Fiche de révision : Molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Atomes et structure nucléaire
2. Couches électroniques et stabilité
3. Interactions et propriétés de l’eau
4. Acides, bases et pH
5. Glucides et acides gras
6. Acides aminés et nucléotides
7. Macromolécules et polymères

📖 1. Atomes et structure nucléaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : Constitué d’un noyau contenant des protons positifs et des neutrons neutres, entouré d’électrons négatifs en nuage de probabilité.
• Molécule : Assemblage d’au moins deux éléments chimiques reliés par des liaisons de forces différentes.

★ À maîtriser

📌 Le numéro atomique Z correspond au nombre de protons, tandis que le nombre de masse A dépend des protons et des neutrons.

📌 Les isotopes possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons, ce qui les rend chimiquement identiques mais physiquement distincts.

Compléments

• Les isotopes de l’hydrogène sont:
  • l’hydrogène avec un proton
  • le deutérium avec un proton et un neutron
  • le tritium avec un proton et deux neutrons

💡 Astuce mémo

Z fixe les protons et la chimie ; A varie avec les neutrons et la masse

📖 2. Couches électroniques et stabilité

★ À maîtriser

• La première couche électronique, appelée couche K, contient au maximum deux électrons, tandis que les couches L et M peuvent chacune en contenir au maximum huit.

• Les électrons de la couche externe sont les plus instables et déterminent les interactions et les liaisons possibles avec les autres atomes.

• Une couche externe complète rend un élément très stable et peu réactif, comme les gaz inertes hélium, néon et argon, tandis qu’une couche externe incomplète favorise la réactivité.

• Une liaison covalente résulte du partage d’une paire d’électrons, tandis qu’une liaison ionique résulte d’un transfert d’électrons suivi d’une attraction électrostatique entre les ions.

Compléments

📌 Le nombre d’électrons qu’un atome doit acquérir ou perdre pour compléter sa couche externe détermine le nombre de liaisons qu’il peut réaliser.

💡 Astuce mémo

Couche externe incomplète → réactivité et formation de liaisons

📖 3. Interactions et propriétés de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison hydrogène : Interaction faible entre une région partiellement positive et une région partiellement négative de molécules polaires.

★ À maîtriser

📌 Les molécules hydrophiles sont polaires et se mélangent facilement à l’eau, tandis que les molécules hydrophobes sont apolaires et ne s’y mélangent pas.

• Les membranes cellulaires contiennent des molécules à queues hydrocarbonées apolaires et hydrophobes qui forment une barrière entre deux milieux aqueux.

Compléments

• Dans l’eau, les liaisons hydrogène sont continuellement formées et détruites sous l’effet des chocs thermiques.

• Les molécules ou espèces hydrophiles citées sont:

  • les alcools
  • les ions
  • les sucres
  • les acides nucléiques
  • la majorité des protéines

💡 Astuce mémo

Hydrophile se mélange à l’eau ; hydrophobe s’en sépare

📖 4. Acides, bases et pH

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide : Substance qui libère des protons H+ en solution aqueuse, lesquels sont captés par l’eau pour former l’ion hydronium H3O+.
• Base : Substance qui capte un proton H+ à l’eau, ce qui forme un ion hydroxyle OH-.

📝 Points essentiels

• Dans l’eau, les protons H+ sont transférés constamment d’une molécule d’eau à une autre.

💡 Astuce mémo

Acide donne H+ ; base capte H+

📖 5. Glucides et acides gras

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Molécule amphiphile possédant une chaîne hydrocarbonée hydrophobe et apolaire ainsi qu’un groupement carboxyle hydrophile et polaire qui peut s’ioniser en COO-.

★ À maîtriser

• Le carbone possède quatre électrons sur sa couche externe et peut donc former quatre liaisons covalentes.

• Les groupements récurrents sont:

  • méthyle CH3
  • hydroxyle OH
  • carboxyle COOH
  • carbonyle CO
  • phosphoryle PO3
  • amine NH2

• Les monosaccharides ont pour formule $({CH_2O})^n$, où n vaut 3, 4, 5 ou 6.

📌 Un acide gras saturé ne possède aucune double liaison et a une structure rectiligne, tandis qu’un acide gras insaturé possède au moins une double liaison et une structure coudée.

Compléments

📌 Plus un acide gras contient de doubles liaisons, plus la membrane est fluide car les chaînes s’entassent moins facilement.

💡 Astuce mémo

Chaîne hydrocarbonée hydrophobe contre groupement carboxyle hydrophile

📖 6. Acides aminés et nucléotides

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Possède un groupement carboxyle, un groupement amine et une chaîne latérale qui définit l’acide aminé.
• Nucléotide : Constitué d’une base azotée, d’un sucre à cinq carbones et d’un ou plusieurs groupements phosphate.

★ À maîtriser

• Il existe 20 acides aminés, qui s’assemblent par des liaisons peptidiques pour construire les protéines.

• Les bases puriques sont l’adénine et la guanine, tandis que les bases pyrimidiques sont la cytosine, la thymine et l’uracile.

📌 L’ARN contient les bases A, G, C et U, tandis que l’ADN contient les bases A, G, C et T.

Compléments

• Les nucléotides servent au transport de l’énergie, notamment dans l’ATP, et au stockage ou à la restitution de l’information génétique dans l’ADN et l’ARN.

💡 Astuce mémo

AG puriques ; CUT pyrimidines

📖 7. Macromolécules et polymères

🔑 Notions clés & Définitions

• Macromolécule : Grande molécule carbonée, souvent un polymère construit par des liaisons covalentes entre des monomères.

★ À maîtriser

• La condensation construit les polymères par ajout de monomères avec élimination d’une molécule d’eau, tandis que l’hydrolyse les dégrade par addition d’eau.

Compléments

📌 Les réactions de construction et de dégradation des macromolécules sont catalysées par des enzymes spécifiques qui activent ou accélèrent les réactions.

💡 Astuce mémo

Monomères → condensation → polymère ; hydrolyse → monomères

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison ADN et ARN

Types d’acides gras