Chapitre 2 - La chimie du vivant (Partie 1?)

92 présents au sein de la nature.

Combien d’éléments naturels existent-ils ?

Substance ne pouvant être dégradée en d’autres substances au cours de simples réactions chimiques classiques.

Définis-moi un élément.

Un élément est une catégorie d’atômes ayant le même nombre de protons (Z) représenté par le numéro atomique, avec un nombre de masse.

Qu’est-ce qui compose un élément ?

C’est une variation du nombre de neutrons au sein d’un élément (plus ou moins) qui ne le change pas, mais qui fait différer l’atôme.

Qu’est-ce qu’un isotope ?

C’est ce qui caractérise la quantité du nombre de protons et de neutrons (somme des nucléons).

Qu’est-ce que le nombre de masse ?

Seulement 25 éléments constituent la vie dont 4 éléments surabondants : le carbone, l’oxygène, l’hydrogène, l’azote.

Combien des éléments constituent le vivant ?

L’élément le plus lourd est l’uranium (92 protons) et l’élément le plus léger est l’hydrogène (1 proton).

Quels sont les éléments le plus lourd et celui le plus léger ?

Les atômes ayant une couche périphérique incomplète intéragissent avec d’autres atômes pour former des molécules.

Comment se forment les liaisons chimiques ?

Les liaisons fortes, soit les liaisons covalentes polaires ou apolaires; ou les liaisons ioniques; ou les liaisons faibles comme la liaison hydrogène et les intéractions de Van der Waals.

Quelles sont les diverses liaisons ?

Les atômes mettent en commun leurs électrons pour compléter leurs couches électroniques. 

Comment fonctionne la liaison covalente ?

Il faut prendre en compte la différence d’électronégativité : si apolaire, les électrons vont être partagés de manière équitables; si polaire, les électrons sont particulièrement attirés par un des deux partenaires.

Comment savoir si une liaison covalente est apolaire ou polaire ?

H2, O2, CH4

Donne des exemples de liaisons covalentes apolaires.

OH-, NO

Donne des exemples de liaisons covalentes polaires.

Les 2 atômes exercent des attractions inégales sur les électrons, mais le plus électronégatif arrache l’électron à l’autre atôme. Le plus faible cède et vide son orbital externe, donc devient cation. Le plus fort le complète en devenant ainsi un anion.

Comment fonctionne une liaison ionique ?

C’est la quantité d’énergie dont on a besoin pour casser ces liaisons.

Qu’est-ce que la force d’une liaison ?

C’est la tendance à retenir ses électrons et attirer vers lui les électrons d’une liaison chimique. Dans le tableau période, le plus haut à droite est le plus électronégatif.

Comment fonctionne le concept d’électronégativité d’un atôme ?

Un atôme d’hydrogène lié de manière covalente à un atôme électronégatif subit l’attraction d’un autre atôme électronégatif, soit cela crée des liens intramoléculaires ou intermoléculaires.

Comment fonctionne la liaison hydrogène ?

Souvent H avec O ou N, mais surtout avec l’eau car les liaisons hydrogènes ont tendance à rendre l’eau plus structurée que les autres liquides.

Donne un exemple de liaison hydrogène.

La flottabilité de la glace, le passage dans les racines d’arbre, la vie (vu que l’eau, c’est la vie).

Que permettent les liaisons hydrogènes pour l’eau ?

Ce sont des protéines solubles dans l’eau.

Que sont les protéines hydrosolubles ?

Une enveloppe de molécule d’eau entoure chaque ion du soluté.

Qu’est-ce que le processus d’hydratation ?

Une molécule ayant des liaisons covalentes non polaires peut présenter des régions chargées positivement et d’autres négativements dû à des oscillations de la répartition du nuage électronique autour de la molécule. Cela peut provoquer un dipôle instantané qui n’existe pas longtemps, mais cela influence des molécules apolaires à aussi adopter des charges partielles.

Que sont les intéractions de Van der Waals ?

Il en existe 4 classes principales de molécules organiques complexes : lipide, glucide, protéine, acide nucléique. Les trois derniers sont des polymères.

Qu’est-ce que les macromolécules ?

C’est ce qui permet l’assemblage des monomères liés entre eux par des liaisons covalentes.

Que sont des polymères ?

Les monomères des protéines sont des acides aminés, donc les protéines sont des assemblages d’acides aminés.

Comment sont formées les protéines ?

Le vivant utilise 20 acides aminés pour construire des milliers de protéines. En gros, le ribosome établit les liaisons peptidiques entre les acides aminés qui permettent la créaction de la protéine. 

Comment se compose le vivant ?

Les acides aminés polaires donnant un radical polaire, les acides aminés apolaire donnant un radical apolaire, et les acides aminés ionique donnant un radical ionisé soit qui a une charge plus ou moins.

En combien de groupe classe-t-on la composition chimique du radical (seule partie variante des acides aminés) ?

Elle doit se replier sur elle-même ce qui entraîne différents niveaux de structuration : la structure primaire (enchaînement des acides aminés), la structure secondaire (soit en élice alpha en se maintenant avec des ponts d’hydrogène, le feuillet plissé beta en forme de taule ondulé), la structure tertiaire (repliement global de la protéine dans l’espace), et la structure quaternaire (l’assocation avec d’autres protéines parfois).

Que se passe-t-il quand une protéine est trop longue ?

Les ponts hydrogènes, ponts disulfures, liasons covalentes entre certaines chaînes latérales d’acides aminés, l’attraction Van der Waals et l’exclusion hydrophobe.

Quelles sont les différentes intéractions au sein des protéines contribuant à leur formation ?

La protéine enzymatique (propriétés catalytiques), structurales (structure aux cellules), de transport (fixe une molécule phospholipide et la transporte), hormonale (régulation des processus physiologiques), réceptrice (surface cellulaire ou dans cytoplasme), contractiles et motrices (mouvements de la cellule), de défense (anticorps).

Quels sont les différents types de protéine ?

Des monosaccharides formant entre eux des liaisons covalentes générant ainsi des oligosaccarides (2 à 10 oses) ou polysaccarides (plus de 10 oses).

Que sont les glucides ?

Ce sont les sucres simples formant les monosaccharides.

Que sont des oses ?

Elle renferme toujours du carbone (3 à 9 atômes), de l’oxygène dans un groupe carbonyle (au moins 3) et de l’hydrogène dans un groupe hydroxyde (au moins 2).

Comment est la structure des monosaccarides ?

On les classe différement selon le nombre de carbone (triose, pentose, hexose) et de la disposition des groupements autour, et la structure du carbone asymétrique (s’il forme quatre liaisons simples, il forme un tétraèdre imaginaire par exemple).

Comment classe-t-on les sucres ?

C6H12O6

Comment se compose le glucose ?

Sous forme cyclique.

Comment se présente le glucose dans l’eau ?

Chez l’alpha glucose, le OH est en bas; chez le beta glucose, le OH est en haut.

Quelle est la différence entre l’alpha glucose et le beta glucose ?

Ce sont les oligosaccharides les plus courant, soit deux monosaccharides liés l’un à l’autre par une liaison glycosidique.

Que sont les disaccharides ?

Ce sont des sucres pouvant atteindre plusieurs monomères et avec deux fonctions possibles : polysaccharide de réserve (hydrolysation pour libérer de l’énergie) ou de structure (création de structures de protection).

Que sont les polysaccharides ?

C’est ce qui compose l’ADN et l’ARN, ils se composent de nucléotides eux-mêmes liés entre eux par des liaisons phosphodiester.

Que sont les acides nucléiques ?

Il en existe quatre : un sucre, une base azotée, un à trois groupement phosphates, des brins.

Combien de parties y a-t-il dans un nucléotide ?

Le sucre : désoxyribose, la base azotée : A, G, C, T, un seul groupement phosphate, les brins : 2 brins anti-parallèles et complémentaires entre eux (grâce à des ponts hydrogènes entre les bases azotées).

Comment se composent les nucléotides au sein de l’ADN ?

Le sucre : ribose, la base azotée : A, G, C, U, pas de groupement phosphate, les brins : un monocaténaire, soit une molécule d’acide nucléique non-appariée à une autre molécule complémentaire.

Comment se composent les nucléotides au sein de l’ARN ?

C’est la vraie personne démontrant que la structure de l’ADN est à double-hélice avec un espacement entre les paires de base et aux dimensions très précises.

Qui est Rosalind Franklin ?

L’ARN messager qui transfère l’info depuis l’ADN, l’ARN ribosomique qui constitue les ribosomes, l’ARN de transfert qui crée la correspondance entre l’ARN messager et la protéine.

Quelles sont les différentes fonctions de l’ARN ?

Les enzymes et la régulation de l’expression génétique.

Quelles sont d’autres fonctions au sein de la cellule possibles ?

Des composés regroupés dans une classe en fonction de leur caractéristique la plus importante : ils n’aiment pas l’eau (pas leur structure).

Que sont les lipides ?

Deux : les lipides simples constitués par l’attachement entre elles de plusieurs molécules d’isoprène et sans gras; les lipides complexes qui sont des composés d’acides gras et d’une chaîne hydrocarbonnée de longueur variable saturée ou non.

Combien de groupes existent-ils pour classer les lipides ?

La chaîne hydrocarbonnée est saturée en hydrogène, mais si elle n’est pas saturée, on peut remplacer une double-liaison par deux liaisons hydrogènes, ce qui crée l’acide oléique qu’on retrouve dans l’huile d’olive.

Que se passe-t-il si un lipide complexe a une chaîne hydrocarbonnée saturée ou non ?

Au plus elle est longue, au moins elle est soluble dans l’eau.

Que se passe-t-il quand une chaîne hydrocarbonnée est longue chez les lipides complexes ?

Ils proviennent d’une réaction de condensation entre un alcool et un acide gras, quand on élimine l’eau.

D’où proviennent les lipides complexes ?

Du degré d’insaturation créant des coudes, soit des changements de direction de chaînes polypeptidiques dans les chaînes hydrocarbonnées.

De quoi dépend la température de fusion pour le passage de l’état solide à liquide des acides gras ?

Plus il y a de doubles-liaisons, plus la température de fusion est basse; à l’inverse, moins il y a de doubles-liaisons, plus la température de fusion est haute.

Que se passe-t-il avec les doubles-liaisons concernant la température de fusion ?

Le glycérol dont deux groupes d’OH liés à deux acides gras par des liaisons esters, deux acides gras, un caractère amphipatique prononcé, et différenciation de l’huile et de la graisse par une liaison covalente du groupement hydroxyle avec un groupement phosphate et une petite molécule polaire.

De quoi sont constitués les phospholipides membranaires ?