BIO1540: La chimie de la vie Chapitre 2, 3,et 4 Contenu : 2.1 Les atomes 2.2 L’atome de carbone 2.3 L’eau, solvant de la vie

Chimie de la vie Biologie de la vie : Hiérarchie des niveaux structuraux Précurseurs inorganiques: atome Petites molécules organiques Macromolécules Supra-molécules Organites/Structures Cellule BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.1. Les atomes Les atomes: éléments fondamentaux des êtres vivants C - carbone 18% H - hydrogène 9.5% O - oxygène 65% N - azote 3.3% 96% de la matière vivante composée de : Les 4% restants sont majoritairement : P – phosphore S – soufre Ca – calcium K – potassium proton neutron Particules élémentaires chargées électriquement Particule élémentaire neutre Un élément = un noyau atomique + un nuage d’électrons BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.1. Les atomes : éléments fondamentaux des êtres vivants Proton (H+) neutron Représentation symbolique d’un atome Z : numéro atomique = nombre de protons N : nombre de neutrons - A : nombre de masse =Z+N X A Z 12,011 C 6 Un atome = un nombre de masse (protons + neutrons) un nombre atomique (= nbr protons = nbr électrons) - Z : numéro atomique = 6 - N : nombre de neutrons = 6 - A : nombre de masse =Z+N = 12 Masse atomique relative Cet élément se retrouve aussi en deux isotopes rares C 6 14 C 6 13 Avec 7 ou 8 neutrons dans le noyau Cf: tableau périodique appendice C BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.1. Les atomes: éléments fondamentaux des êtres vivants Carbone Proton (H+) neutron Magnésium Hydrogène Molécule de chlorophylle Atome: Plus petite unité d’un élément qui conserve les propriétés de cet élément Molécule: Ensemble d’au moins deux atomes reliés par des liaisons chimiques BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.1. Les atomes : éléments fondamentaux des êtres vivants Liaisons chimiques Liaison forte : covalente Liaisons de faible énergie : Interactions hydrophobes Forces de Van der Waals Liaisons hydrogènes Liaisons ioniques Liaison polaires BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le carbone Le carbone : un élément fondamentale des molécules biologiques Elément de base de toutes molécules essentielles à la cellule Le carbone établit des liaisons fortes (liaison covalente) avec les autres atomes Energie C-H équivaut à 70-100 Kcal/mol Électron célibataire BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le Carbone Le niveau de saturation des atomes : 4 électrons disponibles 3 électrons disponibles 2 électrons disponibles BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le carbone Liaisons entre Carbone et hydrogène Chaînes d’hydrocarbure Propriétés hydrophobes Stockage d’énergie sous forme d’un très grand nombre de liaisons covalentes C-H H2o constitue x% des cellules Les molécules constituées de carbone et d’hydrogène sont des hydrocarbures BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le carbone Diversité des liaisons C-C dans les chaînes carbonées Linéaires, ramifiées ou cycliques Définissent les propriétés des molécules organiques Liaisons simples ou doubles BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le carbone Liaisons entre Carbone et autres atomes : les groupements fonctionnels des molécules organiques Dans la cellule –COO- BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.2. Le Carbone Liaisons entre Carbone et autres atomes : les groupements fonctionnels des molécules organiques BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.1. Le Carbone Liaisons entre Carbone et autres atomes : les groupements fonctionnels des molécules organiques Formule chimique -OH -C=O -SH -COOH -PO3 2- -NH2 Nom Groupement hydroxyle Groupement carbonyle Groupement Sulphydryle Groupement Carboxyle Propriétés Neutre, polaire Chargé δ- au pH cellulaire (COO-) Groupement Phosphate Groupement Amine Chargé δ- au pH cellulaire Chargé δ+ au pH cellulaire (NH3+) H P O O O C H O C N H N H P O O BIO1540 – Chimie de la vie - Page

2.3. L’eau : solvant de la vie Représente 75-85% du poids total de la cellule La cohésion de l’eau liquide est due aux liaisons hydrogènes entre molécules d’eau. Molécule polaire BIO1540 – Chimie de la vie - Page Molécule d’eau: http://www.youtube.com/watch?v=XHDBdtrfRyo

2.3. L’eau : solvant de la vie L’eau est un solvant : - Les composés ioniques sont solubles dans l’eau et établissent des liaisons ioniques - Les molécules polaires peuvent ne pas se dissoudre dans l’eau et pourtant créer des liaisons hydrogènes avec les molécules d’eau : on dit que ces molécules sont hydrophiles. - Les molécules qui ne sont ni polaires ni ioniques n’interagissent pas avec l’eau mais interagissent avec elles-mêmes : elles sont hydrophobes. BIO1540 – Chimie de la vie - Page Dissolution du sel : http://www.youtube.com/watch?v=CLHP4r0E7hg&feature=related