Glucides et glycémie
7. Protides protéines et enzymes
8. Lipides et membranes
9. Vitamines hydrosolubles
10. Vitamines liposolubles

📖 1. Niveaux d’organisation du vivant

📝 Points essentiels

• 🔄 Les niveaux d’organisation suivent cet ordre:
  1. Atomes et molécules
  2. Cellules
  3. Tissus
  4. Organes
  5. Appareils et systèmes
  6. Organisme entier

📌 Chaque niveau dépend du fonctionnement des niveaux qui le constituent, de sorte qu’une perturbation moléculaire ou cellulaire peut affecter un organe, un système et l’organisme entier.

💡 Astuce mémo

Atomes → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 2. Atomes molécules et ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Unité de base de la matière, composée d’un noyau contenant des protons et des neutrons autour duquel se déplacent des électrons.
• Molécule : Une molécule est un ensemble d’atomes identiques ou différents unis par des liaisons chimiques, comme O₂, H₂O, CO₂ ou C₆H₁₂O₆.

📝 Points essentiels

• Dans l’écriture atomique $^{A}_{Z}X$, Z est le nombre de protons et d’électrons d’un atome neutre, tandis que $A-Z$ est le nombre de neutrons.

📌 Un atome qui perd des électrons devient un cation chargé positivement, tandis qu’un atome qui gagne des électrons devient un anion chargé négativement.

💡 Astuce mémo

Perte d’électrons → cation ; gain d’électrons → anion

📖 3. Éléments chimiques essentiels

★ À maîtriser

• Les 26 éléments présents dans le corps humain comprennent notamment l’oxygène, le carbone, l’hydrogène, l’azote, le sodium, le potassium, le calcium, le phosphore, le chlore, le soufre et le magnésium.

• L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote représentent ensemble 96 % de la masse du vivant, tandis que les oligo-éléments représentent 0,5 % et les composés minéraux 3,5 %.

• L’oxygène représente 65 % de la masse de la matière vivante, le carbone 18 %, l’hydrogène 9 % et l’azote 3 %.

Compléments

• Le calcium participe à la constitution des os, à la contraction musculaire, à la transmission nerveuse et à la coagulation, tandis que le fer intervient dans le transport de l’oxygène et l’iode dans la synthèse des hormones thyroïdiennes.

📖 4. Eau et équilibre hydrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : Le principal constituant du corps humain et le milieu des réactions chimiques, des échanges cellulaires, du transport des substances et du maintien des équilibres de l’organisme.

★ À maîtriser

• Le corps humain contient environ 60 % d’eau, soit environ 42 L pour une personne de 70 kg.

📌 Le liquide intracellulaire représente 40 % de la masse corporelle, soit environ 28 L, tandis que le liquide extracellulaire représente 20 %, soit environ 14 L.

📌 Le bilan hydrique doit être équilibré sur 24 heures, car des diarrhées, des vomissements ou des apports insuffisants exposent à la déshydratation.

Compléments

• L’eau exerce notamment les fonctions suivantes:
  • solvant
  • transport
  • réactif chimique
  • amortisseur mécanique
  • lubrifiant
  • maintien de la cohésion des séreuses

💡 Astuce mémo

LIC dedans, LEC dehors : deux compartiments complémentaires

📖 5. Acides bases et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Le maintien relativement constant des paramètres physico-chimiques de l’organisme dans des limites compatibles avec son fonctionnement normal.

📝 Points essentiels

📌 Une solution est acide si sa concentration en H⁺ est supérieure à celle en OH⁻, basique si sa concentration en OH⁻ est supérieure à celle en H⁺, et neutre si les deux concentrations sont égales.

📐 Formule — Le pH est défini par la relation $pH=-\log[H^+]$ et varie de 0 à 14.

• Les principaux paramètres homéostatiques sont:
  • glycémie
  • pH
  • température corporelle
  • teneurs sanguines en ions
  • équilibre hydrique

📌 Le pH sanguin normal est compris entre 7,35 et 7,45 ; un excès d’acide provoque une acidose et un excès de base provoque une alcalose.

💡 Astuce mémo

Variation détectée → régulation → retour vers une zone compatible

📖 6. Glucides et glycémie

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Des biomolécules qui fournissent une grande partie de l’énergie nécessaire à l’organisme et peuvent être stockées sous forme de glycogène dans le foie et les muscles.

📝 Points essentiels

• Les principaux oses sont:
  • glucose
  • galactose
  • fructose

📌 Un diholoside associe deux oses par une liaison osidique : le saccharose associe glucose et fructose, le lactose galactose et glucose, et le maltose deux molécules de glucose.

📌 L’amidon est la réserve glucidique des végétaux, le glycogène est la réserve glucidique de l’homme dans le foie et les muscles, et la cellulose est un polymère végétal non digestible chez l’homme.

• Après un repas, les glucides sont digérés en molécules plus simples, absorbés principalement sous forme de monosaccharides, puis utilisés par les cellules ou stockés sous forme de glycogène dans le foie et les muscles.

💡 Astuce mémo

Digestion → absorption → utilisation ou stockage

📖 7. Protides protéines et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Protides : Les protides sont des molécules azotées contenant un ou plusieurs acides aminés ; ils sont appelés peptides lorsque la chaîne contient moins de 50 acides aminés et protéines lorsqu’elle en contient plus de 50.
• Enzyme : Un catalyseur biologique qui augmente la vitesse d’une réaction biochimique sans être consommé dans la réaction.

★ À maîtriser

• Il existe 20 acides aminés différents, dont 9 sont essentiels car l’organisme ne les synthétise pas.

📌 Le catabolisme dégrade des substances et libère de l’énergie, tandis que l’anabolisme synthétise de nouvelles substances et consomme de l’énergie.

Compléments

📌 L’activité enzymatique dépend notamment de la température, du pH et des concentrations en enzyme et en substrat ; une température ou une variation de pH trop importante peut altérer cette activité.

💡 Astuce mémo

Repliement de la protéine → fonction biologique

📖 8. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Lipides : Des molécules insolubles dans l’eau et solubles dans des solvants organiques tels que le benzène, l’éther ou l’acétone.
• Triglycérides : Les triglycérides sont des lipides issus de la condensation de trois acides gras avec une molécule de glycérol et constituent une forme majeure de stockage énergétique.

📝 Points essentiels

• L’oxydation d’un gramme de lipides libère 9 kcal, contre 4 kcal pour un gramme de glucides ou de protides.

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison dans sa chaîne carbonée, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons.

📌 Le LDL transporte le cholestérol du foie vers les tissus et favorise la plaque d’athérome en excès, tandis que le HDL transporte le cholestérol des tissus vers le foie pour son élimination.

💡 Astuce mémo

LDL vers les tissus ; HDL vers le foie

📖 9. Vitamines hydrosolubles

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamines : Des biomolécules que le corps ne synthétise pas ou très peu et qui doivent donc être apportées par l’alimentation.

📝 Points essentiels

📌 Les vitamines hydrosolubles, comme les vitamines B et C, sont généralement peu stockées et éliminées lorsqu’elles ne sont pas utilisées, tandis que les vitamines liposolubles peuvent être stockées.

• La vitamine B9 participe à la synthèse de l’ADN et à la division cellulaire, ce qui explique l’augmentation des besoins en folates pendant la grossesse.

• La vitamine B12 intervient dans le métabolisme cellulaire, la synthèse de l’ADN, le fonctionnement du système nerveux et la formation normale des cellules sanguines ; sa carence peut provoquer une anémie et des manifestations neurologiques.

• La vitamine C participe à la synthèse du collagène, au fonctionnement du système immunitaire et à l’absorption du fer non héminique ; une carence sévère provoque le scorbut.

📖 10. Vitamines liposolubles

★ À maîtriser

• La vitamine A favorise la croissance et la vision, la vitamine D l’absorption du calcium et du phosphore, la vitamine E exerce une action antioxydante et la vitamine K possède une action antihémorragique.

📌 La vitamine D participe à la régulation du métabolisme du calcium et du phosphore et contribue à la minéralisation osseuse, à la fonction musculaire et au fonctionnement immunitaire.

Compléments

• Une carence en vitamine K peut provoquer une hémorragie par avitaminose K, notamment chez le nouveau-né en l’absence de prévention adaptée.

📊 Tableaux de synthèse

Compartiments hydriques

Principales vitamines liposolubles