Transformations de la matière








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date de publication01.05.2017
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T
1
hème 2 – Éléments de chimie


Atomes et molécules

La matière : tout ce qui a une ___________ et qui _______________________________. Atomes: Plus petites particules de matière formant les ____________________ . Molécules: Plus petites particules d’un _________________, (formées d’atomes).

La dégradation des molécules entraîne un gain ou une perte d’énergie à transformation ____________

Transformations de la matière.

Transformation physique : qui ne forme pas une nouvelle substance. Processus _________________. Ex.: Changement d’état (évaporation, condensation), Se casser un os

Transformation chimique: formation d’une ou de plusieurs nouvelles substances (molécules). Processus _______________________. « ___________________ » Ex.: - Photosynthèse (CO2 +H2O → C6H12O2 + O2) - Combustion et respiration cellulaire (composé organique + O2 CO2 +H2O) - Métabolisme (trop de spaghetti → graisse sur le corps)

Les éléments constitutifs des êtres vivants

Éléments

Symbole

%




Oxygène

O

65

Plus importants

-Base de tous les organismes vivants

Carbone

C

18.5

Hydrogène

H

9.5

Azote

N

3.3

Calcium

Ca

1.5

Stocké dans les _________­_ et ____­____

Contraction musculaire

Essentiel à la ________________________

Phosphore

P

1

Santé des ____ et __________________

Présent dans la ____________________ des cellules (phospholipides)

ATP (__________________ instantanée)

Potassium

K

0.4

Ion important dans le liquide intracellulaire (_________ les cellules)

Réduit l’__________________

Soufre

S

0.3

Présent dans _________, _______________ et ________ Lubrification des _____________________, tendons, os


S
2
odium


Na

0.2

Ion important dans le liquide extracellulaire (en __________ des cellules)

_______________ l’hypertension

Chlore

Cl

0.2

HCl (acide de l’estomac)

Liquide cérébro-spinal (_____________ et moelle épinière)

Magnésium

Mg

0.1

Production d’anticorps, gestion du stress

Fer

Fe

trace

_________________________ du sang (transport de l’____________)

Manque de fer : ____________________

Forme héminique :___________ Forme non-héminique : ___________

Diminuent son absorbtion : _______, __________

Favorisent son absorption : _________________ et _________

Manganèse

Mn

trace

-production d’hormones sexuelles, enzymes, insuline, digestion…

Iode

I

trace

-Glande thyroïde Manque d’iode : ____________________

Fluor

F

trace

-Santé des dents (dentifrice)

Cuivre

Cu

trace

- Aide à absorber le fer, matière grise (____________), lutte contre stress

Zinc

Zn

trace

- défense, enzymes, cicatrisation, cheveux, os, appétit, croissance, etc.

Autres oligo-éléments : Chrome, Sélénium, Vanadium…

La plupart des éléments dans l’organisme sont combinés à d’autres éléments (sous forme de composés).

2.2. Importance de l’eau pour les êtres vivants - Polarité de l’eau

  • Les molécules d’eau sont formées de deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. (H2O)

  • Les molécules d’eau sont polaires : l’oxygène est partiellement négatif et l’hydrogène est partiellement positif.

  • Les liaisons covalentes polaires relient H et O à l’intérieur d’une même molécule.

  • Les liaisons hydrogène sont une attraction entre l’ oxygène (-) d’une molécule et l’hydrogène (+) d’une molécule voisine.

Propriétés extraordinaires de l’eau qui résultent de sa polarité sans lesquelles la VIE serait impossible.

Pouvoir de cohésion

Contrairement aux autres petites molécules, l’eau est à l’état _____________ à la température ambiante à cause de la forte attraction entre les molécules (dû aux liaisons hydrogène). Ex:

C
3
haleur massique élevée


Nécessite beaucoup __________________ pour se réchauffer ou refroidir, procurant un milieu thermique ______________ pour les êtres vivants. Ex :

Chaleur de vaporisation élevée

La transformation de l’eau en vapeur nécessite beaucoup_______________ , réduisant la _________________________ des êtres vivants. Ex :

Dilatation une fois gelé

L’eau est la seule substance pure à augmenter son _____________________ quand elle passe à l’état _______________ . (En termes simples : __________________________.) Ex :

Solvant important

Elle __________________ la plupart des substances qui jouent un rôle dans les processus vitaux: sel, oxygène, dioxyde de carbone, glucose, acides aminés. Ex :

Les composés organiques

Composé inorganique : ne possède pas de ____________. Ex :____________________

Composé organique : composé à base de ____________, habituellement associé en ________ et relié à des atomes d’_______________.

Chaque atome de ____________ forme ___ liaisons avec d’autres atomes.

4 grandes catégories de molécules organiques essentielles à la vie : _____________ _____________ _____________ ___________________

Monomères et polymères

Certains composés organiques sont formés de regroupements de particules similaires appelées ____________. Ex : perle (dans un collier de perle), glucose (dans l’amidon), acide aminé (dans la protéine)

Les ______________ sont formés par une suite de ______________. Exemples de polymères : collier de perle, amidon, protéine… (polyester, polystyrène aussi…)

R
4
éactions de condensation et d’hydrolyse


Les monomères (unités de bases) se __________ chimiquement par une réaction de ___________________ (production d’________)

Les polymères (longues chaînes) se ____________ en faisant l’______________. Le bris d’une molécule d’______ libère les ions H+ et OH-. Le point de séparation des monomères est comblé par ces ions.

Les monomères se ___________________ Les monomères se _________________ De l’eau est _____________. De l’eau est _________________ Condensation = _______________ Hydro = ______ Lyse = ___________, ___________et __________ sont brisés

Isomères

Les molécules possédant la même ___________________ tout en ayant une _________ différente sont appelés isomères. Ex : glucose (C6H12O6)

Caractéristiques des glucides

  • Synonymes : ____________________________________________ ______________________________________________________

  • Composés de 3 éléments : ___, ___, ___

  • Le rapport de l’hydrogène à l’oxygène est de 2 :1 (ex.: C6H12O6)

  • Les hydrates de carbone peuvent avoir une forme _____________, _________ ou ramifiée.

  • Source première d’énergie pour les organismes vivants.

1 gramme de glucides  16 kilojoules (4 calories)

  • La construction du glucose par les végétaux se nomme ____________________. ()

  • La dégradation « efficace» du glucose par les organismes vivants se nomme ______________ __________________. C’est par ce processus que les hétérotrophes se procurent leur énergie.()

C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + énergie


5


Monosaccharides (sucres __________ )

3 sortes de sucres simples :

  • Triose : (contenant ___ carbones  C_H6O3)

le plus important : Glycéraldéhyde (Où? Formé lors de la ­­­­­­­­­­­­________________________)

  • Pentose : (contenant ___ carbones  C_H10O5)

Les plus importants : Ribose et Désoxyribose (Où? acides nucléiques :______ et _______)

  • Hexose : (contenant ___ carbones  C_H12O6)

Le plus important : Glucose. Autres hexoses : Galactose et Fructose (Où? __________)

Disaccharides (sucres __________)

Un disaccharide est formé de deux hexoses qui en se combinant forment une liaison ________________ et libère de l’eau (réaction de _____________________)

C6H12O6 + C6H12O6  C12H22O11 + H2O

­­­­ ________ + ­­________  ______________ + ______

Les 3 disaccharides et leur composition :

Glucose + glucose ______________ (sucre de malt, sucre d’orge)

Glucose + fructose  ______________ (sucre de table)

Glucose + galactose  ______________ (sucre du lait)




+




Les polysaccharides (_____________ sucres)

Les polysaccharides sont formés de longues _____________ de glucose (de 12 à plusieurs milliers)

Ils ont deux rôles principaux :_______________ et ________________


6


  1. Fonction de _________________

    • ___________ : Un des principaux composants de l’exosquelette de certains ____________ Chez les insectes et les araignées : moins rigide Chez les crustacés et les mollusques : plus rigide car elle contient du carbonate de calcium

    • _____________ : donne de la rigidité aux cellules _________. (aussi appelée ________) Forme la paroi cellulaire des cellules végétales. Substance énergétique du bois

  2. Fonction de _________________

    • ___________ : énergie alimentaire stockée dans les cellules ________________ Molécule construite dans le _______ et les __________ après avoir consommé du sucre

    • _____________ : énergie alimentaire stockée dans certaines cellules _____________ Présente surtout dans les _____________ (graines : riz, blé, orge, avoine…) et certaines _________ (patates)

Caractéristiques des lipides

  • Synonymes : ____________________________________________ ______________________________________________________

  • Composés de 3 éléments : ___, ___, ___ et parfois ____ ou _____

  • Le rapport de l’hydrogène à l’oxygène est plus grand que 2 :1 (voir image lipide)

  • Substance grasse, non-soluble dans l’eau.

  • Contiennent plus d’énergie que les glucides et les protéines.

1 gramme de glucides  ___ kilojoules ( ___ calories) 1 gramme de lipides  36 kilojoules ( ___ calories)

Les graisses et les huiles

  • Les graisses sont ordinairement _____________ à la température de la pièce (ex : ___________, ____________)

  • Les huiles sont habituellement _______________ à la température de la pièce (ex : __________________________________________)

  • Structure des graisses et des huiles (ou triacylglycérol ou triglycéride)

1 glycérol (C3H8O3) et 3 acides gras (contenant 16 à 18 carbones)




(groupe acide)

7


Structure générale d’une graisse ou d’une huile









Les acides gras saturés, mono-insaturés et poly-insaturés

Le carbone forme toujours 4 liaisons. Dans une chaine d’acides gras, les carbones sont liés les uns autres. On peut retrouver une liaison entre deux carbones (liaison ______) ou encore deux liaisons (liaison _________).

Acide gras saturé : Lorsque la liaison est simple, le carbone est lié au carbone précédent, au carbone suivant et à _____ atomes d’hydrogène. Ce sont les acides gras retrouvés dans les ____________. Ils sont nocifs à la santé.

Acide gras insaturé : Lorsque la liaison est double, le carbone fait deux liaisons avec un carbone, une liaison avec un autre carbone et il ne peut faire qu’une seule liaison avec un _____________ . Ce sont ces acides gras qu’on retrouve dans les ____________. Ils sont bons pour la santé. Mono-insaturé : _______ liaison double dans un acide gras. (très bon pour la santé) Poly-insaturé :___________ liaisons doubles dans une chaine. (bon pour la santé)











L
8
a formation des gras trans


Lorsque les gras sont insaturés, les deux carbones qui sont reliés par une double liaison ne sont liés qu’à un hydrogène chacun. **Si les hydrogènes sont du même côté, c’est un gras cis, _______ pour la santé. **Si les hydrogènes sont de part et d’autre (de chaque côté) de la molécule c’est un gras ________ (qui signifie « traverse ») et il est ___________ pour la santé.

Les gras trans sont retrouvés naturellement dans les _________________________, mais en petite quantité. Ils se forment lorsqu’un gras insaturé (c’est-à-dire une _________) est chauffée à TRÈS HAUTE température. La chaleur affaiblit la double liaison et elle peut effectuer une rotation sur elle-même. On les a introduits dans les produits alimentaires parce qu’ils permettaient d’augmenter la durée de la ____________________ des produits.

L’hydrogénation des huiles

En chauffant les huiles et en y injectant de l’hydrogène, on peut les rendre plus _____________, car on élimine une partie des liaisons doubles. Ceci permet de donner une texture croquante aux aliments (comme ceux faits avec du beurre) mais à un plus faible coût. Cependant, la chaleur intense crée des gras __________ aux liaisons qui demeurent doubles. La margarine bon marché (dure) est fabriquée de cette façon.

Les huiles Oméga (Oméga-3, Oméga-6, Oméga-9)

En plus du nombre, la position des liaisons doubles a une importance quant au rôle d’une huile.

O
1

21

31

1

21

31

41

51

61

Groupe acide

Groupe acide
méga est la dernière lettre de l’alphabet grec. On compte les liaisons en partant de la fin, c’est à-dire loin du groupe acide. Si la première liaison double se situe à la 3e liaison, on a un Oméga-3. Si la première liaison double est à la 6e liaison on a un Oméga-6, etc.

Toutes les huiles sont des huiles oméga-3, oméga-6 ou oméga-9 (parce qu’elles ont obligatoirement des liaisons doubles). On parle surtout des oméga-3 parce qu’elles sont ____________________. On les retrouve dans les _______________________________________________________.

Les stérols

Les stérols sont caractérisés par un squelette formé de 4 cycles de carbone accolés.

Les stéroïdes nécessaires au corps sont fabriqués à partir des lipides ingérés.

E
9
xemples de stérols :


Cholestérol : fabriqué dans le foie, transporté par le sang aux organes. Présent dans la membrane de la cellule. Nécessaire pour fabriquer la vitamine D, les hormones sexuelles, la bile, etc.

Hormones sexuelles : Fabriqué à partir du cholestérol. Œstrogène (fabriqué par les ovaires et le gras corporel) : transforme la fille en femme. Testostérone (fabriqué par les testicules) : transforme le garçon en homme.

Stéroïdes anabolisants : stérols ressemblant à la testostérone (illégal) Effets recherchés : augmentation de la masse musculaire, de la puissance. Masculinisation.

Les phospholipides

Composition semblable à celle des huiles, mais un des 3 acides gras est remplacé par un groupe ______________ . ***Un côté de la molécule possède la propriété des huiles de ne pas aimer l’eau (______________) et de ne pas être chargé électriquement (__________________). (Queues) ***Cependant, le côté du groupe phosphate aime l’eau (__________) car il est chargé électriquement (__________) (Tête)




Tête (groupe phosphate)

Queues (acides gras)




Les phospholipides forment la membrane plasmique des cellules. Ils sont disposés en double couche. Les têtes sont orientées vers l’eau DANS et HORS de la cellule. Les queues sont prises en sandwich entre les têtes.

Les cires

Les cires peuvent être solides ou liquides à le température de la pièce selon les liaisons doubles qu’on y retrouve. La composition des cires est semblable à celle des graisses et huiles sauf que le glycérol est remplacé par un ____________.

C
10
aractéristiques des protéines


  • Les protéines sont composées des éléments ___, ___, ___, ___ et parfois aussi S, P et Fe

  • Elles servent à fabriquer et à entretenir les tissus.

  • Elles libèrent 16 kilojoules (___ calories) par gramme, comme les ___________.

  • Les protéines sont des _________ __________ d’ __________ ___________ attachées les uns aux autres par des liaisons __________________.

  • Il existe ____ acides aminés naturels différents, mais ils ont deux régions dont la structure est commune.




C

C

NH2 Groupe _________

COOH Groupe _________

Partie qui change. Peut être très simple (H) ou complexe (CxHxOxNxSx)


Union de deux acides aminés : ____________________

Union de plusieurs acides aminés : ________________________

Une chaine d’acide aminés codée par l’ADN ou plusieurs chaines reliées : _______________

Ex : Insuline (C254H377O75N65S6)- deux chaines (21 et 32 acides aminés) reliées par des ponts sulfurés.

Exemples de protéines :

Collagène : structure de la ________ et des tissus conjonctifs (soutien)

Actine et Myosine : structure du __________, contraction musculaire

Hémoglobine : structure des ____________________, sert au transport de l’___________

Insuline : sert à faire passer le sucre du sang aux _____________

Anticorps : repère et neutralise les agents _________________

Enzyme : accélère les réactions chimiques (ex : ____________ )

Adrénaline : Stimule les organes en cas de ___________ (cœur, respiration, muscles.)

C
11
aractéristiques des acides nucléiques


  • Contrôlent toutes les activités chimiques des cellules

  • La fabrication des protéines est coordonée par deux acides nucléiques :

  • ADN (acide ____________________________) qui contient le sucre _______________

  • ARN (acide _______________________) qui contient le sucre ____________

  • L ’ADN et l ’ARN agissent au niveau des cellules en combinant différents acides aminés en séquences déterminées permettant ainsi la formation de diverses protéines, nécessaires à l ’organisme. (Thème 4)

  • Le code génétique de chaque individu est unique grâce à l ’ordre des bases azotée dans ses chromosomes.

  • L ’ADN est composé d’une chaîne de ______________ dont chacun contient 3 composantes :

1. Une _________________ (4 possibilités)

2. Un groupement _________________ (P)

3. Une molécule de __________ (désoxyribose)

C
11
aractéristiques des acides nucléiques


  • Contrôlent toutes les activités chimiques des cellules

  • La fabrication des protéines est coordonée par deux acides nucléiques :

  • ADN (acide ____________________________) qui contient le sucre _______________

  • ARN (acide _______________________) qui contient le sucre ____________

  • L ’ADN et l ’ARN agissent au niveau des cellules en combinant différents acides aminés en séquences déterminées permettant ainsi la formation de diverses protéines, nécessaires à l ’organisme. (Thème 4)

  • Le code génétique de chaque individu est unique grâce à l ’ordre des bases azotée dans ses chromosomes.

  • L ’ADN est composé d’une chaîne de ______________ dont chacun contient 3 composantes :

1. Une _________________ (4 possibilités)

2. Un groupement _________________ (P)

3. Une molécule de __________ (désoxyribose)


Nucléotide à base d’adénine

Nucléotide à base de thymine

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Nucléotide à base de guanine

Nucléotide à base de cytosine

Nucléotide à base de cytosine

Nucléotide à base de guanine



Nucléotide à base d’adénine

Nucléotide à base de thymine

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