Introduction à la Chimie V4 - 2024 PDF

© Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 1 Introduction à la chimie … et aux cours d’anatomie-physiologie © Justine Noizet & Laurent Prosper IFNAT - 15 rue des Pontots, 64 100 Bayonne - www.ifnat.com © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024...

© Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 1 Introduction à la chimie … et aux cours d’anatomie-physiologie © Justine Noizet & Laurent Prosper IFNAT - 15 rue des Pontots, 64 100 Bayonne - www.ifnat.com © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 2 Introduction des cours scientifiques Le but de ce cours est d’introduire les cours d’anatomie et physiologie De nombreux termes, un vocabulaire nouveau, un nouveau monde s’ouvre à ff fi fi vous … et probablement beaucoup d’incompréhensions et de réponses Complexe, rebutant mais pas impossible parce que d’autres l’ont fait avant vous Les présentations seront souvent longues a n de proposer di érents supports de mémorisation en fonction de vos spéci cités (visuelle, auditive, kinesthésique) et limiter le temps de prise de note © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 3 Objectifs Ce que vous devez connaître à la n de ce cours Introduction au corps humain Dé nir : Anatomie et physiologie Homéostasie Boucle de rétrocontrôle et 1 exemple de rétroaction positive et 1 exemple de rétroaction négative fi fi Nommer : 6 niveaux d’organisation et les décrire en quelques lignes 11 systèmes du corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 4 Objectifs Ce que vous devez connaître à la n de ce cours Niveau chimique de l’organisation Nommer : 4 atomes principaux de l’organisme fi fi Dé nir : Liaison chimique Réaction chimique Composé inorganique, organique Hydrate de carbone Lipide Protéines Acide nucléique ATP © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Sommaire Introduction au corps humain I. Dé nition d’anatomie et physiologie II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes III. 11 systèmes du corps humain IV. Terminologie anatomique V. Caractéristiques des organismes vivants humains VI. Homéostasie fi 5 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 6 Sommaire Introduction au niveau chimique de l’organisation I. II. III. IV. Organisation de la matière Liaisons chimiques Réactions chimiques Quelques groupes de molécules important pour un corps humain 1. Composés inorganiques et solutions 2. Composés organiques 3. Hydrates de carbone 4. Lipides 5. Protéines 6. Acides nucléiques 7. Zoom Adénosine TriPhosphate (ATP) © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 7 INTRODUCTION AU CORPS HUMAIN Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 8 Qu’est-ce que le corps humain ? Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 9 Introduction au corps humain 639 muscles 206 os dont 52 dans les pieds Jeûne de 40 jours Il y a plus de gènes chez la pomme de terre que chez l’être humain L’acide de notre estomac est capable de dégrader une cuillère en métal Régénération de la peau : 1 000 fois au cours de la vie © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 10 Introduction au corps humain I. Définition de l’anatomie et de la physiologie S Ensemble des connaissances d'une valeur universelle et son étude C Objet Caractérisée : I Observations objectives véri ables Méthode fondée E Raisonnements rigoureux N C E Divisée en domaines (=sciences) Anatomie : structure du corps et les relations entre-elles Physiologie : fonctionnement du corps e t n ita e d tu fi E m o c n o c Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 11 II. 6 niveaux d’organisation 1- Niveau chimique des structures et des systèmes 2- Niveau cellulaire 3- Niveau tissulaire 4- Niveau organique 6- Niveau de l’organisme entier 5- Niveau systémique Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 12 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Ordre de grandeur et écriture scienti que ETAPE 1 Exemple : 12 345,67 = 1 234,567 x 10 12 345,67 = 123,4567 x 100 12 345,67 = 12,34567 x 1 000 12 345,67 = 1,234567 x 10 000 12 345,67 = 0,1234567 x 100 000 MÉTHODE : COMPTER LE NOMBRE DE ZÉRO fi 1 = 1x100 = 100 10 = 1x101 = 101 100 = 1x102 = 102 1 000 = 1x103 = 103 10 000 = 1x104 = 104 100 000 = 1x105 = 105 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 13 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Ordre de grandeur et écriture scienti que ETAPE 2 Exemple : 12 345,67 = 1 234,567 x 10 12 345,67 = 123,4567 x 100 12 345,67 = 12,34567 x 1 000 12 345,67 = 1,234567 x 10 000 12 345,67 = 0,1234567 x 100 000 1 = 1x100 10 = 1x101 100 = 1x102 1 000 = 1x103 10 000 = 1x104 100 000 = 1x105 Ecriture scienti que : 12 345,67 = 1,234567 x 10 000 = 1,234567x104 fi = 1 234,567x101 = 123,4567x102 = 12,34567x103 = 1,234567x104 = 0,1234567x105 fi Exemple : 12 345,67 = 1 234,567 x 10 12 345,67 = 123,4567 x 100 12 345,67 = 12,34567 x 1 000 12 345,67 = 1,234567 x 10 000 12 345,67 = 0,1234567 x 100 000 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 14 Introduction au corps humain II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Ordre de grandeur et écriture scienti que 10n Nom préfixé Symbole Nombre en français Valeur en mètres 10-30 quectomètre qm quintillionième 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 001 10−27 rontomètre rm quadrilliardième 0,000 000 000 000 000 000 000 000 001 10−24 yoctomètre ym quadrillionième 0,000 000 000 000 000 000 000 001 10−21 zeptomètre zm trilliardième 0,000 000 000 000 000 000 001 10−18 attomètre am trillionième 0,000 000 000 000 000 001 10−15 femtomètre fm billiardième 0,000 000 000 000 001 10−12 picomètre pm billionième 0,000 000 000 001 10−9 nanomètre nm milliardième 0,000 000 001 10−6 micromètre µm millionième 0,000 001 10−4 décimillimètre dmm dix millième 10−3 millimètre mm millième 0,001 10−2 centimètre cm centième 0,01 10−1 décimètre dm dixième 100 mètre m un 1 101 décamètre dam dix 10 102 hectomètre hm cent 100 103 kilomètre km mille 1 000 104 myriamètre mam dix mille 106 mégamètre Mm million 109 gigamètre Gm milliard 1012 téramètre Tm billion 0,0001 0,1 10 000 1 000 000 1 000 000 000 fi 1 000 000 000 000 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 15 Introduction au corps humain II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Exercice pratique ……………………………… ……………………………… …… m = Échelle …………… …… x …. Exemple : - ……………………. …… Échelle …………… …… …… m = x ….. Exemples : - ……………………. - ……………………. Échelle ………… …… m = Exemples : - ……………………. - ……………………. …… © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 16 Introduction au corps humain II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Exercice pratique 10-15 m => Taille approximative d’une particule atomique (proton, neutron) 10-14 m => Taille approximative du noyau de l’atome 10-10 m = 0,1 nm Échelle atomique Atome x 10 Exemple : - Rayon d’un atome Molécule 8 à 12 nanomètres 8-12 milliardième de mètre 1nm = 10-9m Échelle moléculaire Fibre protéique x 1 000 Exemples : - Fibre de protéine - Rayon de l’hélice d’ADN ≈ 20 micromètres 20 millionième de mètre 1µm = 10-6m Exemples : - Cellule de foie : 20-30 µm de côté - Cellule musculaire - 10-100 µm de diamètre - 1-5 cm de long Échelle cellulaire Cellule © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 17 Introduction au corps humain II. 6 niveaux d’organisation Cellule des structures et des systèmes Échelle cellulaire 4 tissus 10-2m = centimètres Échelle tissulaire Organes Échelle organique Exemples : - Foie, reins, … Exemples : - Système digestif, rénal Systèmes Niveau systémique Niveau organismal 100m Organisme entier Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 18 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau chimique Analogie : lettre de l’alphabet C H I M I Q U E Atomes* : Carbone (C) Hydrogène (H) Oxygène (O) Azote (N) Phosphore (P) Calcium (Ca) Soufre (S) * Les plus petites unités de matière Molécules : Constitué de 2 ou + atomes liés entre eux Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 19 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau cellulaire Analogie : mot (plus petits éléments compréhensible) C E L L U L E Combinaison de molécules pour former des cellules Unité structurelle de base (fonctionnelle) d’un organisme = Plus petites unités du vivant 200 types de cellules (musculaire, nerveuse, …) Représentation d’une cellule Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 20 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau tissulaire Analogie : phrase Composés de cellules entourées de matériel pour exercer une fonction Epithélial : Couvre les surfaces du corps Tapisse les organes creux et les cavités Forme les glandes Conjonctif : Connecte, supporte et protège les organes Constitue les vaisseaux fl T I S S U L A I R E particulière Musculaire : Se contracte pour se mouvoir Produire de la chaleur 4 types Nerveux : Transporte les informations dans le corps via des in ux nerveux Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 21 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau organique Analogie : paragraphe fi O Association de 2 (ou plus) types de tissus qui concourent à la réalisation d’une (ou plusieurs) fonction R G Caractéristiques : Forme reconnaissable A Fonction spéci que N Ex : estomac, peau, cerveau, poumons E Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 22 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau systémique Analogie : chapitre Constitué d’organes ayant une fonction commune S Ex : système digestif responsable de la fragmentation des aliments et leurs Y absorption S Constitué : T Bouche Intestin grêle Glandes salivaires È Côlon Pharynx M Foie Œsophage VB E Estomac Pancréas Rq : parfois un organe fait partie de plusieurs systèmes (ex: pancréas fait partie du s. digestif et endocrinien) * Termes appareils et systèmes utilisés Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 23 II. 6 niveaux d’organisation des structures et des systèmes Niveau organismal Analogie : livre Organisme entier : individu. Tous les systèmes coopèrent pour fonctionner en harmonie (homéostasie) Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 24 III. 11 systèmes du corps humain Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 25 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système tégumentaire : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Peau, poils, cheveux Ongle Glande sudoripare et sébacée Protection Régulation température Elimination déchets Synthèse vitamine D Détection sensations : toucher, douleur, chaud, froid Stockage graisse Isolant Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 26 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système musculaire : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Tissus musculaire squelettique (uniquement) Muscle cardiaque et muscles lisses (viscères) n’en font pas partie Locomotion Maintien postural Production chaleur Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 27 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système squelettique : F O N C T I O N Os Articulation Cartilage Soutien et protection Zone de xation pour les muscles Mouvement du corps Héberge les cellules produisant les cellules sanguines Stockage : minéraux, graisse fi C O M P O S I T I O N Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 28 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système respiratoire : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Poumons Voies aériennes conduisent l’air : Pharynx (gorge) Larynx Trachée Voies bronchiques Pharynx Larynx Trachée Transfert de : L’oxygène de l’air inhalé vers le sang Dioxyde de carbone du sang vers l’air expiré Régulation acido-basique Parole : l’air expulsé produit son en passant à travers les cordes vocales Poumons Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 29 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système nerveux : Cerveau Moelle épinière Nerfs Certains organes ses sens : yeux, oreilles Détections des modi cations environnementales (interne ou externe) Génère des impulsions nerveuses (potentiel d’action) pour réguler les activités corporelles Réponse aux modi cations en induisant des contractions musculaires ou sécrétions glandulaires fi F O N C T I O N fi C O M P O S I T I O N Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 30 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système endocrinien : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Glande pinéale Gl an Hypothalamus de Hypophyse pr od Thymus uc tri Thyroïde ce Parathyroïdes d’ ho Glandes surrénales rm on Pancréas e Ovaires Testicules Cellules productrices d’hormones au sein des organes Régule les activités corporelles via la sécrétion d’hormones* * Messager chimique transporté par le sang depuis la glande jusqu’à l’organe cible Pinéale Hypothalamus Hypophyse Parathyroïde Thyroïde Thymus Surrénale Ovaires Testicules Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 31 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système lymphatique et immunitaire : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Lymphe Vaisseaux lymphatiques Rate Thymus Ganglions lymphatiques Tonsiles (=amygdales, végétations) Cellules responsables de la réponse immunitaire : Lymphocytes B, T Autres Ramène les protéines et la lymphe vers le sang Transport des graisses du tractus gastro-intestinal vers le sang Contient des sites de maturation des lymphocytes B et T Protection contre microbe et autres Amygdales Thymus Rate Vaisseau lymphatique Ganglion Moelle osseuse Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 32 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système reproducteur : Gonades : testicules (homme), ovaires (femme) C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Organes associés : Femme : Trompe Utérus Vagin Glandes mammaires Homme : Epididymes Canaux déférents Vésicule séminale Prostate Pénis Glandes mammaires Trompes de Fallopes Ovaires Utérus Vagin Vésicule séminale Canal déférent Pénis Epididyme Production gamètes (SPZ, ovocyte) : union = nouvel individu Gonades : production hormones régulant la reproduction et d’autres processus Organes associés : transport et stockage des gamètes Glandes mammaires : production du lait Prostate Testicule Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 33 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système digestif : C O M P O S I T I O N F O N C T I O N Tractus* gastro-intestinal : Bouche Pharynx (gorge) Œsophage Estomac Intestin grêle Côlon Anus Glandes accessoires aidant la digestion : Glandes salivaires Foie Vésicule biliaire Pancréas Dissocie les aliments en leurs composants essentiels Absorption des nutriments Elimination des déchets solides Glandes salivaires Bouche Pharynx Œsophage Foie Vésicule biliaire Pancréas Estomac Intestins Rectum Anus © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 34 Introduction au corps humain III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système urinaire : F O N C T I O N Reins Uretères Vessie Urètre Reins Uretères Vessie Urètre Produit, stocke et élimine l’urine Elimination des déchets Régulation du volume et composition chimique du sang Maintien l’équilibre acido-basique des uides Maintien l’équilibre minéral Régulation et production des globules rouges fl C O M P O S I T I O N Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 35 III. Niveaux d’organisation Systémique : 11 systèmes Système cardiovasculaire : C O M P O S I T I O N Sang Cœur Vaisseaux sanguins fl Cœur pompe le sang au travers des vaisseaux sanguins F Sang : Transporte oxygène et nutriments vers les cellules O Elimine déchet et le dioxyde de carbone N Maintient : C Equilibre acido-basique T Température I Charge hydrique des uides corporel O Composition du sang et défense de l’organisme N Réparation des vaisseaux sanguins endommagés Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 36 IV. Terminologie anatomique Position anatomique de référence Sujet debout, droit, face à l’observateur Tête et yeux regardant en face de lui Membres supérieurs pendent le long du corps Paumes vers l’avant Membres inférieurs droit, parallèle, Pieds posés à plat, dirigés vers l’avant © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Partie du corps humain Tête Cou Tronc Membres inférieurs Membres supérieurs 37 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Terminologie anatomique Lignes, plans et coupes Généralités : Les lignes : Droites qui divisent le corps en parties (droite et gauche, sup et inf) Les plans : Surfaces virtuelles qui traversent le corps 3 principaux dans le corps : Sagittal Frontal Transversal Le plan ou la ligne médian séparent le corps en deux parties égales 38 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Lignes, plans et coupes Plan vertical 2 parties : médiale, latéral ; homo et hétérolatérale Plan vertical 2 parties : antérieure (ventrale) et postérieure (dorsale) Plan horizontal 2 parties : crâniale et caudale 39 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Régions anatomiques fi fi http://www.facmed-univ-oran.dz/ressources/ chiers_produits/ chier_produit_1910.pdf 40 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Terminologie anatomique Lignes, plans et coupes Coupe : lorsqu’un plan traverse le corps Parties observées (coupées) sont appelées coupes La coupe prend le nom du plan : Coupe transversale, frontale, … 41 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Cavités du corps Cavité crânienne Cavité / Cage thoracique Poumons Cavité abdominale Cavité pelvienne Cœur Foie Rate Pancréas Estomac Intestins Vessie 42 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 43 IV. Terminologie anatomique Cavités du corps A N T É R IE U R E P O S T É R I E U R E = Cavité ventrale Cavités : Thoracique + Abdominale* + Pelvienne* * ou abdomino-pelvienne = Cavité dorsale Cavités crânienne + spinale (canal vertébral) ou postérieure antérieure Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Terminologie anatomique Cavités du corps Cavité thoracique : = Cage thoracique Partie centrale = médiastin Partie supérieure, délimitée : Sternum en avant Côtes sur le côté Vertèbres thoraciques en arrière Comprend : Cœur + gros vaisseaux Œsophage Trachée Thymus Contient (principalement) : Cœur Poumons 44 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Terminologie anatomique Cavités du corps Cavité abdomino-pelvienne : En dessous de la cage thoracique 2 cavités séparées par le diaphragme Séparée arti ciellement en 2 cavités : Cavité abdominale : Reins Pancréas rate Foie / VB Estomac Majorité de l’intestin Cavité pelvienne : Organes génitaux internes Vessie Rectum fi Organes des cavités thoraciques et abdomino-pelvienne = viscères 45 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Régions anatomiques Foie Cœur Rate Pancréas Estomac Intestins Vessie Epigastre Hypocondre gauche Hypocondre droit Flanc gauche Flanc droit Fosse iliaque gauche Fosse iliaque droite Région ombilicale Hypogastre DROITE GAUCHE HYPOCONDRE FLANC FOSSE ILIAQUE 46 Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Terminologie anatomique Régions anatomiques Région ombilicale : partie qui entoure le nombril (ombilic) Epigastre (zone épigastrique) : partie située au-dessus du nombril, sous le sternum Hypogastre (zone hypogastrique) : partie située sous le nombril et au-dessus du pubis Flanc gauche : à gauche du nombril Flanc droit : à droite du nombril Hypocondre droit : sous les côtes à droite (donc au-dessus du anc droit et à droite de l'épigastre) Hypocondre gauche : sous les côtes à gauche (donc au-dessus du anc gauche et à gauche de l'épigastre) Fosse iliaque droite : en bas et à droite (donc en dessous du anc droit et à droite de l'hypogastre) fl fl fl fl Fosse iliaque gauche : en bas et à gauche (donc en dessous du anc gauche et à gauche de l'hypogastre) 47 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain IV. Terminologie anatomique Cadrans anatomiques SUPÉRIEUR Quadrant supérieur gauche Quadrant supérieur droit Quadrant inférieur gauche INFÉRIEUR Quadrant inférieur droit DROITE GAUCHE Foie Cœur Rate Pancréas Estomac Intestins Vessie 48 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 49 Introduction au corps humain V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Reproduction DÉFINITION Croissance d’un tissu Formation de nouvelles cellules Fait référence Réparation tissulaire Renouvellement tissulaire Production d’un nouvel individu EXEMPLE Division cellulaire Fécondation d’un ovocyte par un spz suivi de nombreuses divisions cellulaires et di érenciation) ff Rq : Lorsque qu’un processus cesse ou se déséquilibre => mort des cellules ou tissus Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 50 V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Croissance DÉFINITION Augmentation de la taille du corps résultant de l’augmentation : Taille des cellules ou de leur nombre (ou des deux) Précurseur © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 Introduction au corps humain 51 V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Di érenciation DÉFINITION Développement d’une cellule d’un état indi érencié (cellule souche) vers un état di érencié Précurseur Cellule musculaire Cellule nerveuse ff ff ff Spermatozoïde Cellule épithéliale Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 52 V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Mouvement DÉFINITION Mouvement incluant mobilité : Tout l’organisme Organes Cellules isolément Structures au sein de la cellules EXEMPLE Contraction des muscles pour marcher Contraction de la VB suite à un repas riche en graisse pour digérer Réparation des tissus suite blessure Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 53 V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Réactivité DÉFINITION Aptitude du corps à détecter et répondre aux changements EXEMPLE Augmentation de la température lors d’une èvre = modi cation de l’env. fi fi intérieur Rotation de la tête vers bruit pour se préparer face à une menace éventuelle © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 54 Introduction au corps humain V. 6 (processus) caractéristiques des EV humain Métabolisme DÉFINITION Somme de toutes les réactions chimiques de l’organisme Phases : CATABOLISME ANABOLISME Démantèlement des molécules complexes en molécule plus simples Assemblage de molécules simples en substances complexes EXEMPLE S. digestif catabolise les protéines en acides aminés puis l’anabolisme permet de former de nouvelles protéines © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 55 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Dé nition DÉFINITION Condition d’équilibre DYNAMIQUE de l’environnement interne. Liée à l’interaction constante de tous les mécanismes de régulation du corps. Permet le maintien du volume, composition des uides corporels. Mort Variation => Maintien entre des valeurs de consigne grâce à toutes les structures (cellule -> système) Valeurs de consigne compatible avec le maintien de la vie Mort Changement de condition (interne ou externe) EXEMPLE 70 < taux de glucose dans le sanguin < 110 milligrammes / 100 millilitres de fl fi sang © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 56 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Fluides corporels DÉFINITION Solutions aqueuses diluées, contenant des composés dissouts que l’on retrouve à l’intérieur et à l’extérieur des cellules Liquide interstitiel : entre les cellules Plasma sanguin : LEC des vaisseaux sanguins Liquide intracellulaire ( uide dans les cellules) = LIC Lymphe : LEC des vaisseaux lymphatiques Liquide céphalo-rachidien : dans cerveaux et ME Humeur aqueuse et corps vitré Liquide synovial : dans les articulations fl FLUIDES CORPORELS Liquide extracellulaire (hors des cellules) = LEC © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 57 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie constante Ponctuel => déséquilibres externe et interne Grave & prolongée Système de régulation : Action rapide via impulsions électriques vers les organes Action plus lente via la libération d’hormones Ces 2 systèmes opèrent dans le même but via des boucles de rétrocontrôle/rétroaction = perturbation © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 58 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : 1. Chute de la température corporelle captée par les récepteurs de la peau ff Peau = récepteur 2. Information analysée par le cerveau Cerveau = centre de contrôle 3. Cerveau envoie des impulsions nerveuses pour que les muscles se contractent/tremblent Muscle = e ecteur © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 59 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : DÉFINITION Cycle d’évènements par le biais duquel une condition corporelle est : Contrôlée Evaluée Température Modi ée Taux de glucose Réévaluée, … Pression, … Stimulus* Boucle de rétrocontrôle Induit Composée Correction = rétrocontrôle négatif ou positif fi fi ff *Modi cation qui perturbe une condition contrôlée = Récepteur + Centre de contrôle + E ecteur © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 60 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : RÉCEPTEUR Surveille Structure Envoie infos (a érences*) vers un centre de contrôle Nerveux via des signaux Chimiques Analogie : caméra de surveillance EXEMPLE Récepteur à la douleur sur la peau ou à la température ff ff * Voie a érente car l’information circule VERS le centre de contrôle © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 61 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : CENTE DE CONTRÔLE 1. Détermination de l’intervalle de valeur pour chaque condition corporelle (consigne) 2. Evaluation des données 3. Production d’action correctrices si nécessaire, sous forme : In ux nerveux Hormone Autres signaux chimiques Analogie : vigile (derrière la caméra) EXEMPLE fl Cerveau © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 62 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : EFFECTEUR Structure corporelle Reçoit les informations e érentes Produit une réponse* pour modi er la condition contrôlée Analogie : Gendarme EXEMPLE Chaque organe et tissu fi ff * = Action correctrice © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 63 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : BUT Inverser une modi cation d’une variable contrôlée EXEMPLE : barorécepteur de la tension artérielle (TA) 1. 2. 3. 4. 5. Augmentation de la TA*° via des stimuli internes/externes Barorécepteur** détecte la modi cation Barorécepteur envoie des in ux nerveux au cerveau*** Analyse par le cerveau Cerveau envoie des e érences sous forme d’in ux nerveux vers le cœur°° et les gros vaisseaux°° pour réduire la fréquence cardiaque et dilater les vaisseaux 6. Retour de la TA à la normale fl fi fl ff fi ff * Pression exercée par le sang sur les vaisseaux. Cas lorsque le cœur bat plus vite ou plus fort. ** = Cellule nerveuse et récepteur *** Centre de contrôle ° Variable contrôlée °° E ecteurs © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 64 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Schéma de l’exemple de la slide précédente Boucle de rétroaction : HOMÉOSTASIE STIMULUS : le stimulus rompt l’homéostasie en augmentant la condition controlée CONDITION CONTRÔLÉE : Retour à l’homéostasie lorsque la réponse ramène la pression sanguine à son point de consigne pression sanguine RÉCEPTEURS : barorécepteurs de certains vaisseaux sanguins Impulsion nerveuse a érente CENTRE DE CONTRÔLE : Impulsion nerveuse e érente ff ff EFFECTEURS : - Cœur - Vaisseaux sanguins RÉPONSE : baisse de la pression sanguine par : - diminution de la FC - dilatation des VS Introduction au corps humain © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 65 VI. Homéostasie * = Stimulus ** = Récepteur *** = Variable contrôlée ° Centre de contrôle °° E ecteur Contrôle de l’homéostasie Boucle de rétroaction : BUT Renforce la modi cation d’une variable du corps jusqu’au moment où elle est interrompue par un autre mécanisme EXEMPLE : accouchement fi ff 1. Contraction* poussent le foetus sur le col utérin 2. Cellules sensibles à l’étirement** suivent l’importance de l’ouverture du col*** 3. Plus l’étirement augmente plus elles envoient d’impulsions au cerveau° 4. Le cerveau libère plus d’ocytocine 5. L’ocytocine favorise les contractions de la paroi de l’utérus°° 6. Foetus descend plus bas ce qui augmente l’étirement etc 7. Processus entretenu jusqu’à la naissance de l’enfant : arrêt de l’étirement = ocytocine non libérée © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 66 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Résumé des boucles de rétroaction : POSITIVE Renforcement continuel d’une modi cation Évènement externe au système qui doit l’arrêter Généralement, renforce une action qui arrive peu souvent NÉGATIVE Réduction de l’action de la boucle par elle-même lorsque la valeur normale fi est atteinte Généralement, régulation des conditions qui doivent rester stables pour de très longues périodes © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 67 Introduction au corps humain VI. Homéostasie Contrôle de l’homéostasie Déséquilibre de l’homéostasie : Tant que les conditions contrôlées restent dans des limites étroites, les cellules peuvent travailler de manières adéquate = homéostasie maintenue Si déséquilibre trop important = perte d’homéostasie Maladie = trouble identi able Symptômes Signes cliniques fi Locale = touche une partie limitée du corps (sinusite) Générale (systémique) = touche tout l’organisme (grippe) © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 68 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 69 INTRODUCTION AU NIVEAU CHIMIQUE DE L’ORGANISATION Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 70 I. Organisation de la matière Sommaire I. II. III. IV. Organisation de la matière Liaisons chimiques Réactions chimiques Quelques groupes de molécules important pour un corps humain 1. Composés inorganiques et solutions 2. Composés organiques 3. Hydrates de carbone 4. Lipides 5. Protéines 6. Acides nucléiques 7. Zoom Adénosine triphosphate (ATP) Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 71 I. Organisation de la matière Ce que vous serez capable de faire Expliquer comment les atomes se combinent entre eux pour former des molécules Décrire les atomes et les molécules, comment ils libèrent et stockent de l’énergie au cours des réactions chimiques Expliquer l’importance de l’eau (2/3 de poids du corps) pour les réactions chimiques et le maintien de l’homéostasie fi ff Décrire les di érents groupes de molécules : spéci cités, assemblage, forme Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 72 I. Organisation de la matière Introduction Chimie : science de la structure et des interactions de la matière Matière : chose qui occupe l’espace et qui possède une masse Masse : quantité de matière de tout objet, ne varie pas Poids : correspond à la force de la gravité qui agit sur une masse => variable Loin de la Terre = moins de force de gravité = poids proche de zéro © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 73 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Eléments chimiques 3 états de la matière : SOLIDE Compact, forme et volume dé nit Ex : os, dent LIQUIDE Volume dé nit mais prend la forme du contenant Ex : plasma sanguin GAZEUX fi fi Ni volume, ni forme Ex : d’oxygène © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 74 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Eléments chimiques 3 états de la matière : ébullition GLACE évaporation SOLIDE EAU congélation LIQUIDE VAPEUR dépôt GAZ Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 75 I. Organisation de la matière © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 76 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Eléments chimiques Toutes les formes de la matière (vivante ou non) sont constituées d’un nombre limité de substances (éléments chimiques) ÉLÉMENT CHIMIQUE Substance qui ne peut plus être divisée en constituants plus simples par des moyens chimiques ordinaires Identi cation de 118 éléments dont 92 spontanés sur Terre Désigné par symbole chimique 26 éléments chimiques dans l’organisme 4 éléments majeurs C O H N fi 96% de la masse du corps 8 éléments mineurs Ca Na P Cl K Mg S Fe = 3,6% de la masse corporelle 14 éléments éléments traces = quantité minimes = 0,4% (I) © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 77 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Eléments chimiques Détails des éléments majeurs : % de la masse totale du corps Oxygène (O) 65 Fait partie de nombreuses molécules organiques. Utilisé pour générer de l’ATP Carbone 18,5 Forme les chaînes poly-carbonées linéaires ou cycliques, les hydrates de carbone, les L, P, acides nucléiques (ADN, ARN) Hydrogène (H) 9,5 Constituant de l’eau et de nombreuses molécules organiques. Ses formes ionisées rendent les uides pcorporels plus acides Azote (N) 3,2 Constituant de toute protéine et acide nucléique TOTAL +/- 96 fl Elément unitaire © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 78 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Eléments chimiques Détails des éléments mineurs : Elément unitaire % de la masse totale du corps Calcium (Ca) 1,5 Phosphore (P) 1 Contribue à la solidité des os, dents. Ses formes ionisées (Ca2+) sont indispensable à la coagulation, libération de certaines hormones, contraction musculaire, etc Composant des acides nucléiques, ATP, indispensable à la structure des os et dents Potassium (K) 0,35 Sa forme ionisée (K+) = cation chargé positivement le plus important du liquide intracellulaire. Indispensable à la genèse des potentiels d’action Soufre (S) 0,25 Constituant de nombreuses protéines et quelques vitamines 0,2 Na+ = cation extracellulaire le plus important. Indispensable au maintien de l’équilibre hydrique + genèse des potentiels d’action Chlore (Cl) 0,2 Cl- = anion le + important du LEC. Indispensable au maintien de l’équilibre hydrique. Magnésium (Mg) 0,1 Mg2+ : indispensable à l’activité de nombreuses enzymes Fer (Fe) 0,005 TOTAL 3,6 Sodium (Na) Fe2+ et Fe3+ : font partie de l’hémoglobine et quelques enzymes © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 79 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Atome Constitué de et caractérisé par son nombre Protons Nucléons Neutrons Electriquement neutre : p = Electrons (nombre variable) e- Propriétés : Extrêmement petit (. = 200 000 des plus grands atomes) Diamètre H : inférieur à 0,1 nm Données : Rayon nuage e- = 2 000 fois rayon du noyau me- = 1/2000 mP Noyau atomique Atome Protons Neutrons Electrons © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 80 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Atome Numéro atomique et masse atomique : Représentation symbolique de l’atome Nombre de nucléons : Protons + neutrons Numéro atomique : Protons NOMBRE DE MASSE / NUCLÉON : A Somme protons + neutrons Masse atomique Na = 11 (protons) + 12 (neutrons) = 23 Vulgarisé « masse atomique » ou « poids atomique » (Dalton) NUMÉRO ATOMIQUE : Z Nombre de protons* Chaque numéro atomique est spéci que à chaque atome : Numéro atomique de l’iode = 53 Numéro atomique du Na = 11 fi * Les protons sont symbolisés par la lettre Z A Z X Symbole de l’élément chimique Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 81 I. Organisation de la matière Tableau périodique des éléments Par Scaler, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9040673 Au delà de U (92), éléments synthétiques, non trouvables dans la nature Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 82 I. Organisation de la matière Atome Structure d’un atome : COUCHE DE VALENCE Les électrons se répartissent selon des couches. Chaque couche a un nombre d’électrons maximale. COUCHE EXTERNE Sa saturation permet la stabilité de l’élément 1ère couche (K) : 2 e2ème couche (L) : 8 e3ème couche (M) : (1) 8 e-, … * Les protons sont symbolisés par la lettre Z K L M Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 83 I. Organisation de la matière Atome Structure d’un atome : Détermination des couches électroniques : L’atome d’aluminium a comme numéro atomique Z = 13 ce qui signi e qu’il possède un total de 13 électrons. Les deux premiers électrons viennent compléter la première couche que l’on note ( K )2. Il reste ensuite 13 – 2 = 11 électrons : les 8 électrons suivants viennent compléter la couche L ce qui donne ( K )2( L )8. Il reste 13 – 2 – 8 = 3 électrons qui appartiennent donc à la couche M. fi fi La con guration électronique de l’atome d’aluminium est donc ( K )2( L )8( M )3 Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 84 I. Organisation de la matière Atome Structure d’un atome : Exercice pratique : déterminer la répartition des électrons sur les couches électroniques Carbone (Z = 6) Néon (Z = 10) Ion Sodium (Z = 11) Magnésium (Z = 12) Soufre (Z = 16) Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 85 I. Organisation de la matière Ions, molécules et composés 2 mouvements existent dans la nature : Stabilité Neutralité NEUTRALITÉ Neutralité électrique d’un atome STABILITÉ Saturation de la couche externe en e- Dans la nature, les éléments ont tendance à se stabiliser Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 86 I. Organisation de la matière Ions, molécules et composés Pour gagner en stabilité, les atomes peuvent Gagner Perdre Partager Création Ion : forme chargée (électriquement) Molécule : atomes liés entre eux Electrons Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 87 I. Organisation de la matière Ions, molécules et composés ION Il est issu d’un atome qui a une charge positive ou négative Ionisation : processus créant un ion : Cation : ion chargé positivement (perte d’électron) Anion : ion chargé négativement (gain d’électron) Ex : Ca2+ , Cl- MOLÉCULE Lorsque 2 atomes ou plus partagent leurs électrons Ex : O2, H2O Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 88 I. Organisation de la matière Exercice CUIVRE AZOTE Nombre de protons : Nombre d’électrons : Nombre de protons : Nombre d’électrons : CARBONE HÉLIUM Nombre de protons : Nombre d’électrons : Nombre de protons : Nombre d’électrons : OXYGÈNE POTASSIUM Nombre de protons : Nombre d’électrons : Nombre de protons : Nombre d’électrons : HYDROGÈNE IODE Nombre de protons : Nombre d’électrons : Nombre de protons : Nombre d’électrons : Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 89 I. Organisation de la matière Autres molécules RADICAL LIBRE Atome ou groupe d’atomes (molécule) avec des électrons non appariés Instable, très réactif et destructeur pour les molécules avoisinantes En biologie : désigne les « dérivés réactifs de l’oxygène » suite au métabolisme normal de l’oxygène Utilité : moduler certaines activités cellulaires (prolifération, survie, apoptose, etc.). Messagers intracellulaires Ex : ion superoxyde °O2- (destruction pathogène / SI), H2O2 ANTIOXYDANT Inactive les radicaux libres Ex : sélénium, zinc, béta-carotène, vit C, E °O2- © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 90 Introduction au niveau chimique I. Organisation de la matière Autres molécules : isotopes radioactifs ATOMES Tous atomes d’un élément ont le même nombre de protons Possibilité d’un nombre de neutrons di érents = isotope ISOTOPE Lorsque le nombre de neutrons di èrent Majoritairement stable = structure atomique ne change pas Certains radioactifs instables => noyau se modi e spontanément vers con guration plus stable (en une fraction de seconde ou des millions d’années) fi ff ff fi DEMIE-VIE Temps nécessaire pour que la moitié des atomes d’un échantillon se désintègre en forme plus stable Demi-vie de l’iode : 8j Demi-vie du carbone c-14 : 5730 ans Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 91 II. Liaisons chimiques Transfert ou partage d'un ou plusieurs e- entre 2 atomes Électronégativité : capacité d'un noyau à attirer un électron de valence Petite di érence d'électronégativité entre les 2 atomes Grande di érence d'électronégativité entre les 2 atomes Liaison covalente* : partage d’e- entre 2 atomes Liaison ionique** : transfert d’e- entre 2 atomes * molécule formée de deux non-métaux, de deux atomes identiques ou lorsqu'un non-métal se lie avec l'hydrogène ff ff ** molécule formée métal et d’un non-métal. © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 92 Introduction au niveau chimique II. Liaisons chimiques Liaison ionique Force qui unit des ions de charges opposées Lorsqu’un ion cède 1 ou plusieurs électron à un autre ion Stabilisation sous forme de cristal Composé ionique : solide avec des arrangements répétés et ordonnés d’ion EXEMPLE NaCl Dent, os Sodium (Na) Chlore Liaison ionique du chlorure de sodium (NaCl) Ensemble d’ions au sein du cristal de sodium Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 93 II. Liaisons chimiques Liaison chimique ou covalente Partage d’1, 2 ou 3 paires d’e+ nombre de paires augmente, + la liaison est forte Liaison non polaire vs. liaison polaire Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 94 II. Liaisons chimiques Liaison chimique ou covalente Structure atomique et moléculaire Formule structurale Formule moléculaire Nom + H H H2 Dihydrogène + O O O2 Dioxygène + N N N2 Diazote CH4 Méthane H2O Eau H + H C H H + O H H © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 95 Introduction au niveau chimique II. Liaisons chimiques Liaison ou pont hydrogène But Donne force et stabilisation aux con guration tridimensionnelles des molécules Ex : dans les protéines ou les acides nucléiques = Liaison entre l’hydrogène et d’autres atomes Création fi Résulte de l’attraction entre : Molécules ou parties de molécules chargées de manière opposées Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 96 III. Réactions chimiques DÉFINITION de RÉACTION CHIMIQUE Lorsqu’un qu’une nouvelle liaison se forme ou qu’une ancienne se rompt entre deux atomes. Fondement de la vie APPLICATION Considérons la réaction entre hydrogène et oxygène pour former de l’eau : Substance de départ = réactif : 2 H2 et 1 02 Substance nal = produits : 2 H2O Masse et énergie conservées Fonctions di érentes entre réactifs et produits (réarrangement) DÉFINITION de MÉTABOLISME ff fi Ensemble des réactions chimiques © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 97 Introduction au niveau chimique III. Réactions chimiques Energie et réaction chimique Les réaction chimique implique modi cations énergétiques ÉNERGIE Capacité de faire du travail 2 formes : Potentielle : énergie stockée par la matière et liée à la position Cinétique : énergie associée à la matière en mouvement fi Energie chimique : énergie potentielle stockée dans les liaisons chimiques Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 98 III. Réactions chimiques Energie et réaction chimique Pour INITIER UNE RÉACTION CHIMIQUE Besoin d’énergie pour initier une réaction chimique Source : Collision de molécule Hausse de température Catalyseur = enzyme : facilitateur/accélérateur de réaction chimique en réduisant l’énergie d’activation nécessaire © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 99 Introduction au niveau chimique III. Réactions chimiques Types de réactions chimiques ANABOLISME : réaction de synthèse « Mettre ensemble » Lorsque 2 atomes ou plus se combinent pour former une nouvelle molécule plus grosse A A, B : atome, ion, molécule + B AB © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 100 Introduction au niveau chimique III. Réactions chimiques Types de réactions chimiques CATABOLISME : réaction de dégradation, Décomposition de grosses molécules en leurs constituants : Atome Ion Petite molécule AB A + B © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 101 Introduction au niveau chimique III. Réactions chimiques Types de réactions chimiques RÉACTION D’ÉCHANGE Plupart des réactions corporelles Mélange de réaction de dégradation et de synthèse AB Ex : HCl Acide chlorhydrique + CD + NaHCO3 Bicarbonate de sodium AC H2CO3 Acide carbonique + + BD NaCl Chlorure de sodium © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 102 Introduction au niveau chimique III. Réactions chimiques Types de réactions chimiques RÉACTION RÉVERSIBLE Habituellement, certaines réactions ont toujours lieu dans une même direction : des réactifs vers les produits Dans ce cas : les produits de la réaction peuvent reformer les réactifs Eau AB A Chaleur + B Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 103 III. Réactions chimiques Types de réactions chimiques RÉACTION D’OXYDO-RÉDUCTION Réactions qui décomposent les nutriments pour produire de l’énergie Réactions avec transfert d’électrons Oxydation = perte d’électron => substance oxydée libère de l’énergie Réduction = gain d’électron => substance réduite gagne de l’énergie Réactions d’oxydo-réduction se déroulent toujours en parallèle : lorsqu’une substance est oxydée, l’autre est réduite Ex : lorsque le glucose est oxydé, l’énergie produite est utilisée par la cellule pour éxécuter ses fonctions Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 104 IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions Majorité des produits chimiques = composés (inorganiques ou organique) COMPOSÉS INORGANIQUES Structure simple sans carbone Sauf CO2, HCO3- (ion bicarbonate), H2CO3 (acide carbonique) Eau, sels, acides, bases Liaison ionique ou covalente Eau : 55-60% ; autres : 1-2% COMPOSÉS ORGANIQUES Toujours carbone, souvent hydrogène Toujours liaisons covalentes Plupart = grandes molécules, longues chaînes carbonées 38-43% masse du corps Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 105 IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions 1. L’eau CARACTÉRISTIQUES Composé inorganique le plus important et le abondant de tous les systèmes vivants Plupart des réactions chimiques en milieu aqueux Indispensable à la vie PROPRIÉTÉS POLAIRES permettent fi fi fi 1. Solvant pour d’autres substances ioniques et polaires Le solvant dissout un soluté ex : transpiration (eau solvant , sels minéraux solutés) 2. Importante cohésion 3. Participer aux réaction chimiques : hydrolyse pour digérer 4. Résiste aux changements de température Propriété calori que : stocke et libère relativement grande quantité d’énergie lors de changement modeste de température 5. Lubri ant : composant majeur du mucus et liquides lubri cateurs Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 106 IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions ZOOM (a)polaire et hydrophile(phobe) POLARITÉ (polaire/apolaire) = façon dont les charges électriques (négatives et positives) sont réparties dans une molécule ou une liaison chimique Causé par la di érence d’électronégativité entre les atomes (induisant une réparation inégale des charges entre deux atomes ou au sein d’une molécule) Plus les charges (+ et -) sont réparties de manière asymétriques, plus la molécule ou la liaison est polaire (asymétrique) = Plus la distance entre les barycentres des charges positives et négatives est éloignée, plus la molécule est polaire Ex : Les composés apolaires se dissolvent en général mal dans les solvants polaires ff (dont l’eau) ainsi Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 107 IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions 2. Acides, bases et sels ACIDE Substance qui se dissocie en libérant un ou plusieurs ions hydrogène (H+ ; proton) + 1 ou plusieurs anions Donneur de proton BASE Capte un proton en solution Accepteur de proton La plupart se dissocie en libérant 1 ou plusieurs ion hydroxydes (OH-) SEL Substance libérant des cations et des anions (di érents de H+ ou OH-) dans ff l’eau Acide + base = sel Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 108 IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions 2. Acides, bases et sels pH Plus il y a d’ion H+ dans une solution = acide Plus il y a d’ion OH- = base (alcalin) Moindre écart de pH altère les réactions chimiques => fonction 0 < Echelle du pH < 14 Ex : 7,35 < sang < 7,45 Salive : acide Sperme : basique Maintien du pH avec les systèmes tampons © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 109 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions 2. Acides, bases et sels ZOOM ECHELLE DU PH Ex : jus de citron (pH = 2) est 100 fois plus acide que le jus de tomate (pH = 4) Solutions acides Solutions basiques Substance pH Substance pH Acide chlorhydrique 0,0 Sang 7,4 Batterie acide < 1,0 Blanc d'oeuf 7,8 Acide gastrique 2,0 Eau de mer 8,0 Vinaigre 2,9 Lait de magnésie 10,5 Jus d'orange ou de pomme 3,5 Ammoniaque 11,5 Bière 4,5 Eau de javel 12,0 Pluies acides < 5,6 Chaux 12,5 Lait 6,6 Déboucheur de tuyau 14,0 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 110 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Composés inorganiques et solutions 2. Acides, bases et sels Variation de l'acidité ou de la basicité Acide fort Concentration en ions H+ en (mol/L) fi Base forte pH 1 1x100 0 0 1 0 , 0,001 , 0,000 1 0,000 1x101 × 1x102 1 1x103 × 1x104 1 1x105 × 1x106 10 1x107 10 1x108 10 1x109 0,000 1x1010 10 0,000 1x1011 11 0,000 1x1012 12 0,000 1x1013 13 0,000 1x1014 14 0,000 Acide faible Neutre Base faible Concentration en notation scienti que (mol/L) 0,000 0,000 0,000 2 3 4 5 6 7 8 9 Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 111 IV. Quelques groupes de molécules Composés organiques Caractéristique uniques => fonctions complexes CATÉGORIES IMPORTANTES Hydrates de carbone Lipide Protéines Acides nucléiques Adénosine triphosphate (ATP) © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 112 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Dé nitions CARBONE (C) Atome essentielle à la vie : Liaison possible avec 4 atomes Chaîne droite, cyclique, rami ée Molécule de grande taille = faible dissolution dans l’eau => structure du corps SQUELETTE CARBONÉ Plupart des atomes de carbone lié à H = chaîne hydrocarbonée Groupe fonctionnel : arrangement spéci que d’atome qui confère des propriétés fi fi fi fi chimiques spéci ques -OH = hydroxyle => dissolution facile dans l’eau -SH = thiols => stabilisation de la structure des protéines -NH2 = amine => présent chez tous les acides aminés © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 113 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Dé nitions Petites molécule peuvent se combiner pour former des grandes : macromolécules* MACROMOLÉCULE Souvent des polymères Poly = nombreux Mère = partie Réaction habituelle d’union des monomères : Déshydratation (retrait d’un H + OH) Polymère = Grande molécule Assemblage de molécule de base identique ou similaires (monomère) Mono = unique fi *Macro = grand Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 114 IV. Quelques groupes de molécules Hydrates de carbone CARACTÉRISTIQUES 2-3% de la masse corporelle C, H, O = éléments constitutifs Ratio H/O = 2 :1 (comme eau) 1 équivalent de molécule d’eau pour 1 carbone 3 GROUPES selon la TAILLE Monosaccharide Disaccharide Polysaccharide Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 115 IV. Quelques groupes de molécules Hydrates de carbone Exemple de monosaccharides : P E N T O S E H E X O S E Désoxyribose Ribose (D-ribofuranose) OH 1 Glucose Hexose : C6H12O6 Fructose D-Galactose L-Galactose © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 116 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Hydrates de carbone Exemple de disaccharides : exemple de réaction de synthèse par déshydratation Synthèse (déshydratation) H H2O O Hydrolyse Glucose C6H12O6 Fructose C6H12O6 Saccharose C12H22O11 Eau Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 117 IV. Quelques groupes de molécules Hydrates de carbone Exemple de disaccharides : Maltose Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 118 IV. Quelques groupes de molécules Hydrates de carbone MONOSACCHARIDE Sucre simple, de base 3-7 atomes de C Su xe -ose DISACCHARIDE 2 monosaccharides Dissociation par hydrolyse POLYSACCHARIDE 10n à 100n de monosaccharides lié par déshydratation Insoluble dans l’eau, non sucré Exemple : Glycogène : polysaccaride principal (=monomère de glucose rami és) Stockage dans le foie et les muscles striés Amidon : polymère de glucose des plantes Exemple physiologique : Baisse glycémie => foie dissocie glycogène en glucose et le libère dans le fi ffi sang => disponible pour que les cellules fabriquent de l’ATP Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 119 IV. Quelques groupes de molécules Lipides CARACTÉRISTIQUES = graisse 18-25% masse corporelle (maigre) Composition : C, H, O, pas ratio 2:1 Hydrophobe = lipophile Seuls les plus petits acides gras peuvent se dissoudre dans le plasma Les autres : liaison avec une protéines hydrophile Complexe lipide-protéine = lipoprotéine CATÉGORIES Acide gras Triglycéride Phospholipide Stéroïde Eicosanoïde Autres lipides Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 120 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Acides gras : lipides les plus simples UTILISATION Synthèse triglycéride et phospholipide Catabolisme pour générer de l’ATP Acide palmitique (C15H31COOH) CONSTITUTION Groupe carboxyle : -COOH Chaîne hydrocarbonée TYPES Saturé : liaison covalente simple Insaturé : 1 ou plusieurs liaisons doubles (mono vs. polyinsaturé) Acide oléique (C17H33COOH) Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 121 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Acides gras : Double liaison Numérotation des atomes de carbone de l’acide stéaridonique (oméga-3) selon les nomenclatures chimique (en bleu) et biochimique (en rouge) Acide α-linolénique (ALA) Acide arachidonique Acide eicosapentaénoïque (EPA) Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 122 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Acides gras : Lipides les plus simples Acide palmitique (C15H31COOH) Acide oléique (C17H33COOH) Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Triglycéride (TG) : GÉNÉRALITÉS CONSTITUTION = Triacylglycérols Lipide le + abondant dans le corps et l’alimentation Source la + concentrée d’NRJ (double des hydrates de C et P)* 1 molécule de glycérol Molécule à 3 carbones Ossature du TG 3 molécule d’acides gras Liaison par déshydratation => formation liaison ester (COO) * Excès de graisse, P, hydrate de C, huile = stockage illimité sous forme de de TG 123 © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 124 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Lipides Phospholipide CONSTITUTION : MOLÉCULE AMPHIPATHIQUE 1 Glycérol 2 acides gras 1 groupement phosphate + 1 groupement chargé (contenant souvent N) Queue non polaire, lipophile Tête polaire pouvant créer pont hydrogène avec l’eau Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 125 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Stéroïde CONSTITUTION 4 cycles carboné + Au moins un groupement hydroxyde (-OH) Synthèse à partir du cholestérol Amphipathique EXEMPLE CHO Œstrogène, testostérone, cortisol Sels biliaires Vitamine D Queue hydrocarbonée 4 cycles (A, B, C, D) Au moins 1 hydroxyle © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 126 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Lipides Stéroïde Cholestérol Cortisol Vitamine D3 (cholecalciférol) Testostérone © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 127 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Lipides Eicosanoïde : CONSTITUTION « eicosa » = 20 AG dérivant d’un AG à 20 carbones (acide arachidonique) 2 CLASSES PRINCIPALES Prostaglandine, fonctions : Modi e la réponse hormonale Modulateur in ammatoire Empêche ulcère Dilate les voies respiratoires Régule T° Favorise création caillot fl fl fi Leucotriène Participe aux réponses allergiques et in ammatoires Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 128 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Autres : BÊTACAROTÈNES Pigment qui sont convertis en vitamine A VITAMINE E VITAMINE K LIPOPROTÉINES Rq : vitamines liposolubles = ADEK Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 129 IV. Quelques groupes de molécules Lipides Tableau récapitulatif : Types de lipides Fonctions Acides gras Synthèse des triglycérides et phospholipides. Catabolisées pour générer de l'ATP. Triglycérides Protection, isolation et stockage d'énergie. Phospholipides Lipide majoritaire des membranes cellulaires. Stéroïdes Cholestérol Précurseur des sels biliaire, vitamine D et hormones sexuelles. Lipide minoritaire des membranes cellulaires animales. Sels biliaires Nécessaire à la digestion et à l'absorption des lipides alimentaires. Vitamine D Régulation calcique, indispensable à la croissance et à la réparation osseuse. Homones adrénoRégulation du métabolisme, résistance au stress, balance hydrosodée. corticales Hormones sexuelles Eicosanoïdes Stimulation des fonctions reproductrices et apparition des caractères sexuels. Modulation de la réponse hormonal. Participation dans les processus de coagulation, in ammation, immunité, sécrétion d'acide de l'estomac, modi cation du diamètre des branches, métabolisme des lipides et contraction des muscles lisses. Autres lipides Carotènes Synthèse de la vitamines A, antioxydant. Vitamine E Cicatrisation déplaît, contribue à la structure et au fonctionnement du système nerveux, antioxydant. Vitamine K Synthèse des protéines de la coagulation. fl Transport des lipides dans le sang (transport des triglycérides et du cholestérol) fi Lipoprotéines Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 130 IV. Quelques groupes de molécules Protéines CARACTÉRISTIQUES Grande molécule + complexes que L et G Personne mince : 12-18% de P CONSTITUTION C, H, O, N + (S) RÔLES Structure des tissus Régulateur de l’homéostasie : hormone, neuroT Immunologique : AC Catalyseur : Enzyme Contractile : actine, myosine Transport : hémoglobine © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 131 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Protéines 1. Acide aminé DÉFINITION Acide aminé = monomère de protéine 20 di érents COMPOSITION (autour du carbone central) H Amine : NH2 Acide carboxylique : COOH Chaîne latérale : R => 20 di érentes ff 1 protéine : 50 AA Plusieurs milliers et plusieurs chaines reliées ff Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 132 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 1. Acide aminé SYNTHÈSE 1 AA est ajouté au précédent par déshydratation (liaison covalente = liaison peptidique) => dipeptide -> tripeptide -> polypeptide Chaîne peptique : 4-9 AA Polypeptide : 10- >2 000 AA Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 133 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 2. Niveaux d’organisation structurelle des protéines 4 NIVEAUX D’ORGANISATION Primaire Secondaire Tertiaire Quaternaire CLASSEMENT Fibreuse Globulaire Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 134 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 2. Niveau d’organisation structurelle des protéines STRUCTURE PRIMAIRE Séquence d’AA (chaîne polypeptidique) Génétiquement déterminée Changement d’1 seul AA = conséquence (dramatique) Ex : valine en glutamate = drépanocytose STRUCTURE SECONDAIRE Courbure et torsion de la chaîne liée au voisinage de certain AA Stabilisée par des ponts hydrogène Ex : hélice alpha (sens aiguille d’un montre) et feuillet plissé béta Thomas Shafee, CC BY 4.0 , via Wikimedia Commons Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 135 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 2. Niveau d’organisation structurelle des protéines STRUCTURE TERTIAIRE Forme 3D des chaînes polypeptidiques Liaison : pont disulfure, H, ionique, interaction hydrophobe Chaque P a une structure unique qui détermine ses fonctions P chaperon assiste le repliement des P STRUCTURE QUATERNAIRE Spéci cité des protéines avec plusieurs chaînes Manière dont les chaînes se positionnent les unes par rapport aux autres Thomas Shafee, CC BY 4.0 , via Wikimedia Commons fi Dénaturation (irréversible) = perte structure II, III ou IV dans un environnement inadéquat Perte capacité fonctionnelle Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 136 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 2. Niveau d’organisation structurelle des protéines Protéines breuses : CARACTÉRISTIQUES Insoluble dans l’eau Chaînes polypeptidiques = longue bande parallèle EXEMPLE Collagène -> renforce os, tendon, ligament Elastine -> élasticité de la peau, VS, tissu pulmonaire Kératine -> structure ongle, cheveux, imperméabilise peau Dystrophine -> renforce cellule musculaire Fibrine -> forme caillot sanguin Actine, myosine -> contraction musculaire fi Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 137 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 2. Niveau d’organisation structurelle des protéines Protéines globulaire : CARACTÉRISTIQUES +/- soluble dans l’eau Chaîne peptique = sphérique FONCTIONS & EXEMPLES Catalytique : enzyme Immunitaire : protéine du complément, AC Transport de l’oxygène : hémoglobine Transport lipide et cholestérol : lipoP Régulation pH sanguin : albumine Régulation taux de sucre : insuline Transport de substance dans/hors cellule : P membranaire © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 138 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Protéines 3. Enzymes DÉFINITION Catalyseur Su xe -ase CONSTITUTION Apoenzyme = partie protéique Cofacteur = partie non protéique Ion métallique : Fe, Mg, Zc, Ca Autre molécule : coenzyme (souvent dérivé des vitamines) Substrat + ffi Apoenzyme Cofacteur Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 139 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 3. Enzymes RÔLES Réduise l’énergie d’activation nécessaire à une réaction chimique Aide les substrats à être placés correctement CLASSEMENT selon le TYPE DE RÉACTION CHIMIQUE catalysée Oxydase : ajout d’O Kinase : ajout de phosphate Lipase : découpe des lipides Rq : liste non exhaustive Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 140 IV. Quelques groupes de molécules Protéines 3. Enzymes HAUTEMENT SPÉCIFIQUE TRÈS EFFICACE Rythme : 100 million à 10 milliard de fois plus rapide Nombre approximatif de substrat transformés en 1 s = 10 000-600 000 OBJET DE CONTRÔLE CELLULAIRE Gène régule leur vitesse de synthèse, concentration Peuvent être activé ou inhibé par des substances cellulaires fi 3 PROPRIÉTÉS Liaison spéci que à certains substrats Plus de 1 000 connues Liaison au niveau du site actif © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 141 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Protéines 3. Enzymes ÉTAPES DE TRAVAIL 1. 2. 3. 4. Enzyme entre en contact avec le substrat au niveau du site d’action Formation complexe enzyme-substrat Transformation du substrat par réarrangement Séparation des produits de la réaction => enzyme libre Substrat Site actif de l’enzyme 1 Produits 2 4 3 Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 142 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques GÉNÉRALITÉS Découvert dans le noyau de la cellule Composition : C, H, O, N, P Chaîne de monomère (nucléotide) 2 TYPES fi Acide désoxyribonucléique (ADN) Forme le matériel génétique à l’intérieur de chaque cellule Chaque gène = portion d’ADN Dé nit le caractère que nous héritons Contrôle la synthèse protéique => régulation de l’homéostasie Acide ribonucléique (ARN) Relaie les information des gènes pour guider la synthèse protéique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 143 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Composition du nucléotide A, G : grosse base avec 2 cycle = purine T, C, U : petite base d’1 cycle = pyrimidine BASE AZOTÉE Dans l’ADN : Dans l’ARN : Adénine : A Guanine : G Thymine : T Cytosine : C Contient : C, H, O, N Adénine : A Guanine : G Uracile : U Cytosine : C Contient : C, H, O, N PENTOSE Désoxyriose Ribose GROUPEMENT PHOSPHATE : PO43Alterne avec pentose pour former l’ossature de l’échelle d’ADN où les barreaux sont les bases On appelle un nucléotide par sa base Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 144 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Bases azotées et pentose : Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 145 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Liaison des nucléotides : Liaison hydrogène : 2 entre A et T 3 entre C et G Prédiction du deuxième brin d’ADN en connaissant le 1er Rq : lors division cellulaire, les 2 brins servent de modèle Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 146 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Structure de l’ADN Modèle en double hélice (Crick et Watson) Par en:user:Madprime — en:Image:DNA chemical structure.svg, CC BY-SA 3.0, https:// commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2822828 Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 147 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Spéci cité de l’ARN : 1 brin avec de l’uracile (U) + Ribose 3 TYPES fi Messager Transfert Ribosomal Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 148 IV. Quelques groupes de molécules Acides nucléiques Résumé : Caractéristiques ADN ARN adénine (A) ; guanine (G) ; cytosine (C) thymine (T) adénine (A) ; guanine (G) ; cytosine (C) uracile (U) Sucre des nucléotides désoxyribose ribose Nombre de brins 2 (double hélice) 1 Appariement des BA A-T C-G A-U C-G Méthode copiage Auto-réplication Copiage de l’ADN Fonction Encode l’info pour produire des protéines Types Nucléaire et mitochondrial Transporte le code génétique et participe à la fabrication des protéines ARNm, ARNr, ARNt Bases azotées Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 149 IV. Quelques groupes de molécules Adénosine triphosphate (ATP) CARACTÉRISTIQUES Monnaie d’échange énergétique COMPOSITION Adénosine : adénine + ribose 3 groupements phosphate UTILISATION Transfère de l’énergie libérée au cours de réaction chimique pour qu’elle soit utilisée par d’autres réactions chimiques EXEMPLE d’utilisation de l’ATP Contraction musculaire Mouvement des chromosomes Mouvement de structure de la cellule Transport de substance Synthèse de grosse molécule © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 150 Introduction au niveau chimique IV. Quelques groupes de molécules Adénosine triphosphate (ATP) Réaction chimique : ATP ase ATP + Eau ADP + Phosphate + Energie ATP synthétase RÉGÉNÉRATION DE L’ATP issue du catabolisme du glucose (respiration cellulaire) 1. Phase anaérobie Glucose transformé en acide pyruvique (sans O) 1 molécule de glucose -> 1 pyruvate + 2 ATP 2. Phase aérobie Pyruvate -> CO2 + eau (décomposition totale) 1 molécule de glucose -> 28-30 ATP + chaleur Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 151 IV. Quelques groupes de molécules NADH, FADH2 NADH / NAD+ DÉFINITION Hydrure de nicotinamide adénine dinucléotide = coenzyme 1 Coenzyme dérivé de la vitamine B3 Forme réduite de NAH+ LOCALISATION Toutes les cellules fi FONCTIONS Transport d’électron Modi cation post-transcriptionnelle des protéines Introduction au niveau chimique © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 152 IV. Quelques groupes de molécules NADH, FADH2 FAD / FADH2 DÉFINITION FAD = avine adénine dinucléotide Coenzyme dérivant de la vitamine B2 LOCALISATION Mitochondrie FONCTIONS Utilisation par les avoprotéines du complexe II de la chaîne respiratoire mitochondriale permettant la production de 2 ATP grâce au pompage de 6 électrons dans l’espace inter-membranaire Intervention dans la β-oxydation des acides gras lors de l'oxydation de fl fl l'acylCoA en TransΔ2-3 énoylCoA via l'acylCoA déshydrogénase FAD © Justine Noizet et Laurent Prosper - Promotion Rousseaux - 2024 - Version 4 153 Merci de votre attention