Fondement chimique de la vie
Structure de l'atome
Référence : section 1.1 Les molécules : bases de la vie (Biologie 11 p. 6 à 20)
On trouve 92 éléments à l’état naturel sur la terre. Ces éléments sont dans le tableau périodique. Quatre de ces éléments représentent 95% de la matière vivante : le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. Environ 25 des 92 éléments naturels sont essentiels à la vie.
Élément |
Pourcentage de masse corporelle |
Fonctions biologiques particulières |
Oxygène (O) |
65,0 % |
Eau, molécules organiques et inorganiques, respiration cellulaire |
Carbone (C) |
18,5% |
Sucres, lipides, protéines |
Hydrogène (H) |
9,5% |
Eau, molécules organiques |
Azote (N) |
3,5% |
Composant des acides aminés, des protéines et des acides nucléiques |
Calcium (Ca) |
1,5% |
Composant des dents et de l’os, permet la contraction musculaire |
Phosphore (P) |
1,0% |
Composant des dents , de l’os et des molécules énergétiques (ATP) |
Potassium (K) |
0,4% |
Pompe à potassium de la membrane plasmique |
Soufre (S) |
0,3% |
Protéines |
Sodium (Na) |
0,2% |
Cation extracellulaire, équilibre en eau, conduction nerveuse |
Chlore (Cl) |
0,2% |
|
Magnésium (Mg) |
0,1% |
La matière vivante semble constituée des mêmes éléments que la croûte terrestre. Quelles sont les différences? Qu’est-ce qui distingue les constituants majeurs du vivant de la matière non vivante?
Bases de chimie
La matière est composée de molécules ayant des propriétés chimiques et physiques. Avec de l’énergie, on peut décomposer les molécules en atomes. L’eau, H2O est une molécule.
Un atome est la plus petite particule d’un élément qui possède les caractéristiques de cet élément. Un atome possède un noyau qui contient des protons (charge électrique +) et des neutrons (charge électrique = 0). Selon le modèle de Bohr, l’atome est entouré d’électrons (charge électrique -) qui gravitent autour du noyau dans une région appelée nuage électronique. Le nuage électronique est constitué d’un ou plusieurs niveaux d’énergie. Le nombre et la répartition des électrons déterminent les caractéristiques chimiques de l’élément. Tous les atomes d’un même élément ont le même nombre de protons qui est aussi appelé le numéro atomique dans le tableau périodique.
Voici un atome de carbone et un atome de chlore selon le modèle de Bohr.
Un élément est une substance qu’on ne peut pas décomposer en une autre substance plus simple en utilisant des moyens chimiques. Des exemples d’éléments sont : calcium, oxygène, potassium, fer, carbone, hydrogène, soufre. Un élément est constitué d’atomes, parfois un seul, parfois plus. Voici les formules des éléments mentionnés précédemment : Ca, O2, K, Fe, C, H2 ,S8.
