La chimie de l`organisme

La chimie de l'organisme
La matière
C'est la substance qui compose l'univers. Elle se présente sous 3 formes : gazeuse,
solide et liquide. De plus, est matière tout ce qui possède une masse et occupe un volume.
L'énergie
C'est une valeur intangible qui n'a ni massa, ni volume et qui ne se mesure que par les
effets qu'elle a sur la matière.
L'énergie totale est composée de :
− Une énergie potentielle : énergie que possède un objet en fonction de sa position ou
de sa structure interne. Elle permet de produire un travail même si l'objet n'en fait aucun
au moment où on l'observe.
Ex : pile électrique, batterie de voiture.
− Une énergie cinétique : énergie d'un objet en mouvement proportionnel à la
quantité de chaleur (ou énergie thermique) de l'objet.
Ex : en voiture, accélération.
La composition de la matière
Elle est composée de substances fondamentales appelées éléments. Ces éléments ont la
particularité de ne pas pouvoir être décomposé en substance simple. On connaît aujourd'hui
109 éléments qui composent la matière, dont 96 sont naturels. Quatre des ces éléments
représentent 96 % du poids corporel : carbone (C), hydrogène (H), oxygène (O), et azote (N).
Structure de l'atome
Le centre de l'atome est constitué d'un noyau, composé de protons et de neutrons
solidement liés les uns aux autres. Les protons ont une charge électrique positive et les
neutrons sont électriquement neutres.
L'atome étant électriquement neutre, le noyau est donc entouré d'une quantité de charges
électriques négatives pour équilibrer le nombre de protons. Ces charges sont appelées
électrons.
Trois critères caractérisent un élément :
− Le nombre atomique : nombre de protons que contient le noyau.
− Le nombre de masse : nombre de protons et de neutrons. Les éléments naturels
peuvent se présenter sous 2 ou 3 formes et les différences qu'ils présentent entre eux
tiennent au nombre de neutrons de leur noyau. On les appelle des isotopes.
− Le poids atomique : il représente la moyenne du poids relatif de tous les isotopes
d'un élément.
Les isotopes les plus lourds d'un élément sont souvent instables, donc ils se décomposent
facilement en des formes plus stables par émission, à partir de leur noyau, de particules α
(alpha), β (bêta) et γ (gama). Ce processus de désintégration est appelé radioactivité. Et les
isotopes qui présentent ce comportement sont appelés radio-isotopes.
Quand plusieurs atomes se combinent pour former un corps, on appelle cela une molécule.
La ionisation
Les atomes sont électriquement neutres mais le transfert d'électrons d'un atome à un
autre détruit l'équilibre électrique et forment des particules appelés ions.
L'atome qui gagne un électron devient un ion négatif appelé anion, alors que l'atome qui perd
un électron devient un ion positif appelé cation.
Eléments de biochimie
Les substances qui forment la structure du corps humain et permettent son
fonctionnement se divisent en 2 catégories :
− Les composés inorganiques :
1. L'eau = 60 à 80 % du volume de la plupart des cellules.
Propriétés : → grande capacité thermique : elle peut libérer et absorber
beaucoup de chaleur.
→ grande chaleur de vaporisation : elle va demander bcp
d'énergie thermique pour rompre les liaisons chimiques
qui relient l'oxygène et l'hydrogène dans l'eau.
→ solvant : permet de dissoudre des nutriments et de
permettre ainsi leur transport par le sang.
→ Réactivité : l'eau permet la transformation des aliments
(l'addition d'une molécule d'eau (H2O) avec aliments =
hydrolyse).
→ L'amortissement : une quantité d'eau protège les organes
des chocs et des traumatismes.
2. Les sels
3. Les acides : substances donneuses de protons
4. Les bases : substances receveuses de protons.
L'ensemble de ces composés inorganiques forment les électrolytes.
− Les composés organiques : possèdent tous des atomes de carbone.
1. Glucides (sucres) : représentent 1 à 2 % de la masse cellulaire. Composés
de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Lorsqu'ils sont sous forme de sucre
simple, on les appelle monosaccharides (ex : glucose). Mais on les trouve
parfois lié deux à deux, les disaccharides. Et lorsqu'ils sont plus de 2, on les
appelle polysaccharides (ex : glycogène, 50 000 molécules de glucose). Ils
sont solubles dans l'eau.
2. Lipides : ne sont pas solubles dans l'eau. Par contre ils sont solubles dans
d'autres solvants organiques. Pour produire de l'énergie, il faut rompre les
liens entre les glycérol et les acides gras.
3. Les protéines : représentent entre 10 et 30 % de la masse cellulaire et elles
sont représentées par des chaînes qui associent entre eux des acides aminés.
Chaque espèce terrestre à un nombre spécifique d'acides aminés : l'espèce
humaines en a 21.
4. Les acides nucléiques : nous avons 2 acides nucléiques dans notre
organisme = désoxyribonucléique (ADN) et ribonucléiques (ARN).
Comparaison entre ADN et ARN
Caractéristiques
ADN
Noyau
Localisation ds la cellule ?
Principales fonctions ? Constitue le matériel génétique
Dirige la synthèse de protéine
Se duplique lors de la division
cellulaire
désoxyribose
Quels sucres composent ?
Quelles sont les bases ? → Adémine
→ Guanine
→ Thymine
→ Cytosine
Double chaîne torsadée en
La forme ?
double hélice
ARN
Cytoplasme
Exécuter les instructions
génétiques pour la synthèse
des protéines.
ribose
→ Adémine
→ Guanine
→Cytosine
→Uracile
Chaîne simple droite ou
repliée
5. Adénosine tri-phosphate (ATP) : c'est la brique d'énergie directement
utilisable par l'organisme.
6. Les carbures : CO (monoxyde de carbone) et CO2 (dioxyde de carbone).
Les enzymes
Ce sont des protéines globulaires qui jouent le rôle de catalyseurs biologiques. En fait,
elles règlent et accélèrent les réactions chimiques sans être modifiées réduites au cours de
celles-ci. Elles peuvent augmenter la vitesse d'une réaction d'un million.
Certaines enzymes produites le sont sous formes inactives et elles seront activées plus tard.
Définitions
− Anabolisme : c'est une phase du métabolisme nécessitant de l'énergie afin de
former des molécules complexes à partir de molécules simples.
− Catabolisme : processus par lequel les cellules vivantes dégradent des molécules
complexes en molécules simples.
Eléments présents dans l'organisme humain
Oxygène (O)
Carbone (C)
Hydrogène (H)
Azote (N)
Calcium (Ca)
Phosphore (P)
Souffre (S)
Potassium (K)
Sodium (Na)
Chlore (Cl)
Magnésium (Mg)
Iode (I)
Fer (Fe)
96,2 %
3,9 %
+ chrome, cobalt, cuivre, fluor, étain, zinc = oligo-éléments.