Eau et autres substances minérales Constituants fondamentaux des Etres vivants





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EAU et autres substances minérales

Constituants fondamentaux des Etres vivants

INTRODUCTION




PROBLEMATIQUE :

Vue d'ensemble structurée des divers types de constituants chimiques qui interviennent chez les êtres vivants afin d'éviter de consulter des ouvrages de biochimie et de s'y perdre. Pas de particularité des constituants biochimiques qui seraient associés à leurs fonctions dans la cellule.

 Matière vivante se présente sous forme de cellules et de liquides

 2 catégories chimiques constituants fondamentaux du vivant :

molécules minérales : eau et sels (ce cours)

substances organiques :

- à squelette Carboné formant 4 liaisons covalentes,

- spécifique du vivant (Si idem dans monde minéral).

- On verra donc ultérieurement :

- les protéines (contenant N),

- les lipides ("graisses", hydrophobes) et

- les glucides ("sucreS", hydrophiles)
LIMITES du sujet :

 On ne traitera pas de l'eau en géologie (intervient dans les réactions chimiques d'altération, dans le métamorphisme des roches et dans la fusion des magmas par exemple; thème qui peut servir de conclusion à une khôlle)

Annonce du PLAN :

L'eau est souvent considéré comme un fluide banal car toujours présent chez le vivant :

- homme (adulte à maturité) 63 %

- foetus 3 mois 94%

- méduse 98%
A/Mais l'eau possède des propriétés physiques exceptionnelles qui ont permis l'apparition de la vie dans l'eau
Hypothèse marine de l'origine des liquides (R. Quinton (1897), A. B. Mac Callum (1903)):

Les liquides extracellulaires des animaux hautement organisés ont une composition qui rappelle celle des eaux marines (richesse en sodium et en chlore, pauvreté en potassium)


Illustration B

Eau de mer

(mmol L-1)

Axone de Calmar

Kext Kint

Fibre musculaire de Grenouille

Na+

460

450

50

145

12

Cl-

535

560

40

120

4

K+

10

22

40

5

150

Bien que caricaturale, cette ressemblance est intéressante.

Les êtres vivants qui ont conquis l'air ont "emporté dans leurs cellules cette eau de mer" : la composition du milieu intérieur (en sels minéraux et oligo-éléments) est considérée comme fixe (dans une certaine mesure) et spécifique (de l'espèce par exemple) = homéostasie. Exceptionnellement, elle peut varier fortement = 1/1000 de sa valeur normale (mousses). Cette baisse correspond à un passage en vie ralentie, à des formes de résistance (ex. graines de pois 10% , spores...) (cf. § composition des fluides cellulaires, 2eme année).
B/ Les propriétés des biomolécules (protéines, telles que les enzymes par exemple) dépendent directement de leur environnement aqueux (= solvant), aussi bien pour :

- les relations intramoléculaires (reploiement tridimensionnel des protéines) que

- intermoléculaires (réactions chimiques, organisation supramoléculaire des membranes etc.),

- à l'intérieur des cellules (enzymes du métabolisme) comme

- dans le milieu extracellulaire (enzymes digestives etc.).

(il a été envisagé des systèmes vivants fondés sur des polymères organiques autres que les protéines et acides nucléiques, mais jamais avec un autre milieu que l'eau pour assurer l'organisation structurale complexe et la chimie des réactions compatibles avec la vie).

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