Le monde du vivant, des plus petites bactéries aux êtres humains, est une merveille de complexité. Mais pour comprendre comment il fonctionne, il faut d'abord se pencher sur ses fondations : la chimie. En effet, tout ce qui vit obéit à des règles de chimie et de physique. La chimie du vivant est spéciale : elle est principalement basée sur le carbone et se déroule en grande partie dans l'eau. Chaque cellule est un laboratoire où des milliers de réactions chimiques ont lieu. Pour percer les secrets de la vie, il est donc essentiel de comprendre comment les atomes s'assemblent pour former les molécules qui nous composent.
Atome
La plus petite particule de matière qui conserve les propriétés d'un élément chimique.
Molécule
Un assemblage d'au moins deux atomes, identiques ou différents, liés entre eux.
Proton
Une particule chargée positivement, située dans le noyau d'un atome.
Électron
Une particule chargée négativement, beaucoup plus légère que le proton, qui gravite autour du noyau de l'atome.
Isotope
Des atomes d'un même élément qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.
Les Atomes, Briques du Vivant 
Tout est fait d'atomes. Un atome est composé d'un noyau central et d'un nuage d'électrons qui tourne autour. Le noyau contient des protons (chargés positivement) et des neutrons (sans charge). Les électrons sont chargés négativement et sont beaucoup plus légers. Un atome est normalement neutre : il a autant de protons que d'électrons. Le nombre de protons est très important, car il donne son numéro atomique (Z) et définit l'élément chimique. Par exemple, l'hydrogène a 1 proton, le carbone en a 6, et l'oxygène en a 8. Dans le corps humain, quatre éléments sont majoritaires : l'Hydrogène (H), l'Oxygène (O), le Carbone (C) et l'Azote (N). Ils représentent plus de 95% de notre poids !
Les Isotopes : Variations d'un Même Élément 
Parfois, des atomes d'un même élément peuvent avoir un nombre de neutrons différent. On les appelle des isotopes. Par exemple, l'hydrogène existe sous trois formes : le protium (1 proton, 0 neutron), le deutérium (1 proton, 1 neutron) et le tritium (1 proton, 2 neutrons). Le nombre de neutrons influence la masse de l'atome. Certains isotopes sont stables, d'autres sont instables et radioactifs (comme le tritium ou le carbone 14). Ces isotopes radioactifs sont parfois utilisés en médecine pour faire des examens ou en archéologie pour dater des objets.
Des Atomes aux Molécules 
Les atomes ne restent pas toujours seuls. Ils peuvent se lier entre eux pour former des molécules. Une molécule est un assemblage d'au moins deux atomes. Ces liaisons se font grâce à des interactions chimiques. Par exemple, deux atomes d'oxygène peuvent s'assembler pour former une molécule de dioxygène (O2), l'air que nous respirons. L'eau (H2O) est une autre molécule très importante, formée d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène. C'est en comprenant comment ces atomes et molécules interagissent que l'on peut saisir l'organisation et le fonctionnement du vivant.
A retenir :
- La vie est régie par les lois de la chimie et de la physique.
- Les atomes sont les unités de base de la matière vivante.
- Un atome est composé d'un noyau (protons positifs, neutrons neutres) et d'électrons négatifs.
- Le nombre de protons (numéro atomique) définit un élément chimique.
- Les atomes sont électriquement neutres (autant de protons que d'électrons).
- Les isotopes sont des atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons.
- Les molécules sont formées par l'assemblage d'atomes liés entre eux.
- Le Carbone, l'Hydrogène, l'Oxygène et l'Azote sont les éléments les plus importants du vivant.