Biologie cellulaire

Les bases moléculaires du vivant


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Documents, vidéos de cours pour vous aider à appréhender l'enseignement supérieur en relation avec les programmes de SV du lycée



Thème 2 Les molécules du vivant


Les prérequis sur les molécules du vivant(ce que vous avez appris au lycée en SVT)

  1. En 2de: Spécialisation des cellules et expression des gènes => la molécule d'ADN
  2. En 1ère enseignement scientifique: les éléments chimiques et les molécules organiques
  3. En 1ère Spé SVT: Les enzymes, des protéines aux propriétés catalytiques
    La fiche de cours correspondante (le minimum à savoir)
  4. En 1ère spé SVT: De l'ADN à l'ARNm puis à la protéine
    La fiche de cours correspondante (le minimu à savoir)
  5. La contraction des muscles: de nombreuses molécules interviennent!
    La fiche de cours correspondante (voir "à l'échelle moléculaire)")
  6. .....Vous avez vu bien d'autres molécules au lycée quand vous avez abordé l'immunologie (anticorps, récepteurs T, interleukines....) ou encore le système nerveux (neurotransmetteurs comme l'acétylcholine, le GABA, la dopamine..., les récepteurs membranaires...)
  7. .... et aussi les composants de la membrane plasmique en enseignement scientifique.


Généralités

Si vous avez pris connaissance des quelques chapitres précédents de l'enseignement de SVT du secondaire, vous pouvez maintenant allez un peu plus loin sur la chimie du vivant.
  • Sur les 92 éléments chimiques naturels présents sur notre planète, 26 sont normalement présents dans le monde vivant.
  • Dans les organismes vivants, l’oxygène (O), le carbone (C), l’hydrogène (H), et l’azote (N) représentent environ 95 % à 96% des éléments chimiques présents dans les cellules. Ils sont qualifiés d'éléments majeurs.
  • L’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote présentent la propriété de former des liaisons covalentes entre eux en mettant en commun une paire d’électrons. D'autre part, la force d’une liaison covalente est inversement proportionnelle au poids ato- mique des atomes liés et comme ces quatre éléments font partie des plus légers, ils sont donc capables de former des liaisons covalentes très fortes.
  • Ensuite viennent les éléments dits mineurs: ils sont 7! Il y a Ca, P, K, S, Na, Cl et Mg. Ils constituent un peu moins de 4% de la masse du corps humain.
  • Puis viennent les oligoéléments: ils représentent moins de 0,02% des éléments. Cependant, leur rôle est important. Par exemple l'iode I intervient dans la synthèse des hormones thyroïdiennes; le fer Fe est présent (à l'état ionisé) dans les molécules d'hémoglobine
  • Ces éléments chimiques entrent dans la composition des molécules organiques dont la chimie est basée sur l'atome de carbone à l'état organique. On distingue 4 groupes de molécules organiques: les glucides, les lipides, les protides, les acides nucléiques. On y reviendra un peu plus tard.
  • Cependant, un composant fondamental à ne pas oublier est l'eau! H2O est une molécule inorganique (vous avez vu dans le secondaire qu'on parlait de molécule minérale). Cette molécule compose cependant 55 à 60% de la masse corporelle d'une personne adulte. Sauf quelques exceptions, les cellules et les liquides du corps humain sont composés essentiellement d'eau. Privé d'eau, l'organisme ne peut survivre que quelques jours alors que privé de nourriture il peut résister pensdant plusieurs semaines (donc à condition de boire).

    1. L'eau sert de solvant: elle permet donc à des substances de se dissoudre. Rappelez-vous vos cours de chimie de collège (si, si!): un solvant est un liquide dans lequel se dissout une autre substance, appelée alors soluté. Un soluté dissout dans un solvant forme une solution (au sens chimique du terme).
      Les solutés dissous dans l'eau et présents dans l'organisme peuvent être des gaz, des nutriments (molécule de petites taille)...
    2. L'eau est indispensable à la réalisation de réactions chimiques. Elle permet d'une part aux réactifs dissous d'entrer en contact et ainsi réagir entre eux pour former des produits. D'autre part elle participe en tant que réactif aux réactions d'hydrolyse. Les réactions chimiques d'hydrolyse sont particulièrement présentes lors de la digestion. Catalyser par des enzymes digestives (comme des amylases, des protéases), l'hydrolyse permet la simplification moléculaire de macromolécules comme l'amidon, les protéines.

Sources (chiffres): Biologie moléculaire de la cellule Bruce Alberts & CoEd.Flammarion et Manuel d'anatomie et de physiologie humaines Tortora & Derrickson Ed. de Boeck

Les molécules organiques: pour aller plus loin

  • Rappel de chimie: des outils indispensables
  • Chap.I Les glucides
  • Chap.II Les protides
  • Chap.III Les lipides
  • Chap.IV Les acides nucléiques
  • Tester vos connaissances, après avoir lu le petit rappel de Chimie ci-dessus, des outils indispensables


    Biochimie: quelques notions de base


    Composition de la matière vivante: (Vidéo de Yves Muller que je vous conseille vivement)

    La vidéo est conçu en système question puis réponse. Pour un travail efficace, faites une pause après chaque question et essayez de répondre.