Les molécules du vivant

Te voilà à bord d'un vaisseau spatial au milieu de nulle part... Des missions t'attendent pour te sortir de ce mauvais pas ! Mais seras-tu as la hauteur ? C'est parti !

Cours de 5e Sciences de Mme Van Overmeir

Raccourci n°2 (nécessite un code)

Raccourci n°1 (nécessite un code)

Mission Space

Objectif : Pour survivre à bord de ce vaisseau, il va vous falloir comprendre quelles sont les molécules indispensables à la vie, et comment faire pour les fabriquer si elles ne sont pas présentes dans les réserves du vaisseau. Quelques règles lors de la mission : - prend de quoi noter car certaines informations te seront indispensables pour la suite. - certains objets peuvent être déplacés ou peuvent être cliqués. - l'entièreté du vaisseau ne devient accessible qu'à partir d'un certain moment dans la mission, n'hésite pas à tout explorer à ce moment-là pour mieux te repérer. - chaque élève doit consigner dans son cahier l'avancement de la mission, les découvertes effectuées et le savoir appris ; des petits quizz de contrôle peuvent arriver à tout moment, chacun doit donc y être préparé.

Accès vaisseau

Raccourci n°1

Raccourci n°2

C'est parti !

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Food

Des restes de nourriture... essayons de comprendre ce que contiennent ces aliments !

Quels sont les 5 grands types de molécules qui se trouvent dans la nourriture et qui sont indispensables à notre survie ?

Attention à l'orthographe et au singulier/pluriel en encodant tes réponses. Il ne peut y avoir qu'un seul mot par case. Indique bien le nom scientifique et n'oublie pas que nous buvons !

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Un indice ?

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L'eau

"Nous sommes ce que nous mangeons." Un adage important à comprendre : les molécules et les cellules qui composent notre corps sont fabriquées uniquement grâce à ce que nous mettons dans notre corps (ce que nous mangeons, buvons, nous injectons, etc...). Si un type de molécule est absent de notre nourriture, nous risquons des soucis de santé plus ou moins graves.

Les lipides

Les glucides

Les protéines

Les sels minéraux

Rappel : n'oubliez pas de prendre note de ce que vous découvrez !

Code d'accès n°1 : ELGPS

Food

Dans la boite, vous trouvez différents documents reprenant la structure de tout un tas de molécules. Observez bien ces structures, essayez de repérer ce qui est commun à différentes molécules et ce qui est différent. Est-ce que vous reconnaissez certaines molécules? A quoi peuvent-elles bien correspondre ?

Passer le test

Classez ces différentes molécules en fonction de leurs structures : superposez les molécules qui se ressemblent pour distinguer les 5 types de molécules présentes dans la nourriture.

Bravo ! Comme vous l'aurez compris, il s'agit d'exemples de glucides, lipides, protéines et sels minéraux, ainsi que de la molécule d'eau. Code d'accès n°2 : H2O

Food

Dans la boite, vous trouvez des informations plus précises sur les différentes structures des molécules.

Les glucides : - comportent un ou plusieurs cycles - présence d'un éther dans le cycle - présence de groupements alcools

Identifie le type des molécules suivantes (réponses au singulier) :

Les lipides : - longues chaines d'alcanes ou d'alcènes - les alcènes peuvent être cis ou trans - le bout de la chaine est polaire (présence d'au moins un autre atome que C ou H)

Les protéines : - très grosses molécules - composées de chaines d'acides aminés - présentent des structures 3D particulières

Les sels minéraux : - molécules inorganiques - formule générale : MM' ou MM'O

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Quelques observations réalisées au microscope :

Lame 1

Lame 2

Lame 3

Lame 4

Une idée de ce dont il s'agit ?

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Bien essayé, mais ce n'est pas tout à fait ça !

Bien joué ! Il s'agit effectivement d'ADN ! C'est un des 2 types d'acide nucléique, une 6e sorte de molécule indispensable à la vie !

Les protéines sont des chaines d'acides aminés mis bout à bout.

Il existe 20 acides aminés naturels.

Combien de protéines peut-on fabriquer à partir de 20 acides aminés ?

Certains acides aminés peuvent être fabriqués par notre corps, mais pas tous !

Un acide aminé, c'est un acide carboxylique et une amine sur le même carbone :

Un végétarien peut-il obtenir tous les acides aminés essentiels par son alimentation ?

Il y a des acides aminés "essentiels" qui ne peuvent pas être fabriqués par le corps : on est obligé d'en trouver dans notre alimentation si on ne veut pas être en manque.

Acides aminés essentiels : tryptophane, thréonine, phénylalanine, lysine, méthionine, leucine, isoleucine, valine..

On rajoute un hydrogène et un autre groupement pour faire les 4 liaisons du carbone. Le "R" varie en fonction de l'acide aminé.

L'eau

Eléments de réflexion :

Pourquoi l'eau est-elle une molécule importante pour la vie ?

Pourquoi l'eau est-elle une molécule coudée ?

Pourquoi l'eau est-elle un super solvant et pourquoi est-ce important ?

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Etat des stocks de glucides

Les stocks de polysaccharides sont moins inquiétants mais sont tout de même faibles : - il reste un peu d'amidon - il reste une bonne quantité de cellulose (mais qui malheureusement n'est pas très digeste pour nous) - il reste très peu de glycogène

Les stocks de monosaccharides sont encore importants : il reste beaucoup de glucose et un peu moins de fructose et de galactose.

Les stocks de disaccharides sont plus préoccupants : il reste encore un peu de sucrose, mais les stocks de maltose et de lactose sont presque à sec !

Terminal informatique

Reconnaitre les différentes structures

Classer les familles de lipides

Classer les familles de glucides

Distinguer ADN et ARN

Reconnaitre les structures des protéines

Composition des acides nucléiques

Comprendre la structure de l'eau

Propriétés des lipides

Identifie le type de molécule en les rangeant dans la boite adéquate

Protéines

Acides nucléiques

Glucides

Lipides

Bravo ! Le premier chiffre du mot de passe est 3.

Indique si la structure représentée est la structure primaire, secondaire, tertiaire ou quaternaire d'une protéine.

Le second chiffre du mot de passe est le 6.

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Détermine si les glucides suivants sont des monosaccharides, des disaccharides ou des polysaccharides.

Le troisième chiffre du mot de passe est 2.

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Coche les propositions correctes concernant la molécule d'eau.

L'eau est une molécule polaire car elle possèdre un pôle positif sur les hydrogènes et un pole négatif sur l'oxygène.

L'eau est une molécule non polaire car son pôle positif et son pôle négatif s'annulent.

L'eau est un gaz à effet de serre.

Le pH de l'eau est d'environ 9.

L'eau est une molécule coudée.

L'eau est une molécule linéaire.

L'eau peut se dissocier en ions H- et OH+

L'eau peut se dissocier en ions H+ et OH-

L'eau peut faire des liaisons hydrogène.

L'eau solide est plus dense que l'eau liquide.

L'eau a un pH neutre.

L'eau est un solvant qui peut dissoudre des sels minéraux.

L'eau liquide est un super solvant car elle permet aux molécules de se déplacer et se rencontrer facilement.

Le quatrième chiffre du mot de passe est 9

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Classe chaque lipide dans la boite correspondante.

Acides gras

Triglycérides

Phospho- lipides

Stérols

Bravo ! Le cinquième chiffre du mot de passe est le 8.

Réponds aux questions concernant les lipides (plusieurs réponses possibles).

On retrouve un glycérol dans les : phospholipides triglycérides acides gras Quels lipides sont considérés comme les "graisses" ? Les stérols Les triglycérides Les acides gras On retrouve un ester dans les : phospholipides triglycérides acides gras Le centre de la membrane cellulaire est hydrophile. Vrai Faux

Les lipides composant la bicouche membranaire sont les : triglyécrides phospholipides acides gras Les acides gras trans sont a priori meilleurs pour la santé que les acides gras cis. Vrai Faux Les composés polaires sont : Hydrophiles Hydrophobes Lipophiles Les molécules saturées peuvent contenir : Des alcanes Des alcènes Des alcynes

Le sixième chiffre du mot de passe est 7

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Complète le tableau suivant sur les acides nucléiques.

ADN

ARN

Nom

Localisation

Bases

Structure

Sucre

Initiales, sans espace, ordre alphabétique

Dans/Hors du noyau

Le septième chiffre du mot de passe est le 3

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Légende les schémas suivants et complète la séquence d'ADN (sans espace)

Le dernier chiffre du mot de passe est le 6

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Les végétaux

Les végétaux sont composés principalement de cellulose. La cellulose est composée d'une série de glucoses mis bout à bout par des réactions de polycondensation (plein de condensations). Les différentes chaines de glucoses ainsi formées sont ensuite reliées les unes aux autres grâce à des liaisons hydrogène (des liens faibles qui se forment entre un H d'un glucose et un O d'un autre glucose). Les humains ne savent pas facilement assimiler la cellulose, c'est pourquoi ils ne mangent pas d'herbe. D'autres animaux sont tout à fait capables de découper la molécule de cellulose pour l'assimiler. Les humains vont donc absorber des glucides sous une autre forme, telle que l'amidon (présent par exemple dans les patates). L'amidon est également un polymère de glucose, mais les différents glucoses s'associent entre eux d'une façon légèrement différente. Un troisième polymère de glucose est le glycogène. Cette dernière forme peut être utilisée par les êtres vivants pour stocker le glucose assimilé et pouvoir rapidement le transformer en énergie.

Structure de la cellulose

Synthèse de la cellulose à partir du glucose

Terminal informatique

Tous les lipides ne se ressemblent pas

Les bons et les mauvais lipides

Les lipides s'assemblent entre eux

Tous les lipides ne se ressemblent pas

Il existe 4 types de lipides aux structures différentes.

Les acides gras : une longue chaine carbonée et un acide carboxylique au bout

Les triglycérides : 3 acides gras reliés par un glycérol

Les phospholipides : 2 acides gras et un phosphate reliés par un glycérol

Les stérols : 4 cycles et d'autres choses autour

Les lipides s'assemblent entre eux

La structure d'un phospholipide en fait le candidat idéal pour construire des structures particulières qui constituent les membranes de toutes nos cellules ! Les longues chaines carbonées sont apolaires tandis que la tête (le groupement phosphate et le glycérol) est polaire car elle contient des éléments tels que l'oxygène, l'azote ou le phosphore.

Tous les composés polaires aiment bien être entre eux. Tous les composés non polaires aiment bien être entre eux. Toutes les têtes polaires de différents phospholipides vont donc rester entre elles, tandis que toutes les queues non polaires vont rester entre elles. L'eau étant une molécule polaire, les têtes des phospholipides aiment bien être plongées dans l'eau, mais les queues non polaires vont vouloir rester hors de l'eau. Cela va permettre la formation de bicouches lipidiques, qui sont à la base de la membrane cellulaire.

Les bons et les mauvais lipides

Les acides gras, un type de lipides, sont, dans le langage courant, les "graisses". On sait tous qu'il existe de bonnes et de mauvaises graisses. Mais quelle est la distinction d'un point de vue structurel ?

Bon ou mauvais ?De manière simplifiée, plus l'acide gras est linéaire, moins "bon" il sera. Les "meilleures graisses" sont celles qui ne risquent pas de s'entasser les unes sur les autres (par exemple pour boucher nos artères) ; il faut donc favoriser les graisses insaturées de type "cis", car l'angle formé dans la chaine carbonée empêche les molécules de s'empacter facilement.

Les acides gras saturés Une molécule est "saturée" lorsqu'il y a un maximum d'hydrogènes possible autour de chaque atome de carbone ; il n'y a donc pas de double liaison entre deux carbones. Les acides gras insaturés Une molécules est "insaturée" lorsqu'il pourrait y avoir plus d'hydrogènes autour d'au moins un carbone ; il y a donc au moins une double liaison entre deux carbones dans la molécule. Il existe deux configurations spatiales pour une double liaison : les liaisons "trans" forment une chaine linéaire tandis que les liaisons "cis" forment un angle dans la chaine carbonée (une "cission").

Vidéos

Codes

Schéma

Documents

Le troisième niveau d'organisation des protéines est la structure tertiaire : il s'agit de la façon dont les différentes hélices alpha, feuillets beta et autres structures secondaire se positionnent les unes par rapport aux autres. Le dernier niveau est la structure quaternaire : il s'agit de la façon dont plusieurs structures tertiaires s'associent entre elles pour former des protéines. On peut alors visualiser la forme complète de la protéine.

Les protéines s'organisent sur 4 niveaux de structures successifs. Le premier niveau est la structure primaire : il s'agit de l'enchainement des acides aminés qui composent les protéines. Le second niveau est la structure secondaire : il s'agit de la façon dont les acides aminés s'organisent dans l'espace les uns par rapport aux autres. Ils peuvent former par exemple des hélices alpha ou des feuillets bêta.

Structure quaternaire :

Structure tertiaire :

Structure primaire :

Structure secondaire :

Avant de vous lancer dans le test final, êtes-vous bien entrés dans la réserve ? Plus de retour en arrière après ce point ! Si oui, c'est parti !

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ETAPE FINALE

Félicitations pour être arrivés jusqu'ici ! Vous avez terminé votre mission à bord de ce vaisseau. Toute l'équipe vous en remercie ! Avant de partir, une dernière étape t'attends : remplis le formulaire suivant afin de marquer ton arrivée à la fin de ta mission et de donner ton avis sur ce chapitre. Clique ici : Rendez-vous en classe dès que possible pour tester vos connaissances ! D'ici là, veillez à ce que vos notes soient bien complètes, vérifiez si vous avez bien tout compris et notez les questions qu'il vous reste ! Vous pouvez accéder de nouveau au terminal informatique pour refaire les quiz si vous désirez encore vous entrainer. Clique ici pour retourner t'entrainer :

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Entrer dans la réserve

Bravo, vous avez réussi à ouvrir la réserve ! Cela permettra de simplifier la vie à bord et de permettre à tous de manger, au moins pendant quelques temps, jusqu'à comprendre exactement comment produire plus de nourriture, et surtout comment choisir de la bonne nourriture !

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OUVERT

ERREUR

​ - une protéine peut avoir un rôle de régulateur des différentes réactions chimiques qui ont lieu dans l'organisme, en agissant par exemple en tant qu'enzyme (molécule permettant d'accélérer une réaction spécifique). - une protéine peut avoir un rôle de messager et transmettre des messages d'une cellule à une autre. - une protéine peut servir de transporteur d'autres molécules ; l'hémoglobine est une protéine qui transporte l'oxygène des poumons vers les autres organes. - une protéine peut être motrice, c'est-à-dire génératrice de mouvement ; ces protéines permettent par exemple la contraction musculaire. - une protéine peut être un récepteur de signal, permettant par exemple de détecter la présence d'hormones. - une protéine peut avoir un rôle de stockage des acides aminés afin de pouvoir synthétiser d'autres protéines à partir de ceux-ci quand cela est nécessaire. - une protéine peut être bien d'autres choses encore !

​On trouve également des caisses de protéines! Aaah les protéines... que ferait-on sans elles ! Elles sont les molécules organiques constituant le vivant les plus abondantes. Elles sont des chaines d’acides aminés (polypeptides (<100) ou protéines (>100)). Il existe 4 types de structure selon leur repliement et leur association (complexité croissante). La région d'une protéine permettant de se lier à une autre molécule est son site de liaison, qui forme souvent une dépression, une cavité, ou « poche », dans la surface de la molécule. C'est la structure tertiaire de la protéine et la nature chimique des chaînes latérales des résidus d'acides aminés du site de liaison qui déterminent la spécificité de cette interaction. ​ Leur rôle est très varié : - une protéine peut avoir un rôle structural, c'est-à-dire contribuer au maintiens de la structure d'un organisme ; le collagène ou la kératine sont des protéines. - une protéine peut avoir un rôle de défense de l'organisme ; les anticorps sont des protéines et font partie du système immunitaire.