Cours 6 et 7

User

Informations

• Publié par: Phawyog
• Nombre de lectures: 85
• Langue: Français

Extrait

 

C O U R S # 6 et 7 (Les atomes et les molécules)

    Nous avons pris conscience dans le premier chapitre que la cellule constituait l'unité fonctionnelle et structurale de notre organisme. Joël de Rosnay, dans son livre "Le macroscope" décrit l'univers cellulaire de la façon suivante :   " Dans une cellule simple comme une bactérie - d'un millionième de millimètre de long - on compte 10 à 100 milliards de molécules d'eau (70% de la composition totale de la cellule), 100 millions à 1 milliard de molécules de taille moyenne représentant près de 500 espèces chimiques différentes (sucres, graisses, acides aminés, pigments, etc.), 5 000 à 10 000 espèces distinctes de molécules géantes de protéines et d'enzymes constituant une population d'environ 5 millions de molécules. Enfin une seule sorte de macromolécule contenant les informations nécessaires pour diriger la fabrication de toutes les autres : l'acide désoxyribonucléique ou ADN."     Quant à Hubert Reeves dans son livre " Poussières d'étoiles " celui-ci explique :   " Nos corps sont constitués d'une centaine de milliards de milliards de particules élémentaires. Toutes ces particules sont impliquées dans une organisation d'une complexité époustoufflante. Pour pouvoir dire "JE", il faut que des myriades de molécules d'oxygène en provenance de l'atmosphère soient pompées dans mes poumons, véhiculées par les globules rouges de mon sang jusque dans mon cerveau et, de là, distribuées à des milliards de neurones qui se chargent et se déchargent plusieurs fois par seconde.   Il faut aussi que, par des cycles biochimiques hautement sophistiqués, ma nourriture soit traitée, transformée et assimilée par chacune des dizaines de milliards de cellules qui composent mon corps. Il faudrait des bibliothèques entières pour décrire ce qu'aujourd'hui nous savons des réaction chimiques essentielles à la vie. Et nous avons à peine effleuré le sujet. "   Les recherches sur l'origine de la vie butent sur la complexité des systèmes biologiques actuels. On a beau additionner le temps, le hasard et la sélection naturelle, il reste toujours aussi difficile de comprendre comment sont apparues ces cathédrales moléculaires qui sont la base de la construction d'un organisme aussi complexe que le nôtre et encore plus difficile de comprendre les mécanismes chimiques que l'on découvre derrière la plus simple des fonctions biologiques, comme celle de respirer par exemple.   Lorsque nous parlons de l'évolution du vivant, nous reconnaissons aujourd'hui que la complexité de celui-ci s'est édifiée par la mise en place successive de différents niveaux

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

1  

d'organisation (atomes, molécules, cellules, tissus, organes,...). À l'origine, les premiers atomes qui étaient en solution dans l'eau s'unirent pour former les premières molécules. Ensuite, ces molécules simples s'assemblèrent pour donner des molécules de plus en plus complexes lesquelles, en s'unissant, formèrent les premiers organismes unicellulaires. C'est ensuite l'assemblage de plusieurs cellules qui donna naissance aux tissus, aux organes et aux systèmes des premiers organismes pluricellulaires.   L'étude des différents niveaux d'organisation nous a permis de constater que lorganisation du corps humain repose sur deux niveaux dorganisation strictement chimiques, soit celui des atomes et des molécules. Aussi, tenterons-nous maintenant de placer quelques notions de base sur les atomes et les molécules.   1. Lecture dans votre Tortora sur   9 "Éléments chimiques et structure de l'atome" aux pages 27 à 29. À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de: o Décrire les composantes d'un atome et leur organisation structurale.   o Faire la distinction entre un élément chimique et un atome.   "Ions, molécules, radicaux libres et composés" à la page 31. À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de: o Faire la distinction entre une molécule, un ion et un composé.      9 "Composés et solutions inorganiques: acides, bases et sels inorganiques (p.40); solutions, colloïdes et suspensions (p.40 et 41); eau (p.41 à 43). À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de: o Faire la distinction entre une solution, une suspension et un colloïde. o Faire la distinction entre un acide et une base. o Décrire les propriétés de l'eau qui en font une molécule importante pour l'organisme.(NOTE: accordez une grande attention à la qualité de solvant de l'eau)     9 "Le carbone et les groupements fonctionnels" aux pages 45 et 46.   À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de: o Définir dans vos propres termes groupement fonctionnel, macromolécule, monomère et polymère.      9 "Glucides" aux pages 46 et 47. À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de:   o Établir la distinction entre un monosaccharide, un disaccharide et un polysaccharide. o Nommez les principaux monosaccharides, disaccharides et polysaccharides. (référez-vous au tableau de la p.33 du manuel guide)         

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

2  

9 "Lipides"  aux pages 47 à 51. À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de:   o Décrire le comportement des lipides dans l'eau. o Établir la distinction entre des graisses saturées et des graisses insaturées (mono Vs poly). o Décrire la fonction des triglycérides et des phospholipides (référez-vous aux tableaux des pages 35 et 36 du manuel guide)      9 " Protéines "   aux pages 51 à 56. À la fin de cette lecture, vous devriez être en mesure de:   o Établir la distinction entre un acide aminé, un dipeptide, un peptide et un polypeptide.  o Définir ce qu'est la dénaturation d'une protéine (NOTE: vous n'êtes pas obligées de décrire l'organisation structurale des protéines mais juste de bien visualiser que ce sont des molécules qui auront toutes une organisation tridimensionnelle qui leur sera spécifique).   o Décrire les fonctions essentielles associées aux protéines (référez-vous au tableau 2.8 à la p.51).      9 "Acides nucléiques" aux pages 56 à 59. À la fin de cette lecture, souvenez-vous :   o Que le nucléotide est le monomère des acides nucléiques et qu'il est lui- même composé de d'autres molécules. o Du modèle à double hélice de la molécule d'ADN. o Que l'ADN contient l'information génétique sous la forme de gène. o Que l'ATP est un nucléotide capital en ce sens que c'est une molécule qui sert à emmagasiner l'énergie utilisable par les cellules. Sans production de ces molécules d'ATP, les cellules meurent.       2. Vous trouverez dans les pages qui suivent quelques tableaux qui peuvent vous servir de résumé.

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

3  

 

   

  L'organisation de la matière vivante et non vivante      

INORGANIQUES dont la principale est

LA MATIÈRE (vivante ou non) est composée à partir ATOMES qui peuvent (éléments chimiques) devenir qui s'organisent en

MOLÉCULES

pouvant être

IONS (si perdent ou gagnent un ou des électrons) RADICAUX LIBRES (si comportent un électron non apparié sur leur dernière orbite)

Squelette carboné ORGANIQUES composées Groupements fonctionnels se divisant en

L'EAUPROTIDESGLUCIDESLIPIDES NU A C C L I É D I E Q S U   ES

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

© Michel Forest

4  

L'eau est le composé inorganique le plus important et le plus abondant de tous les organismes vivants. Le corps humain n'y fait pas exception.     L'EAU   Sa propriété la plus importante est... Sa polarité Présence de charges positives (+) et © Michel Forest négatives (-) autour de la molécule Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVANT DES 3. CAPACITÉ 4. COHÉSION ENTRE MOLÉCULES POLAIRESCHIMI 2. Q  R U É E A S  C P T O IO SS N I S B   LESTHERMIQUEMOLÉCULES D'EAU 5. LUBRIFICATION         Une des toutes premières conditions pour que les réactions chimiques essentielles au fonctionnement des cellules puissent avoir lieu, est que les molécules entrent en collision les unes avec les autres. Pour ce faire, elles doivent se déplacer facilement et rapidement. L'eau, en solubilisant les molécules, permet cette condition.     L'EAU   Sa propriété la plus importante est... Sa polarité Présence de charges positives (+) et © Michel Forest négatives (-) autour de la molécule Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVANT DES 2. RÉACTIONS 3. CAPACITÉ 4. COHÉSION ENTRE  5. LUBRIFICATION MOLÉCULES POLAIRES CHIMIQUES POSSIBLES THERMIQUE MOLÉCULES D'EAU lorsqu'une molécule est lorsqu'une molécule aussi polaire, alors n'est pas polaire, alors MOLÉCULE HYDROPHOBE MOLÉCULE HYDROPHILE * ELLE NE RÉAGIT PAS À * ELLE SE LIE à L'EAU L'EAU * ELLE SE DISSOUS * ELLE NE SE DISSOUS PAS DANS L'EAU comme par exemple: comme par exemple: - SEL DE SODIUM (NACL)  - GRAISSES - SUCRE GLUCOSE  - HUILE VÉGÉTALE  

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

 

5  

L'eau sert non seulement de milieu pour la plupart des réactions chimiques qui ont lieu dans l'organisme, mais elle participe également à certaines réactions en tant que réactif ou en tant que produit.       L'EAU   Sa propriété la plus importante est...

Sa polarité Présence de charges positives (+) et négatives (-) autour de la molécule © Michel Forest Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVANT DES 2. RÉACTIONS  3. CAPACITÉ MOLÉCULES POLAIRES CHIMIQUES POSSIBLES  THERMIQUE ceci permet LA PARTICIPATION DE L'EAU AUX RÉACTIONS CHIMIQUES pouvant être RÉACTION D'HYDROLYSE  RÉACTION DE (OU DÉGRADATION DE  ( D O É U S   H S Y Y D N R TH AT È A S T E I   O D N E     MOLÉCULES)                     MOLÉCULES)   comme par exemple: comme par exemple: DÉGRADATION DU SYNTHÈSE DES GLUCOSE EN CO2 ET H20 PROTÉINES

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

4. COHÉSION ENTRE MOLÉCULES D'EAU

5. LUBRIFICATION

6  

 

L'eau peut absorber ou libérer une quantité relativement importante de chaleur même si sa propre température varie peu. Elle participera ainsi à plusieurs processus vitaux.           L'EAU   Sa propriété la plus importante est...

Sa polarité Présence de charges positives (+) et négatives (-) autour de la molécule

© Michel Forest Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVANT DES 2. RÉACTIONS  3. CAPACITÉ 4. COHÉSION ENTRE MOLÉCULES POLAIRES CHIMIQUES POSSIBLES  THERMIQUE MOLÉCULES D'EAU caractérisée par CAPACÉ D'ABSORBER OU DE LIBÉRER DE LA CHALEUR ce qui permet de MINIMISER LES  PERDRE BEAUCOUP VARIATIONS DE  DE CHALEUR à TEMPÉRATURE L'ÉVAPORATION  

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

5. LUBRIFICATION

7  

Les molécules s'attirent les unes les autres par des liaisons hydrogène, liaisons résultant de l'attraction des atomes d'hydrogène d'une molécule d'eau et de l'atome d'oxygène d'une autre molécule d'eau. Ces liaisons confèrent aux molécules d'eau une forte cohésion entre elles.      

L'EAU   Sa propriété la plus importante est...

Sa polarité Présence de charges positives (+) et négatives (-) autour de la molécule

© Michel Forest Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVA S  NT O  D LA E I S R   ESCHIM 2 I . Q  R U É E A S  C P TI O O S N SI S B   LES 3. CAPACITÉ 4. M  C O O LÉ H C ÉS U I L O E N S     E D' N E T A R U E  5. LUBRIFICATION MOLÉCULE P  THERMIQUE

crée se  définit comme étant TENSION SUPERFICIELLE  FORCE D'ATTRACTION DE L'EAU PARTIC Q U U L I  E U S N   I S T E  D M E B S L   ABLES provoquant L'ADHÉRENCE DE PAROIS MOUILLÉES

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

8  

Plusieurs régions du corps comme les articulations, là où les os, les ligaments et les tendons frottent les uns sur les autres ont besoin de lubrification.           L'EAU   Sa propriété la plus importante est...

Sa polarité Présence de charges positives (+) et négatives (-) autour de la molécule © Michel Forest Paul Liboiron ce qui permet les caractéristiques suivantes :

1. SOLVANT DES 2. RÉACTIONS MOLÉCULES POLAIRES CHIMIQUES POSSIBLES

3. CAPACITÉ THERMIQUE

4. M  C OL O É H C ÉS U I L O E N S     E D' N E T A R U E  5. LUBRIFICATION forme un mélange avec LE MUCUS cela permet

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

LE GLISSEMENT DES FACILITATION DU PASSAGE ORGANES LES UNS DES ALIMENTS DANS LE CONTRE LES AUTRES TUBE DIGESTIF

9  

Les glucides, aussi appelés sucres, saccharides ou encore hydrate de carbone se caractérisent chimiquement par une proportion d'oxygène et d'hydrogène semblable à celle que nous retrouvons dans une molécule d'eau soit deux atomes d'hydrogène pour un d'oxygène. Ces molécules sont généralement solubles dans l'eau et, même si elles assurent plusieurs fonctions importantes dans l'organisme, elles ne constituent que de 2 à 3% de la masse corporelle totale.         GLUCIDES  ou sucres

MONOSACCHARIDES dont les principaux sont PENTOSES HEXOSES COMPRENANT 5 COMPRENANT 6 CARBONES CARBONES comme comme RIBOSE GLUCOSE que l'on trouve dans considéré comme 1. ARN combustible privilégié des 2. ATP cellules et seul combustible utilisable par les cellules nerveuses DÉSOXYRIBOSE que l'on trouve dans  FRUCTOSE ADN du noyau  qui sera transformé en glucose avant d'être utilisé GALACTOSE qui servira à faire le sucre contenu dans le lait maternel

caractérisés selon leurs tailles

DISACCHARIDES (faits de deux saccharides) dont les principaux sont SUCROSE formé à partir d'un glucose et d'un fructose (sucre des fruits, betteraves, canne à sucre) LACTOSE formé à partir d'un glucose et d'un galactose (sucre du lait) MALTOSE formé à partir de deux glucose (résultat de la dégradation de l'amidon)  

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

POLYSACCHARIDES  (faits de plusieurs saccharides) constitués de glucose  constitués de glucose et (h s o eu m le o m gè e n nt e   ) autres (hétérogène)   AMIDON GLYCOPROTÉINES (sucre de réserve (glucides associés à chez les végétaux) des protéines) GLYCOGÈNE (sucre GLYCOLIPIDES de réserve chez les (glucides associés à animaux) des lipides) CELLULOSE (sucre constituant des fibres alimentaires)

© Michel Forest

10  

Les lipides forment un deuxième groupe important de composés organiques. Ils constituent entre 18 et 25 % de la masse corporelle chez les adultes minces.        

ont comme caractéristiques Insolubles dans l'eau (à l'exception de certaines petites molécules) Solubles dans l'éther, le chloroforme Constituent entre 18 et 25% de la masse corporelle chez adulte mince

     

LES LIPIDES

incluent

TRIGLYCÉRIDES PHOSPHOLIPIDES STÉROÏDES

© Michel Forest

© Michel Forest , Cégep de Saint-Jérôme, 101-108-JR, A-2003

ÉICOSANOÏDES

AUTRES LIPIDES

11