Fiche de révision : Molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Atomes et particules constitutives
2. Molécules et quantités de matière
3. Ions et équilibre acido-basique
4. Structure et propriétés de l’eau
5. Eau corporelle et compartiments
6. Osmose et équilibre hydrique
7. Déshydratation et perfusions

📖 1. Atomes et particules constitutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : La plus petite partie indivisible de la matière et l’un de ses constituants.

★ À maîtriser

• Un atome est composé d’un noyau autour duquel gravitent des électrons disposés sur une ou plusieurs couches.

• Le noyau contient des protons chargés positivement et des neutrons électriquement neutres, tandis que les électrons sont chargés négativement.

📌 Un atome est électriquement neutre parce qu’il possède autant de charges positives portées par les protons que de charges négatives portées par les électrons.

Compléments

• Les principaux symboles atomiques présentés sont:
  • H pour l’hydrogène
  • C pour le carbone
  • N pour l’azote
  • O pour l’oxygène
  • Na pour le sodium
  • Mg pour le magnésium
  • P pour le phosphore
  • Cl pour le chlore
  • K pour le potassium
  • Ca pour le calcium

💡 Astuce mémo

Noyau positif, électrons négatifs : leurs charges s’équilibrent dans l’atome neutre

📖 2. Molécules et quantités de matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Molécule : Un assemblage d’au moins deux atomes reliés par des liaisons chimiques.
• Mole : Une mole contient $6{,}02 \times 10^{23}$ molécules, ce nombre étant appelé nombre d’Avogadro.

★ À maîtriser

• La molécule d’eau a pour formule $H_2O$ et contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.

📐 Formule — La masse moléculaire d’une molécule est la somme des masses atomiques de ses atomes ; pour $H_2O$, elle vaut $2 \times 1 + 16 = 18\ \mathrm{g/mol}$.

📐 Formule — Le nombre de moles vérifie $n = \frac{m}{M}$, où $m$ est la masse et $M$ la masse atomique ou moléculaire.

Compléments

• Une glycémie normale de 1 g/L correspond à environ 5,5 × 10^-3 mol/L, soit 5,5 mmol/L, puisque la masse moléculaire du glucose est de 180 g/mol.

💡 Astuce mémo

Atomes liés → molécule → mole → concentration

📖 3. Ions et équilibre acido-basique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ion : Un atome ou une molécule chargé électriquement.
• pH : La concentration en ions H+ qui permet de déterminer si un milieu est acide ou basique.

★ À maîtriser

📌 Un cation est un ion positif formé par perte d’un ou plusieurs électrons, tandis qu’un anion est un ion négatif formé par gain d’un ou plusieurs électrons.

📌 Un milieu acide contient beaucoup d’ions H+ et possède un pH inférieur à 7, tandis qu’un milieu basique contient peu d’ions H+ et possède un pH supérieur à 7 ; l’eau pure a un pH égal à 7.

Compléments

• Les exemples d’ions sont:

  • Na+ est un cation sodium
  • Ca2+ est un cation calcium ayant perdu deux électrons
  • Cl- est un anion chlorure
  • HCO3- est un anion bicarbonate

• Le pH sanguin normal est compris entre 7,35 et 7,45.

💡 Astuce mémo

Perdre des électrons forme un cation ; en gagner forme un anion

📖 4. Structure et propriétés de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Solvant : Un liquide capable de dissoudre des substances appelées solutés.

★ À maîtriser

• La molécule d’eau a pour formule $H_2O$ et ses atomes sont reliés par des liaisons covalentes.

Compléments

• Lors de la dissolution d’un sel dans l’eau, les molécules d’eau entourent chaque ion du soluté, ce qui correspond à l’hydratation.

💡 Astuce mémo

Une molécule d’eau en V, avec l’oxygène relié à deux hydrogènes

📖 5. Eau corporelle et compartiments

★ À maîtriser

• L’eau représente 55 à 65 % du poids total de l’organisme humain et constitue quantitativement le composant le plus abondant de la matière vivante.

• La proportion d’eau varie avec l’âge:

  • 70 % chez le nourrisson
  • 60 % chez l’adulte
  • 45 % chez le sujet âgé

• L’eau hydrate les cellules, distribue les nutriments, participe aux réactions d’hydrolyse et assure l’élimination des déchets.

Compléments

• La proportion d’eau varie selon les tissus : elle est de 83 % dans le muscle et de 22 % dans l’os.

• Chez un adulte de 70 kg, la proportion d’eau de 60 % correspond à environ 42 L d’eau.

💡 Astuce mémo

IC = 2/3, EC = 1/3

📖 6. Osmose et équilibre hydrique

★ À maîtriser

📌 L’eau de l’organisme se répartit entre un compartiment intracellulaire contenant deux tiers de l’eau et un compartiment extracellulaire contenant un tiers de l’eau.

📌 L’équilibre hydrique est maintenu lorsque les apports quotidiens d’eau compensent les pertes quotidiennes.

• Les apports quotidiens sont d’environ 2,5 L et proviennent des boissons, des aliments et de l’eau métabolique, tandis que les pertes quotidiennes sont d’environ 2,5 L et se font par les urines, les selles, la sueur et la respiration.

Compléments

• Le compartiment extracellulaire comprend notamment le plasma et la lymphe.

• Les solutés présents dans chaque compartiment comprennent:

  • Na+
  • K+
  • Cl-
  • Glucose
  • Urée

💡 Astuce mémo

Différence de concentration → mouvement de l’eau → isotonie

📖 7. Déshydratation et perfusions

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Le mouvement de l’eau du milieu le moins concentré en solutés vers le milieu le plus concentré en solutés, jusqu’à l’égalité des concentrations appelée isotonie.
• Pression osmotique : Une force déterminée par une différence de concentration entre deux solutions situées de part et d’autre d’une membrane semi-perméable.

★ À maîtriser

📌 La membrane cellulaire est perméable à l’eau mais imperméable aux substances dissoutes, ce qui permet la diffusion osmotique de l’eau.

📌 Dans une solution hypotonique, les hématies gagnent de l’eau et gonflent ; dans une solution isotonique, elles conservent leur forme ; dans une solution hypertonique, elles perdent de l’eau et se contractent avec un aspect crénelé.

• La déshydratation extracellulaire se manifeste par:

  • Plis cutanés
  • Cernes
  • Muqueuses sèches
  • Hypotension
  • Perte de poids
  • Choc hypovolémique lié à une baisse du volume sanguin

• La sensation de soif apparaît après une perte de 3 % d’eau, tandis qu’une perte de 20 % d’eau est mortelle.

Compléments

• Un soluté est isotonique au plasma lorsqu’il possède la même pression osmotique que le plasma ; le chlorure de sodium à 0,9 % et le sérum glucosé à 5 % sont des exemples de solutés isotoniques.

• Le chlorure de sodium à 0,9 % correspond à 0,9 g de NaCl pour 100 mL d’eau, soit 9 g/L, et constitue le sérum physiologique ; le sérum glucosé à 5 % correspond à 5 g de glucose pour 100 mL d’eau, soit 50 g/L, et constitue le G5.

• Les causes citées sont:

  • Diarrhée profuse
  • Vomissements
  • Brûlure étendue
  • Sudation extrême

💡 Astuce mémo

Hypotonique : les hématies gonflent ; hypertonique : elles se contractent

📊 Tableaux de synthèse

Effet de la tonicité sur les hématies