M3S2 - Composition Matiere Vivante

Question 1

La matière organique compose la matière vivante. De quels atome est-elle principalement composée ?

Answer 1

• Elle est surtout composée des atomes de carbone (C), d’hydrogène (H), d’oxygène (O) et d’azote (N)
• En plus faible quantité : phosphore (P) et de soufre (S)

Question 2

Qu’est-ce qu’un isomère

Answer 2

Les isomères sont des molécules ayant la même formule brute mais une formule développée différente. C’est l’organisation des fonctions autour du carbone asymétrique qui diffère.
L’organisation des atomes dans l’espace étant différente, leurs fonctions différeront.

Question 3

Quelles sont les différentes familles d’isomères ?

Answer 3

• isomères de constitution
• stéréo-isomères : énantiomères, diastéréoisomères (organisation de la molécule dans l’espace différente)

Question 3

En chimie organique, qu’est-ce qu’une fonction ?

Answer 3

Un groupement d’atomes formant une entité et ayant une fonction particulière en solution. Leur connaissance permet de prévoir leur comportement dans une réaction chimique

Question 4

Citer quelques fonctions chimiques importantes

Answer 4

• la fonction alcool ou hydroxyle (-OH)
• la fonction amine (-NH2)
• la fonction carbonyle (-C=O)
• la fonction thiol (-SH)

Question 5

Qu’est-ce qu’un acide phosphorique

Answer 5

• Composé d’un atome de phosphore faisant quatre liaisons avec 4 atomes d’oxygène.
• Selon le pH de la solution, ces atomes d’oxygène pourront être seuls non chargés, seuls chargés négativement ou liés à un hydrogène.
• Il existe ainsi plusieurs formes d’acide phosphorique

Question 6

Qu’est-ce qu’une réaction de phosphorylation ?

Answer 6

L’ajout d’un acide phosphorique sur une fonction alcool

Question 7

Qu’est-ce qu’une réaction de condensation ?

Answer 7

Un retrait d’eau permettant la formation d’une liaison covalente

Question 8

Qu’est-ce qu’une réaction d’hydrolyse ?

Answer 8

Une hydrolyse est un ajout d’eau permettant la rupture d’une liaison covalente

Question 9

Qu’est-ce que la matière minérale ?

Answer 9

Elle dépourvue de carbone, ce sont les minéraux

Question 10

Dans la matière vivante, sous quelle forme retrouve-t-on les minéraux le plus souvent ?

Answer 10

• Le plus souvent en solution sous forme d’ions (par exemple Na+ et Cl– dans le sang)
• Egalement sous forme de cristaux formant de la matière solide (cristaux d’hydroxy-apatite dans les os)

Question 11

Comment définit-on les macro / micro éléments ?

Answer 11

Les minéraux retrouvés en grande quantité / quantité plus faible

Question 12

Qu’est-ce qu’un carbone asymétrique ?

Answer 12

Lorsqu’il possède quatre radicaux différents. Il est noté C*

Question 13

Qu’est-ce qu’une formule brute/semi-développée/développée/topologique

Answer 13

• la formule brute : écriture la plus simple et la plus compacte. On note les atomes une seule fois avecleur coefficient stoechiométrique (nombre d’atomes dans la molécule) en indice. Les atomes de C et d’H sont toujours notés en premier, les suivants par ordre alphabétique. Ne permet pas de connaître l’organisation des atomes dans l’espace
• la formule semi-développée : toutes les fonctions chimiques sont notées ainsi que toutes les liaisons covalentes, à l’exception des liaisons carbone-hydrogène ;
• la formule développée : tous les atomes et toutes les liaisons covalentes apparaissent ;
• la formule topologique : représentation simplifiée utilisée en chimie organique. Elle met en évidence le squelette hydrocarboné de la molécule sans noter certains atomes. Par définition, un angle représentera un C, les atomes H ne sont pas notés mais déduits et une barre simple représente une fonction –OH ;

Question 14

Quels sont les différents isomères de constitution ?

Answer 14

• isomérie de position : une fonction est déplacée dans la molécule
• isomérie de fonction : les atomes s’associent pour former des fonctions différentes
• isomérie du squelette carboné (= isomérie de chaîne) : la chaîne principale de carbone s’organise différemment dans l’espace, avec des possibilités de ramifications différentes
• isomères d’insaturation : les liaisons carbonées simples, doubles ou triples sont à des positions différentes

Question 15

Qu’est-ce qu’un énantiomère ?

Answer 15

• Les deux molécules sont les images miroirs l’une de l’autre, qui ne sont pas superposables
• Cela est possible dès qu’il y a un C asymétrique
• Isoméries optiques car elles font dévier le sens de la lumière vers la droite (forme dextrogyre = D) ou la gauche (forme lévogyre = L)

Question 16

Comment est appelée une molécule ayant deux énantiomères ?

Answer 16

Chirale

Question 17

Qu’est-ce qu’un diastéréo-isomère ?

Answer 17

• Stéréo-isomères qui ne sont pas énantiomères
• L’organisation dans l’espace diffère, mais on ne retrouve pas cette image miroir

Question 18

Quels sont les différents types de diastéréo-isomère ?

Answer 18

• Isomères cis/trans ou Z/E : c’est la différente position de 2 fonctions autour d’une liaison carbonée double. Si les deux fonctions sont du même côté, ils sont appelés CIS ou Z.
• Si les fonctions sont en positionsopposées, ils sont TRANS ou E
• Conformères : isomérie de conformation formés par rotation des fonctions autour d’une liaison carbonée simple (sans rupture de la liaison) épimère/anomère

Question 19

Dans quelle biomolécule retrouve-t-on notamment des isomères Z/E ?

Answer 19

Dans les acides gras insaturés

Question 20

Sur quel biomolécule retrouve-t-on notamment la fonction thiol SH ?

Answer 20

Sur l’acide aminé cystéine

Question 21

Qu’est-ce qu’une fonction ester R-CO-O-R’ ?

Answer 21

C’est le résultat d’une réaction d’estérification entre un acide carboxylique et un alcool primaire

Question 22

A pH physiologique, quelle forme de l’acide phosphorique prédomine ?

Answer 22

HPO42-
Lorsqu’il est libre, il prend également le nom de phosphate inorganique et peut être noté Pi ou d’un P entouré

Question 23

Quelles sont les deux réactions chimiques mettant en jeu une molécule H2O ?

Answer 23

Condensation et hydrolyse

Question 24

Définir les réactions de condensation et hydrolyse ?

Answer 24

La condensation : formation d’une liaison covalente par retrait d’eau.
L’hydrolyse : coupure d’une liaison covalente par ajout d’eau

Question 25

Définir la réaction de phosphorylation ?

Answer 25

C’est l’ajout d’un phosphate inorganique sur une fonction alcool.
Cet ajout forme une liaison covalente entre le phosphate et la molécule organique avec perte d’eau.
C’est donc un cas particulier de condensation

Question 26

Définir la réaction d’estérification ?

Answer 26

C’est la condensation réversible entre un acide carboxylique et un alcool pour donner un ester.
Cette même réaction peut également se faire entre un acide carboxylique et une fonction thiol et donnera alors un thioester.

Question 27

Définir la réaction d’amidification ?

Answer 27

Condensation réversible entre un acide carboxylique et une amine pour donner un amide.

Question 28

Définir la réaction d’hémiacétalisation ?

Answer 28

C’est la condensation entre une fonction carbonyle et un alcool. Le carbone porte alors le nom d’hémiacétal.
Cela nécessite un réarrangement intramoléculaire des atomes. Cette réaction sera essentielle lors de la cyclisation des oses.

Question 29

Qu’est-ce que la matière minérale ?

Answer 29

C’est la matière inorganique, c’est-à-dire dépourvue de carbone.

Question 30

Dans l’organisme, sous quelle forme retrouve-t-on les minéraux la plupart du temps ?

Answer 30

Dans l’organisme, les minéraux sont la plupart du temps en solutions, c’est-à-dire dissous en particules élémentaires ioniques chargées (anions chargés négativement ou cations chargés positivement). On parle également d’électrolytes.
On retrouve également des minéraux sous formes de cristaux solides (comme le calcium qui entre dans la composition des os ou des dents).

Question 31

Quels sont les minéraux présents en grande quantité dans l’organisme (macro-éléments) ?

Answer 31

Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg

Question 32

Qu’est-ce qu’un micro-élément ? Donner des exemples

Answer 32

Minéral dont la quantité est < 10g dans l’organisme
Iode, Fluor, Fer, Zinc, Brome

Question 33

Qu’est-ce qu’un oligo-élément ?

Answer 33

Minéraux à l’état de traces dans l’organisme (< 0,1g). On peut les séparer en deux groupes :
* les oligoéléments à risque de carence : le fer (Fe), l’iode (I), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le sélénium (Se), lechrome (Cr), le molybdène (Mo), le bore (B) ;
* les oligoéléments présents dans l’organisme mais dont la carence est à faible risque : le manganèse (Mn),l’étain (Sn), le nickel (Ni), le silicium (Si), le vanadium (V).

Question 34

Citer des exemples de fonctions du Sodium, Calcium, Fer, Cuivre, Zinc, Chrome et Magnésium

Answer 34

• Le sodium assure le fonctionnement de nombreux transporteurs comme les transporteurs au glucose (SGlut)dans l’intestin et le rein. Il permet également le potentiel d’action neuronal, c’est-à-dire l’influx électrique dansles neurones.
• Le calcium permet la contraction musculaire en se fixant à la calmoduline.
• Le fer sous forme Fe2+ permettra le transport de l’oxygène dans les érythrocytes.
• Le cuivre, le zinc et le chrome sont notamment des cofacteurs enzymatiques sans lesquels de nombreusesréactions ne se feront pas. Le magnésium est ainsi le cofacteur de plusieurs enzymes de la glycolyse(dégradation du glucose).