Composantes de la matière vivante et biomolécules
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Composantes de la matière vivante
Comment se constitue la matière ?
La matière est constituée d'atomes.
Définitions essentielles
- Atome : formé de petites particules (protons, neutrons, électrons).
- Élément : substance composée d'un seul type d'atome. Il y a 92 éléments naturellement présents.
- Substance : la plupart des substances sont des composés chimiques.
Quels sont les composés chimiques ? Où se trouvent-ils ?
Les composants chimiques sont des assemblages d'atomes différents. Par exemple :
- Roches et minéraux (monde inorganique) :
- Le marbre est du carbonate de calcium.
- Le gypse est du sulfate de calcium.
- Le carbonate de calcium est composé de carbone, d'oxygène et de calcium.
- Le sulfate de calcium contient du soufre, de l'oxygène et du calcium.
- Parmi les organismes vivants :
- Le sucre de table (saccharose) est composé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.
- Le blanc d'œuf (albumine) contient de l'azote, du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène.
Composés organiques et éléments présents
Les composés chimiques présents dans la matière vivante sont appelés composés organiques, caractérisés par la présence de carbone. Il n'existe pas d'éléments exclusivement propres aux êtres vivants. Dans le protoplasme, on a trouvé près de cinquante éléments. Les plus abondants sont : carbone, hydrogène, oxygène et azote.
Pourquoi les bioéléments sont adaptés à la vie ?
Les bioéléments sont bien adaptés à la vie parce qu'ils présentent des masses atomiques généralement faibles et que les composés qu'ils forment sont, en règle générale, très solubles dans l'eau, ce qui facilite les réactions et les échanges dans les systèmes biologiques.
Autres bioéléments en moindre quantité : calcium, phosphore, soufre, sodium, chlore, magnésium, fer.
Définition : molécule
Molécule : la plus petite partie d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et à partir de laquelle on peut reconstituer cette substance sans réaction chimique.
Biomolécules : tableau récapitulatif
Faire un tableau énumérant des exemples biomoléculaires, de fonctionnalités et les caractéristiques des différents groupes de composés organiques :
| Groupe | Exemples | Fonctions principales | Caractéristiques |
|---|---|---|---|
| Glucides (hydrates de carbone) | Glucose, saccharose, amidon | Source d'énergie, réserve énergétique, structure | Surtout C, H, O ; monomères = monosaccharides |
| Lipides | Triglycérides, phospholipides, stérols | Réserve d'énergie, composants des membranes | Hydrophobes, riches en C et H, non polymères typiques |
| Protides (protéines) | Albumine, enzymes, collagène | Structure, catalyse (enzymes), transport, défense | Polymères d'acides aminés (C, H, O, N, parfois S) |
| Acides nucléiques | ADN, ARN | Stockage et transmission de l'information génétique | Polymères de nucléotides (C, H, O, N, P) |
| Vitamines | Vitamine C, vitamine D, vitamines du groupe B | Coenzymes, régulation de réactions métaboliques | Souvent petites molécules organiques, non polymères |
Remarques générales sur les biomolécules
- Les biomolécules sont des molécules complexes qui remplissent des fonctions spécifiques et évoluent avec les organismes auxquels elles appartiennent.
- Chaque type de molécule a une structure caractéristique qui détermine sa fonction au sein des cellules.
- Certaines biomolécules sont constituées de sous-unités appelées monomères répétés : dans ce cas, elles forment des polymères.
- Parmi les polymères on trouve les protéines, les acides nucléiques et les polysaccharides, constitués d'unités monomères répétées tout au long de la chaîne.
- Les protéines et les monomères des acides nucléiques permettent une grande diversité grâce à la combinaison différente des unités.
- Les vitamines et certains lipides sont des biomolécules non polymériques.
Eau et minéraux
En plus des biomolécules, les organismes ont besoin d'eau et de minéraux. L'eau constitue environ 70 % de la teneur des tissus ; elle se trouve à l'intérieur et à l'extérieur des cellules et forme le liquide circulant. L'eau permet aux cellules de maintenir leur forme et aux êtres vivants de réguler leur température.
Les minéraux se trouvent en petites quantités, mais sont impliqués dans de nombreux processus vitaux :
- Sodium et potassium : impliqués dans la transmission de l'influx nerveux (Na+, K+) et dans le maintien de l'équilibre osmotique.
- Fer : intervient dans la composition de l'hémoglobine (protéine transportant l'oxygène et le dioxyde de carbone dans le sang) et des enzymes respiratoires qui permettent la respiration cellulaire et la production d'énergie.
- Calcium : impliqué dans la formation des os, la contraction musculaire et la coagulation du sang.
- Phosphore : impliqué dans la formation des os et faisant partie des molécules de stockage d'énergie (ATP).
- D'autres minéraux : magnésium, fluor, zinc, cuivre.