Chapitre 2 Les fondements chimiques de la vie

Figure 2.1 Les atomes sont les éléments constitutifs des molécules de l’univers – l’air, le sol, l’eau, les roches… – ainsi que des cellules de tous les organismes vivants. Dans ce modèle de molécule organique, les atomes de carbone (noir), d’hydrogène (blanc), d’azote (bleu), d’oxygène (rouge) et de phosphore (jaune) sont de taille atomique proportionnelle. Les bâtonnets argentés indiquent les liaisons chimiques. (crédit : modification du travail par Christian Guthier)

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2.1 Atomes, isotopes, ions et molécules : Les éléments constitutifs

2.2 Eau

2.3 Carbone

Les éléments dans diverses combinaisons englobent toute la matière, y compris les êtres vivants. Parmi les éléments les plus abondants dans les organismes vivants, mentionnons le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, le soufre et le phosphore. Ceux-ci forment les acides nucléiques, les protéines, les glucides et les lipides qui sont les composants fondamentaux de la matière vivante. Les biologistes doivent comprendre ces éléments constitutifs importants et les structures uniques des atomes qui composent des molécules, ce qui permet la formation de cellules, de tissus, de systèmes organiques et d’organismes entiers.

Tous les processus biologiques suivent les lois de la physique et de la chimie, donc pour comprendre le fonctionnement des systèmes biologiques, il est important de comprendre la physique et la chimie sous-jacentes. Par exemple, l’écoulement du sang dans le système circulatoire suit les lois de la physique qui régissent les modes d’écoulement des fluides. La décomposition des grosses molécules complexes d’aliments en molécules plus petites — et la conversion de celles-ci pour libérer de l’énergie à stocker dans l’adénosine triphosphate (ATP) — est une série de réactions chimiques qui suivent les lois chimiques. Les propriétés de l’eau et la formation de liaisons hydrogène sont essentielles à la compréhension des processus vivants. La reconnaissance des propriétés des acides et des bases est importante, par exemple, pour notre compréhension du processus digestif. Par conséquent, les principes fondamentaux de la physique et de la chimie sont importants pour mieux comprendre les processus biologiques.