Chapitre 1 : Les molécules de la vie

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Module B –
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Yves Lafrenière
Figure 1http://fr.wikipedia.org/wiki/Projet:Biochimie,_biologie_cellulaire_et_mol%C3%A9culaire:
 Cahier de l’élève 
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Référence:
Edward Carter et al, (2014), Biologie 12STSE, Édition Chenelière / McGraw-Hill, Montréal,
Ce module contient 2 chapitres du livre Biologie 12 (STSE)
Chapitre 1 : Les molécules de la vie
1.1
La chimie dans les systèmes vivants
1.2
Les molécules biologiquement importantes
1.3
Les réactions biochimiques
Chapitre 2 : La cellule et ses constituants
2.1
Les structures et les fonctions des cellules eucaryotes
2.2
Le mouvement des substances à travers la membrane cellulaire
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Chapitre 1 - La chimie de la vie
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Section 1.1 - Les atomes et les liaisons chimiques
(p.6 ,Bio12e )
Le métabolisme c’est quoi?
Le métabolisme est un ensemble de processus. Par exemple, l’absorption des substances,
les transformations de ces substances et l’élimination des déchets. Les substances qui
interviennent dans le métabolisme sont principalement des molécules. Entre autre, l’eau est une
des molécules de ton corps qui est très importante.
Un atome:
C’est la plus petite particule de la matière qui intervient dans les réactions
chimique. Oui maintenant on sait que l’on peut décomposer un atome en plus
petites section, mais on croit encore que l’atome est l’unité de base pour les
réactions chimiques.
Modèle de Niels Bohr-Rutherford (XX siècle)
Un élément
Un élément est une substance pure fait des mêmes atomes. C’est un type d’atome.
On ne peut pas décomposer un élément en substances plus simple par moyen
chimique. Tous les atomes d’un élément ont le même nombre de protons dans
leur noyau, le # atomique.
Exemple d’éléments: Calcium, phosphore, Oxygène, hydrogène, Azote
Bref.....le tableau périodique.
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Chapitre 1 - La chimie de la vie
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Section 1.1 - Les atomes et les liaisons chimiques
Isotopes:
(p.6 ,Bio12e )
Le nombre de masse d’un atome est le nombre total des protons et des
neutrons dans son noyau. Les atomes d’un même élément qui contiennent
des nombres différents de neutrons s’appellent les isotopes de cet
élément. Par exemple le carbone possède trois isotopes. On retrouve donc
communément les trois isotopes de carbone dans un échantillon. La
masse atomique d’un élément est la moyenne de la masse atomique de tous
ses isotopes.
Par exemple le chlore naturel possède deux isotopes, le chlore 35 et le
chlore 37. Il y a trois atomes de chlore 35 pour chaque atome de chlore 37.
Exemple: les 3 isotopes du carbone.
(Figure 1.3 , p7 Bio12e)

Certain s isotopes sont stable, alors que d’autre sont instable et se
décomposent. (Se désintègrent) Le carbone 12 et 13 sont stable.

Les isotopes instables sont connus comme des isotopes radioactifs. Le
carbone 14 est un exemple de isotope radioactif. Par ce que l’on connaît
le taux de désintégration de l’isotope on peut avec des sondes a
radioactivité utiliser le radio-isotope pour des fins scientifiques. Par
exemple, les archéologues utilisent le carbone 14 pour dater des
échantillons trouvés. (Max 50 000 ans)
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Chapitre 1 - La chimie de la vie
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Les liaisons ioniques et covalentes
Liaison covalente
(p9 et p10)
Liaison par mise en commun d’électron.
Covalente non-polaire:
Liaison formé par deux atomes possédant une valeur
d’électronégativité pareil. Ex: O2 et Cl2
Covalente polaire:
Liaison est définit comme non-polaire quand la différence
d’électronégativité entre les atomes n’est pas nulle. Les
électrons se seront pas répartis également entre les deux
atomes. (Voir molécule d’eau.)
Liaison ionique
Liaison par transfert d’électron. Donne des composés
ionique.
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Section 1.1 -
L’électronégativité
(p.11 ,Bio12e )
La valeur de l’électronégativité d’un atome d’un élément mesure la capacité de cet atome
d’attirer les électrons d’un autre atome. On utilise ces valeurs définit par Pauling.
(Échelle de Pauling)
Tableau #1:
Différence d’électronégativité et nature des liaisons chimiques
Différence
d’électronégativité
Pourcentage de
caractère ionique
Nature des liaisons
chimiques
0.2
0.4
0.6
1
4
9
Liaison Covalente
0.8
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
15
22
26
30
34
39
43
47
1.7
50
1.8
1.9
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
55
59
63
70
76
82
86
89
92
Se nomme
Non-Polaire
Molécule
Liaison
Covalente Polaire
50% Ionique, 50%
Covalente
N’est pas une
molécule, se
nomme:
Liaison
Ionique
composé
Ionique
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Chapitre 1 - La chimie de la vie
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Section 1.1 - Comment représenter une molécule?
1)
(p.11 ,Bio12e )
Formule moléculaire: La formule moléculaire indique seulement le nombre de
chaque type d’atome présent dans une molécule.
Exemple :
CuSO4 , C6H12O6
2)
Diagramme de Lewis: Dans le diagramme de Lewis, seuls les électrons de la
couche de valence sont représentés.
3)
Formule Structurelle:
4)
Modèle Compact On dessin les atomes par des cercles les uns dans les autres.
On ne représente par les liens. Les cercles qui s’entrecroisent représentent
indirectement les liens.
Dans une formule structurelle, chaque ligne
représente une paire d’électrons mis en commun par
deux atomes.
5)
Modèle Boules et Tiges:
Un modèle 3D construit avec un kit de model
moléculaire ou bien avec un logiciel moléculaire
3D. Image des divers biomolécules sont disponible
sur le net. Ce modèle démontre la géométrie des
liens entre les atomes. Les balles démontrent le
centre des atomes tandis que les tiges sont les liens
entre eux.
6)
Modèle 3D dessiner à la main : Un modèle comme le « boule et tige »
qui démontre bien la structure 3D des différents emplacements des atomes dans la
molécule.
Loi pour le dessin :
Ligne solide :
Liaison est dans le plan (sur la feuille)
Ligne pointillé : Liaison est dans l’arrière-plan.
(Projection en arrière de la feuille)
Ligne triangle : Liaison est dans l’avant-plan
(projection qui sort par en avant de ta feuille)
Modèle 3D dessiner à la main suite…
Voici un lien pour un logiciel gratuit pour créer vos molécules.
https://www.emolecules.com/
https://www.molecular-networks.com/online_demos/corina_demo_interactive
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Section 1.1 -
Les liaisons hydrogène et les propriétés de l’eau
(p.11 ,Bio12e )
La molécule de l’eau :
La molécule de l’eau, due à l’électronégativité de
l’oxygène est de forme polaire. C’est-à-dire que l’oxygène attire
fortement les électrons libres des deux atomes d’hydrogène et ce
donnant ainsi une polarité négative proche de l’oxygène.
( Puisque les électrons sont négatifs. )
On indique la polarité sur les schéma par g- ou g+ dépendant de
la polarité. On nomme une extrémité polaire d’une molécule un
“pôle”.
Ainsi, parce que la molécule d’eau est polaire, elle peut attirer
d’autres molécules d’eau. Ce phénomène est dû à l’attraction qui
existe entre les pôles négatifs et les pôles positifs de molécules
différentes. On nomme ce phénomène , liaisons d’hydrogène
Liaison d’hydrogène:
Une liaison d’hydrogène est une force qui s’exerce entre
des molécules . Ce n’est pas un forme de liaison chimique
interne d’une molécule.
Les liaisons d’hydrogène sont faibles , par exemple un liaison
d’hydrogène ne vaut que 5 % la valeur d’une liaison covalente.
Mais cette forme de liaison est assez forte pour retenir les
molécules d’eau ensemble. C’est pour cette raison que de l’eau
est retrouvé sous sa forme liquide sur Terre.
http://www.snv.jussieu.fr/enseignement/ARPE/td/lhmov.html (vidéo sur lien Hydrogène)
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Section 1.1 -
La solubilité des substances dans l’eau.
(p.11 ,Bio12e )
L’eau est un solvant universel. On peut y dissoudre plusieurs sel, solutés et composés
polaires ou inoniques. C’est pourquoi l’eau représente jusqu’à 90% des constituants de la
cellules.
Puisque la molécule d’eau est polaire elle attire les ions dans le sel par exemple. Ces deux
attractions séparent les ions chlorure des ions sodium. Le sel est maintenant dissocié. Ce qui
signifie que les ion sodium et les ions chlorure sont séparés et se sont dissous dans l’eau.
Figure 1.8: Le sel se dissout dans l’eau parce que les ions chlorure et les ions sodium attirent
les molécules d’eau.
(Autre figure)
Composés hydrophiles:
Ce sont les composés qui interagissent avec l’eau. Ils aiment l’eau
et peuvent se dissoudre dans l’eau.
Composés hydrophobe:
Les composés qui n’interagissent pas avec l’eau. Les composés
non-polaires sont hydrophobe. Ils ne peuvent pas former des
liaisons d’hydrogène avec l’eau comme le peuvent les composés
ioniques et polaire.
Figure pas dans le livre:
Formation d’une micelle et le phénomène hydrophobe dans la bicouche.
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Quiz
#1.
Un composé ionique est polaire.
V
ou
F
#2.
L’eau est un soluté universel. Il peut dissoudre plusieurs sels.
V
ou
F
#3.
Une liaison covalente est plus forte qu’un lien hydrogène.
V
ou
F
#4.
Une molécule de O2 est un exemple de liaisons covalente polaire.
V
ou
F
#5.
Un isotope est un atome qui possède un différent nombre de proton.
V
ou
F
#6.
Le carbone possède 2 isotopes.
V
ou
F
#7.
Une micelle est une particule qui se forme quand on dissout du sel.
V
ou
F
#8.
La membrane cellulaire des cellules est totalement hydrophobe.
V
ou
F
#9.
Dans le modèle moléculaire de dessin 3D, un lien triangle est une
projection vers l’avant.
V
ou
F
Carbone et Oxygène partage une liaison ionique très forte.
V
ou
F
#10.
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Section 1.1 - Les atomes et les liaisons chimiques
•
Lecture de la section 1.1
•
Compléter les notes de cours avec le livre ou en suivant le cours de l’enseignant.
•
Compléter les questions # 1 à 5 “Révision de la section” à la page 13 de ton livre.
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Section 1.1 - Les atomes et les liaisons chimiques
•
Faite le croquis des molécules suivantes selon les différentes représentations dans
le tableau ci-dessous.
Formule
Lewis
Moléculaire
à la main
à la main
Structurel
à la main
Compact
Boules et
Dessin 3D
Tiges
Image ou à Image ou à À la main
la main
la main
10 Molécules à représenter: (à remettre selon les directives de LAF) Une
molécule par feuille selon l’ordre ci-dessous.
Eau,
Méthane
Ammoniac
Acide Acétique
Bioxyde de carbone (g)
Alcool isopropylique (g)
Oxygène diatomique (g)
Butane (g)
Glycérol (g)
Paradichloro-Benzène