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Parentés chimiques entre vivant et non vivant

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Objectif(s)

Comparer la nature chimique de la matière inerte avec celle de la matière vivante.
Montrer l'existence d'une parenté entre matière vivante et non vivante.

La planète Terre est caractérisée par la présence à sa surface d’êtres vivants qui présentent une grande biodiversité. Ces êtres vivants sont nés sur la planète, elle-même formée par de la matière inerte (roches, eau).

1. La nature chimique de la matière inerte

La surface de la planète Terre est formée de roches silicatées (granite, basalte, …) contenant des minéraux (quartz, biotite, jadéite, …). On peut avoir accès à la composition de ces minéraux à l’échelle de l’atome.

On constate que les minéraux formant la matière non vivante sont organisés autour de l’atome de Silice possédant 4 sites de liaison avec l’oxygène. Cette structure forme un tétraèdre.

2. La nature chimique de la matière vivante

Les êtres vivants présents à la surface de la planète Terre sont répartis en différents groupes : bactéries, animaux, végétaux et champignons.
Il est possible d’extraire les différentes molécules qui les composent et d’en étudier la structure à l’échelle de l’atome.

Le document 2 présente trois exemples de ces molécules organiques. La cellulose appartient à la famille des glucides, la sphingomyéline appartient à la famille des lipides et l’hémoglobine A à la famille des protides (voir la fiche « Les molécules constitutives des êtres vivants »).

On constate que les molécules organiques sont organisées autour de l’atome de carbone qui possède 4 sites de liaison. Ces liaisons s’établissent majoritairement avec l’oxygène (O), l’hydrogène (H), l’azote (N) et le carbone (C) lui-même.
Les glucides sont formés par les atomes C, H et O.
Les lipides sont formés par les atomes C, H, O et N
De même pour les protides.

3. Mise en évidence d'une parenté chimique

Les éléments que l’on retrouve dans la composition chimique de la matière inerte et de la matière vivante n’ont pas tous la même abondance dans le système solaire. Les éléments les plus abondants dans l’ordre décroissant sont l’hydrogène, l’oxygène, le carbone et l’azote. On trouve ensuite le silice, le magnésium et le fer.
Si l'on compare l’abondance de ces éléments au sein de la matière inerte et de la matière vivante, on constate que la matière vivante est majoritairement composée de carbone, d’oxygène, d’azote et d’hydrogène alors que la matière minérale (inerte) contient préférentiellement du silice et de l’oxygène (voir Document 3).
A noter que le fer et le magnésium sont très abondants dans la matière inerte et présents en faible quantité dans la matière vivante.

Ainsi, les êtres vivants présentent une parenté chimique entre eux puisqu’ils sont tous formés par les molécules organiques qui sont des molécules à squelette carboné.

Ils ne présentent pas de parenté chimique avec la matière inerte.

L'essentiel

En comparant la composition chimique de la matière non vivante et de la matière vivante présentent à la surface de la Terre, on constate que les deux sont constituées par des éléments que l’on trouve en abondance dans le système solaire.
Toutefois, les structures formées sont très différentes.
La matière inerte (ou minérale) contient majoritairement des atomes de silice qui forment des tétraèdres avec l’oxygène. Elle contient aussi en abondance du fer et du magnésium.
La matière vivante (ou organique) contient majoritairement des atomes de carbone qui forment un squelette carboné, caractéristique des molécules organiques. Cet atome de carbone s’associe principalement à des atomes d’oxygène, d’azote et d’hydrogène.
Il existe donc une parenté chimique entre les êtres vivants et non vivants.

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