Fiche de révision : Molécules constitutives du vivant

📋 Plan du Cours

1. Atomes, ions et liaisons chimiques
2. Organisation des molécules du vivant
3. Acides nucléiques et génome
4. Expression et transmission génétiques
5. Eau, osmolarité et équilibre acido-basique
6. Ions minéraux et gaz respiratoires
7. Glucides et lipides
8. Protéines et acides aminés

📖 1. Atomes, ions et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Électriquement neutre car son nombre de protons est égal à son nombre d’électrons.
• Ion : Atome qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons et qui n’est donc pas électriquement neutre.

★ À maîtriser

📌 Un cation est un ion formé par la perte d’un électron, tandis qu’un anion est un ion formé par le gain d’un électron.

📌 Une liaison covalente repose sur la mise en commun d’électrons, tandis qu’une liaison ionique repose sur le transfert total d’un électron.

Compléments

• Une liaison hydrogène est une interaction faible, sans échange ni partage d’électrons, qui peut unir des atomes d’une même molécule ou de deux molécules.

💡 Astuce mémo

Atome neutre, ion chargé : perte ou gain d’électron

📖 2. Organisation des molécules du vivant

📝 Points essentiels

• Les quatre éléments chimiques majeurs du vivant sont:
  • l’oxygène
  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’azote

📌 La chimie organique concerne les molécules contenant du carbone et de l’hydrogène, tandis que la chimie inorganique concerne celles qui n’ont pas de carbone, à l’exception du CO₂ et du CO.

• Les molécules organiques du vivant comprennent:
  • les glucides
  • les lipides
  • les protéines
  • les vitamines
  • les acides nucléiques

💡 Astuce mémo

O-C-H-N : les quatre éléments majeurs

📖 3. Acides nucléiques et génome

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Petite molécule dont la succession constitue les acides nucléiques.
• Gène : Fragment d’ADN contenant l’information nécessaire à la fabrication d’une protéine.

📝 Points essentiels

📌 L’ADN contient les bases adénine, guanine, cytosine et thymine, tandis que l’ARN contient l’uracile à la place de la thymine.

• Dans la double hélice d’ADN, les bases complémentaires s’associent selon les paires A-T et G-C.

• Le génome correspond à tout l’ADN d’une cellule, tandis qu’un chromosome est une seule molécule d’ADN compactée contenant de nombreux gènes.

• L’espèce humaine possède 46 chromosomes, soit 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels, XX chez la femme et XY chez l’homme.

💡 Astuce mémo

Gène = fragment d’ADN ; génome = totalité de l’ADN

📖 4. Expression et transmission génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Codon : Triplet de nucléotides de l’ARNm lu par le ribosome lors de la traduction.

★ À maîtriser

• L’expression d’un gène produit une protéine en deux étapes : la transcription de l’ADN en ARNm dans le noyau, puis la traduction de l’ARNm en chaîne polypeptidique dans le cytoplasme.

• La traduction s’achève lorsqu’un codon Stop est rencontré sur l’ARNm.

• Un allèle est une forme alternative d’un gène, un allèle dominant s’exprime, tandis qu’un allèle récessif est masqué par l’allèle dominant.

• Un individu homozygote possède deux allèles identiques pour un même gène, tandis qu’un individu hétérozygote possède deux allèles différents.

Compléments

• Lors de la transcription, l’ARN polymérase sépare les deux brins d’ADN et associe les nucléotides complémentaires pour former un ARN pré-messager, maturé ensuite en ARNm.

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → protéine

📖 5. Eau, osmolarité et équilibre acido-basique

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmolarité : Nombre de moles de particules formées par la dissolution d’un soluté, exprimé en osmol/L.

★ À maîtriser

• L’eau représente généralement 60 % à 80 % de la masse corporelle et se répartit entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire.

📌 L’eau se déplace du milieu le moins concentré en particules vers le milieu le plus concentré en particules.

Compléments

• Une solution de NaCl à 0,9 %, appelée sérum physiologique, est une solution isotonique ayant la même osmolarité que le sang.

📐 Formule — L’eau s’auto-dissocie selon la relation $H_2O + H_2O \rightarrow H_3O^+ + OH^-$.

💡 Astuce mémo

Différence de concentration → déplacement de l’eau

📖 6. Ions minéraux et gaz respiratoires

📝 Points essentiels

• Les macroéléments minéraux sont présents en quantité importante dans l’organisme, avec une quantité corporelle supérieure à 5 g et un besoin journalier supérieur à 50 mg.

• Le calcium intervient dans:

  • la composition des os et des dents
  • la contraction musculaire
  • la transmission de l’influx nerveux
  • la coagulation
  • le fonctionnement cardiaque

• Le sodium est principalement un ion extracellulaire impliqué dans l’équilibre hydrique et la régulation de la pression artérielle, tandis que le potassium est un ion intracellulaire impliqué dans le métabolisme, le pH, la contraction musculaire et la conduction nerveuse.

• Le dioxygène représente 21 % de l’air et une molécule d’hémoglobine peut transporter quatre molécules d’O₂.

📌 Le monoxyde de carbone est très toxique et se lie à l’hémoglobine à la place de l’O₂ avec une affinité 30 fois plus forte que celle de l’O₂.

💡 Astuce mémo

O₂ transporte la vie ; CO bloque son transport

📖 7. Glucides et lipides

★ À maîtriser

📌 Les glucides comprennent les oses simples, les disaccharides et les polysaccharides, qui participent principalement au métabolisme et à la production d’énergie.

• Le glycogène est un polymère de glucose stocké dans le foie et les muscles, puis libéré sous forme de glucose selon les besoins de l’organisme.

📌 Les lipides sont hydrophobes et insolubles dans l’eau, tandis que les phospholipides et les stérols sont amphiphiles avec une partie hydrophile et une partie hydrophobe.

• Un triglycéride est constitué d’une molécule de glycérol et de trois molécules d’acides gras et constitue une réserve d’énergie dans les adipocytes.

📌 Le LDL transporte le cholestérol du foie vers les cellules et peut favoriser l’athérosclérose en excès, tandis que le HDL le transporte des cellules vers le foie.

Compléments

• Les vitamines A, D, E et K sont liposolubles, tandis que les vitamines B, C, H et PP sont hydrosolubles.

💡 Astuce mémo

Glucides hydrosolubles énergétiques ; lipides hydrophobes et énergétiques

📖 8. Protéines et acides aminés

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Constituée d’un enchaînement d’acides aminés et jouant un rôle essentiel dans le renouvellement cellulaire, la croissance et la réparation des tissus.

★ À maîtriser

• Il existe 20 acides aminés protéinogènes chez l’être humain, dont 8 sont essentiels et doivent être apportés par l’alimentation, tandis que 12 sont non essentiels et peuvent être synthétisés par l’organisme.

📌 Les peptides contiennent au plus 10 acides aminés, les polypeptides au plus 100 acides aminés, tandis que les protéines correspondent à des chaînes plus complexes.

Compléments

• Lorsqu’ils ne sont pas utilisés pour synthétiser des protéines, les acides aminés sont dégradés : leur partie amine devient de l’urée ou de l’ammoniaque, tandis que leur partie carbonée devient des glucides ou des lipides.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → peptides → polypeptides → protéines

📊 Tableaux de synthèse

Principales formes moléculaires