Fondements de la chimie et biologie cellulaire

Atome et structure atomique

Atome : plus petite unité d'un élément chimique qui conserve son identité ou ses propriétés et ne peut être divisé par des procédés chimiques.

Structure atomique

• Proton : particule subatomique chargée positivement (+).
• Neutron : particule subatomique sans charge.
• Électron : particule subatomique chargée négativement (-).

Élément chimique : substances qui ne peuvent être décomposées par réaction chimique. Substances formées par des molécules d'un seul type (ex: O₂, O₃).

• Numéro atomique : nombre de protons.
• Masse atomique : nombre de protons + neutrons.
• Éléments de la vie : CHON.

Liaisons chimiques

Liaison chimique : l'union entre deux ou plusieurs atomes pour former des molécules.

• Liaison ionique : liaison entre un métal et un non-métal, avec une différence d'électronégativité supérieure ou égale à 1,7. (L'élément le plus électronégatif attire les électrons).
• Électronégativité : mesure de l'attraction d'un atome pour les électrons d'un autre atome.
• Liaison covalente : liaison entre deux atomes non-métalliques avec une différence d'électronégativité inférieure à 1,7.
• Énergie de liaison : énergie nécessaire pour détacher une liaison formée entre les atomes qui la composent. Les liaisons covalentes sont plus stables que les ioniques. Les liaisons faibles incluent le pont en H.

Formule de masse : la somme de la masse de tous les atomes apparaissant dans la formule.
Isotopes : atomes d'un même élément ayant une masse atomique différente car ils possèdent un nombre de neutrons différent.
Molécules : plus petites parties de la matière pouvant exister à l'état libre, amas d'atomes maintenus ensemble par des liaisons.
Composé : substance formée par des molécules de différents types d'atomes.
Valence : capacité d'un atome à former des liaisons, nombre d'électrons partagés, cédés ou acceptés.

Ions

• Ion : espèce chimique chargée électriquement (atome ou molécule).
• Cation : espèce chimique avec une charge positive (+), résultant de la perte d'électrons.
• Anion : espèce chimique avec une charge négative (-), résultant du gain d'électrons.

Biochimie et cellule

Biochimie : science qui étudie les composants chimiques des êtres vivants (protéines, glucides, lipides et acides nucléiques). Les êtres vivants contiennent généralement : CHONPS.
Cellule : unité morphologique et fonctionnelle de tous les êtres vivants.

• Unicellulaires : organismes vivants constitués d'une seule cellule (bactéries, protozoaires).
• Multicellulaires : organismes vivants constitués d'un nombre variable de cellules.

Composants cellulaires

• Peroxysomes : présents dans les cellules végétales, sphériques, avec une membrane et des enzymes métaboliques (catalase et peroxydase). Ils détoxifient la cellule en dégradant le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) et les radicaux libres.
• Vacuoles : sacs de liquide dans les cellules végétales, entourés d'une membrane appelée tonoplaste. Contiennent des sels minéraux, sucres et acides aminés. Stockent des composés, contiennent des enzymes et des anthocyanes (pigments).
• Chloroplastes : siège de la photosynthèse, limités par une enveloppe constituée de deux membranes, contenant des thylakoïdes et du stroma.

Photosynthèse

Processus par lequel les plantes, certaines bactéries et les protistes utilisent l'énergie du soleil pour produire des glucides (CHO), transformés ensuite en ATP par la respiration cellulaire.

• Phase claire : se déroule dans les thylakoïdes, convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique et génère du NADPH.
• Phase sombre : se produit dans le stroma, responsable de la fixation du CO₂ à travers le cycle de Calvin.

L'eau (H₂O) entre par la racine et est transportée vers les feuilles par le xylème et le phloème. Le CO₂ pénètre par des ouvertures appelées stomates, flanquées de deux cellules.