eau & constituants de la matière vivante

EAU & Constituants de la matière vivanteBIOLOGIE CHAPITRE 3

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EAU & Constituants de la matière vivanteBiologie, Chapitre 3

I. BIOLOGIE1. DÉFINITION

La biologie (« discours sur le vivant », en grec) est la science qui étudie les êtres vivants.

2. BASE D’ÉTUDE DU CORPS HUMAIN

• Elle observe tout d’abord la morphologie (étude de l’apparence d’un corps : taille, couleur...) ; puis elle en analyse l’anatomie, c’est-à-dire la disposition et la forme des organes, ainsi que leur structure – grâce notamment au microscope, qui permet l’observation d’éléments minuscules, mesurés en micromètres (µm) et nanomètres (nm).

• Le biologiste examine ensuite avec la physiologie le fonctionnement général de l’organisme, ou celui d’un organe précis.

• Le dernier domaine de la biologie est la pathologie, qui recouvre les maladies venant perturber le bon fonctionnement de l’organisme

3. LES NIVEAUX D’ORGANISATION DU CORPS HUMAIN

Il existe 5 niveaux dans l’organisation du corps humain :

• Le niveau chimique • Le niveau cellulaire • Le niveau tissulaire • Le niveau organique • Le niveau des systèmes ou appareils

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LE NIVEAU CHIMIQUE

• Tout organisme vivant est constitué d’atomes, qui composent à plusieurs les molécules (protéines, glucides, lipides...). • Les quatre principaux atomes composant les êtres vivants le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote.

LE NIVEAU CELLULAIRE

• Les molécules se groupent pour constituer des cellules. • Unité biologique fondamentale, la cellule est la plus petite partie de matière vivante capable d’indépendance et de reproduction.

LE NIVEAU TISSULAIRE

• Les cellules se combinent en tissus. • Ensemble de cellules semblables quant à leur structure et leur fonction, disposées en amas, réseau ou faisceau, un tissu concourt à

assurer une fonction, c’est-à-dire un rôle.

LE NIVEAU ORGANIQUE

• À partir des tissus se forment les organes. • Caractérisé par une forme et un emplacement corporel spécifiques, chaque organe remplit un rôle précis, voire vital pour certains,

dans le bon fonctionnement du corps.

LE NIVEAU DES SYSTÈMES OU DES APPAREILS

• Les systèmes ou appareils qui assurent le bon fonctionnement de l’organisme vivant sont constitués par plusieurs système digestif, système nerveux, etc.

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4. SCHÉMA DES DIFFÉRENTS NIVEAUX D’ORGANISATION DU CORPS HUMAIN

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II. LES CONSTITUANTS DE LA MATIÈRE VIVANTEA. LES SUBSTANCES MINÉRALES

1. L’EAU

1.1 La répartition de l’eau dans l’organisme

• L’eau représente entre 60 et 70% de la masse corporelle. Elle se répartit entre l’eau intracellulaire et l’eau extracellulaire.

• L’eau intracellulaire se trouve à l’intérieur de chaque cellule, liée ou non à d’autres molécules. Elle représente 50 % du poids corporel.

• L’eau extracellulaire se répartit entre deux catégories :

- l’eau canalisée ou intravasculaire, qui circule dans les vaisseaux sanguins et lymphatiques et représente 5% du poids corporel ;

- l’eau intercellulaire, composante du liquide interstitiel dans lequel se trouvent les cellules et qui représente 15% du poids corporel.

L’eau représente environ 79 % du sang, 73 % du cerveau, 79 % des muscles, 70 % de la peau et 22% des os.

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1.2 Les rôles de l’eau dans l’organisme

L’eau est nécessaire à la vie :

• L’eau du plasma sanguin sert à transporter les cellules et les substances chimiques (nutriments des cellules, déchets du travail cellulaire, hormones nécessaires à la vie des cellules).

• L’eau de la sueur permet de faire baisser la température corporelle lorsque celle-ci est trop élevée, à cause d’efforts ou de la température extérieure.

• L’eau amortit (au niveau des articulations notamment) et lubrifie (au niveau du globe oculaire). • L’eau est nécessaire à l’homéostasie (=capacité du corps à maintenir son équilibre interne

malgré les perturbations).

1.3 Les pertes quotidiennes en eau

Le corps perd chaque jour de l’eau par :

• La respiration pulmonaire, qui implique l’expiration de vapeur d’eau (0,5 litre par 24 heures) ; • La transpiration cutanée (entre 0,5 litre et plusieurs litres par 24 heures) ; • La perte insensible en eau (PIE), par évaporation d’eau à travers la couche cornée ; • Les selles ; • L’urine (entre 1 et 1,5 litre par 24 heures).

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1.4 Les apports recommandés en eau et leurs sources

• Pour compenser ses pertes en eau et éviter la déshydratation, l’organisme a besoin d’un apport hydrique de 2,5 à 3 litres d’eau par 24 heures (en milieu tempéré et sans effort particulier).

• Cet apport peut prendre pour forme non seulement l’eau et les autres boissons, mais encore les fruits et légumes (80 à 90% d’eau), la viande (70%), le pain (35%), et les autres aliments, qui contiennent tous de l’eau à des degrés divers.

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2. LES ÉLÉMENTS MINÉRAUX

Les éléments minéraux constituent 2 à 3% de la masse corporelle. Ils se répartissent entre les macroéléments, présents dans l’organisme en très grande quantité, et les oligoéléments, présents en très petite quantité.

Exemples de macroéléments : Calcium (Ca) , Phosphore (P), Magnésium (Mg), Soufre (S) Sodium (Na), Potassium (K)

Exemples d’oligoéléments

Il y a 17 oligoéléments, dont 10 sont indispensables : le fer (Fe), l’iode (I), le sélénium (Se), le zinc (Zn), le fluor (F), le cuivre (Cu), le chrome, le cobalt, le molybdène et le manganèse (Mn)

Présents dans l’organisme en quantités infimes, ils sont cependant indispensables au bon fonctionnement de celui-ci.

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B. SUBSTANCES ORGANIQUES

Caractéristiques de la matière vivante, les substances organiques se répartissent entre glucides, lipides, protides et acides nucléiques. Leur molécule associe notamment carbone, hydrogène, oxygène (C-H-O) et, dans certains cas, azote.

1. LES GLUCIDES

Biochimie des glucides

• Ces substances énergétiques indispensables à la vie recouvrent les sucres et les féculents.

• Il existe deux types de glucides :

- les oses ou glucides les plus simples : glucose (nutriment de la cellule), fructose (sucre présent dans les fruits), galactose (sucre présent dans le lait) ;

- les osides ou glucides complexes, constitués par un certain nombre d’oses.

Rôle des glucides dans l’organisme :

Source et réserve essentielle d’énergie pour les cellules nerveuses et les hématies,

Apports nécessaires et sources alimentaires

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• Les glucides doivent représenter 50 à 55% de la ration énergétique totale d’un individu.

- Les glucides simples, qui se caractérisent par un goût sucré, sont les oses (glucose) et les diosides (fructose, saccharose). On les trouve dans les gâteaux et biscuits, confiseries, confitures, dans le chocolat et le miel et dans le sucre de table (saccharose).

- Les glucides complexes, non sucrés au goût, sont les polyosides (amidon essentiellement). Ils sont transformés par la digestion en sucres simples. On les trouve dans les tubercules (pommes de terre, manioc, topinambour), les céréales et les légumineuses (lentilles, pois, haricots).

2. LES LIPIDES

Biochimie des lipides

• Les lipides sont les corps gras, et on les divise en lipides simples ou complexes.

• Les lipides simples sont composés de carbogène, hydrogène et oxygène (C-H-O) et les lipides complexes, d’azote, phosphore ou soufre.

Rôle des lipides dans l’organisme

Crédit photo : JPC PROD - stock.adobe.com

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• Les lipides interviennent pour certains dans la formation de la membrane plasmique des cellules.

• Ils protègent aussi certains organes comme les reins, et forment une couche protectrice et thermiquement isolante sous la peau.

• Leur rôle essentiel est de constituer une réserve d’énergie pour l’organisme, sous la forme de triglycérides stockés dans les adipocytes.


• Indispensables au bon fonctionnement de l’organisme, les lipides ne doivent cependant pas dépasser 30% de la ration énergétique totale.

• Les lipides peuvent être :

- d’origine animale dans la viande, le poisson, les œufs, le beurre, les fromages, et les produits à base de ces ingrédients ;

- d’origine végétale dans les huiles à base de graines oléagineuses (tournesol, colza, arachide...) ou de fruits oléagineux (olive, noix) et dans les germes de graines (blé ou maïs).

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3. LES PROTIDES

Biochimie des protides

Les protides sont des molécules organiques constituées de carbone, d’hydrogène d’oxygène et d’azote (C-H-O-N).

Il existe trois catégories de protides :

• les acides aminés, unités de base des protides, qu’ils contribuent à construire ;

• les peptides, ou protides constitués par moins de 60 acides aminés ;

• l es protéines, ou protides constitués par plus de 60 acides aminés : ce sont les protides majoritaires dans l’organisme humain.

Rôle des protides dans l’organisme

Les protides ont deux fonctions indispensables pour l’organisme humain :

• ils participent à la construction du corps ; les cellules du corps fabriquent leurs protéines.

• les protéines « fonctionnelles » (enzymes et certaines hormones) sont indispensables au fonctionnement des cellules.

• Les protides sont par exemple présents dans l’organisme sous la forme des collagènes du derme, des kératines des poils et des ongles, des mélanines colorant la peau ou de l’élastine.

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Les protéines doivent constituer entre 11 et 15% de la ration énergétique totale.

Elles peuvent être :

• d’origine animale dans la viande, le poisson, les œufs et les produits laitiers ;

• d’origine végétale dans les céréales, le pain, les pommes de terre, les légumineuses ou le tofu.

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