Production.

La demande mondiale d'acide acétique est d'environ de tonnes par an (Mt/a). Industriellement, il est produit par l'oxydation en phase liquide du n-butane, ou il est récupéré dans la production d'acétate de cellulose ou d'alcool polyvinylique.

Usages.

C'est un réactif très utilisé dans l'industrie ou les laboratoires notamment :

Nomenclature.

Le nom trivial ancien, acide acétique, dérive d"'acetum", mot latin qui désigne le vinaigre ou "aceti-vinum". Il est encore le plus utilisé dans l'espace francophone et anglophone mais l'IUPAC a normalisé le terme "acide éthanoïque", à la place de l'ancien nom chimique français "acide éthylique". Plus tolérant que la nomenclature IUPAC en 1960, les "Chemical Abstracts" ont conservé néanmoins les noms courants pour les deux premiers acides carboxyliques en C1 et C2, soit l'acide formique et l'acide acétique.  "Acide acétique glacial" reste aussi un nom trivial qui désigne communément l'acide acétique pur au laboratoire. Similaire au nom allemand « Eisessig » (littéralement : vinaigre glacé), ce nom s'explique par les cristaux d'acide acétique semblables à de la glace qui se forment à une température légèrement inférieure à la température ambiante (à moins de, température de fusion de l'acide acétique pur).  L'abréviation la plus courante pour l'acide acétique est AcOH ou HOAc, Ac désignant le groupe fonctionnel acétyle CH−CO−.  La formule brute de l'acide acétique est CHO. On l'écrit également souvent CHCOOH ou CHCOH afin de mieux traduire sa structure. L'ion résultant de la perte du proton H porte le nom d'acétate. Acétate peut également faire référence à un sel contenant cet anion ou à un ester de l'acide acétique.

Historique.

Le vinaigre fort est connu en Mésopotamie il y a plus de. Les bactéries acétiques produisant l'acide acétique à partir du vin et d'oxygène ont été décrites par le chimiste Louis Pasteur. Elles sont présentes partout dans le monde civilisé, et toute culture pratiquant le brassage de la bière ou du vin a inévitablement découvert le vinaigre, résultat naturel de l'évolution de ces boissons alcoolisées laissées à l'air libre.  L'usage de l'acide acétique en chimie remonte à l'Antiquité. Au, le philosophe grec Théophraste décrit comment le vinaigre agit sur le métal et produit ainsi des pigments utiles pour l'art, incluant le plomb blanc (carbonate de plomb) et vert-de-gris, un mélange vert de sels de cuivre incluant l'acétate de cuivre II (tous produits toxiques). Les anciens Romains faisaient bouillir le « vin aigre » dans des récipients de plomb pour produire un sirop très sucré appelé sapa. Le sapa était riche en acétate de plomb, une substance sucrée appelée sucre de plomb ou sucre de Saturne, et qui provoqua de nombreux empoisonnements au plomb dans l'aristocratie romaine, la maladie correspondant à une intoxication aiguë ou chronique par le plomb est notamment nommée saturnisme. L'alchimiste perse Jabir Ibn Hayyan (Geber) concentra l'acide acétique à partir du vinaigre par distillation.  Durant la Renaissance, l'acide acétique "« glacial »" était préparé par distillation sèche d'acétates de métal. Au, l'alchimiste allemand Andreas Libavius en décrivit la procédure, et compara l'acide pur ainsi produit au vinaigre. La présence d'eau dans le vinaigre a tant d'influence sur les propriétés de l'acide acétique que pendant des siècles de nombreux chimistes ont cru que l'acide acétique glacial et l'acide présent dans le vinaigre étaient deux substances différentes. C'est le chimiste français Pierre Auguste Adet qui prouva qu'ils étaient le même composé chimique.  En 1847, le chimiste allemand Hermann Kolbe synthétisa l'acide acétique à partir de matières inorganiques pour la première fois. La séquence de cette réaction consistait en la chloration de disulfure de carbone en tétrachlorométhane, suivie d'une pyrolyse en tétrachloroéthylène, puis d'une chloration aqueuse en acide trichloroacétique, et enfin conclure par une réduction par électrolyse pour obtenir l'acide acétique.  Vers 1910, la majorité de lacide acétique glacial" était obtenue à partir de la « liqueur pyroligneuse » issue de la distillation du bois. L'acide acétique était isolé grâce à un traitement à l'hydroxyde de calcium, et l'acétate de calcium ainsi obtenu était alors acidifié par un ajout d'acide sulfurique pour reformer l'acide acétique. L'Allemagne en produisait à l'époque par an, dont 30 % était utilisé pour la production de colorant indigo.

Propriétés physico-chimiques.

Acidité.

L'atome d'hydrogène (H) du groupe carboxyle (–COOH) des acides carboxyliques tels que l'acide acétique peut être libéré sous forme d'ion H (proton). C'est la capacité à libérer ce proton qui lui confère son acidité. L'acide acétique est un acide faible, mono-protonique en solution aqueuse, avec un pK d'environ 4,8 à. Une solution à 1,0 mol/L (concentration du vinaigre domestique) a un pH de 2,4, ce qui signifie que seules 0,4 % des molécules d'acide acétique sont dissociées.

Dimère cyclique.

La structure cristalline de l'acide acétique montre que les molécules se mettent par deux en dimères connectés par des liaisons hydrogène. Ces dimères peuvent aussi être observés sous forme gazeuse à. Ils sont probablement également présents dans la phase liquide de l'acide acétique pur, mais sont rapidement brisés à la moindre présence d'eau. Cette dimérisation existe chez d'autres acides carboxyliques. Elle a également lieu en solution aqueuse avec une constante d'association K dont la valeur est proche de 1.

Solvant.

L'acide acétique liquide est un solvant protique hydrophile (polaire), similaire à l'éthanol et l'eau. Avec une constante diélectrique moyenne de 6,2, il peut dissoudre non seulement les composés polaires tels que les sels inorganiques et les sucres, mais aussi les composés non polaires tels que les huiles, ou des corps purs comme le soufre et le diiode. Il se mélange facilement avec de nombreux autres solvants polaires ou non polaires tels que l'eau, le chloroforme ou l'hexane. Ces propriétés de solvant et la miscibilité de l'acide acétique font qu'il est largement utilisé dans l'industrie chimique.

Réactions chimiques.

L'acide acétique est corrosif pour de nombreux métaux, notamment le fer, le magnésium et le zinc. Il forme du dihydrogène et des sels de métaux appelés acétates. L'aluminium forme au contact de l'oxygène une fine couche d'oxyde d'aluminium relativement résistante, qui recouvre sa surface. Aussi les réservoirs d'aluminium sont-ils souvent utilisés pour transporter l'acide acétique. Les acétates de métal peuvent être produits à partir du mélange d'acide acétique et d'une base appropriée, comme dans la réaction bicarbonate de sodium+vinaigre qui donne de l'eau et du CO. À la notable exception de l'acétate de chrome(II), presque tous les acétates sont solubles dans l'eau.  L'acide acétique subit également les réactions typiques des acides carboxyliques, en particulier la formation d'éthanol par réduction, et la formation de dérivés tels que le chlorure d'acétyle par substitution nucléophile d'acyle. Parmi d'autres dérivés de substitution, on trouve l'anhydride acétique. Cet anhydride est le résultat de la perte d'une molécule d'eau par deux molécules d'acide acétique. Les esters de l'acide acétique peuvent être formés par l'estérification de Fischer, et on peut également l'utiliser pour produire des amides. Chauffé au-delà de, l'acide acétique se décompose en dioxyde de carbone et méthane, ou en eau et cétène.

Détection.

L'acide acétique peut être détecté grâce à son odeur caractéristique. Les sels d'acide acétique dissous dans une solution de chlorure de fer (III) donnent une profonde couleur rouge qui disparaît après acidification. En chauffant les acétates avec du tri-oxyde d'arsenic, on obtient de l'oxyde de cacodyle qui peut être identifié par ses vapeurs malodorantes.

Biochimie.

Le groupe acétyle, dérivé de l'acide acétique, est fondamental pour la biochimie de quasiment toutes les formes de vie. Lorsqu'il est lié au coenzyme A, il a une importance centrale dans le métabolisme des glucides et des lipides. Cependant, la concentration d'acide acétique libre dans les cellules est maintenue à un niveau bas, afin de ne pas perturber le contrôle du pH. À la différence d'autres acides carboxyliques à longue chaîne carbonée (acides gras), l'acide acétique n'apparaît pas dans la formation de triglycérides naturels. Il existe un triglycéride artificiel de l'acide acétique, la triacétine (triacétate de glycéryle), qui est couramment utilisé comme additif alimentaire (dans les cosmétiques, les aliments et certains médicaments) et comme solvant.  L'acide acétique est naturellement produit et sécrété par certaines bactéries, en particulier lAcetobacter" et la'ainsi que la levure "Saccharomyces cerevisiae". Ces bactéries sont présentes dans certaines denrées alimentaires, l'eau, le lait (bactéries lactiques) et le sol, et l'acide acétique se forme naturellement lorsque des fruits ou autres denrées alimentaires se décomposent. L'acide acétique est aussi un composant de la lubrification vaginale des humains et d'autres primates, où il semble faire office d'agent antibactérien.

Production et synthèse.

L'acide acétique est produit de façon synthétique ou par fermentation bactérienne. Aujourd'hui, la méthode biologique ne concerne plus que 10 % de la production, mais elle demeure importante pour la fabrication de vinaigre car, dans la plupart des pays, la loi dispose que le vinaigre à usage alimentaire doit être d'origine biologique. Environ 75 % de l'acide acétique destiné à l'industrie chimique est produit par carbonylation du méthanol, voir détails ci-dessous. Le reste est constitué de diverses méthodes alternatives.  La production totale d'acide acétique est estimée à (millions de tonnes par an), dont environ la moitié vient des États-Unis. La production européenne arrive aux alentours de et est en diminution. Enfin sont fabriquées au Japon. sont recyclées ce qui amène le marché mondial à. Les deux plus grands producteurs sont Celanese et BP Chimie. On trouve aussi parmi les principaux producteurs Millenium Chimie, Sterling Chimie, Samsung, Eastman, et Svens Etanolkemi.

Carbonylation du méthanol.

La grande partie de l'acide acétique non recyclé est produit par carbonylation du méthanol. Dans ce procédé, le méthanol et le monoxyde de carbone réagissent pour produire l'acide acétique selon l'équation : Ce procédé utilise de l'acide iodhydrique comme intermédiaire et se produit en trois étapes. Un catalyseur, généralement un complexe métallique, est nécessaire pour la carbonylation (étape 2).  En modifiant le processus, l'anhydride acétique peut être produit par la même usine. Le méthanol et le monoxyde de carbone étant des matières premières courantes, la carbonylation du méthanol est longtemps apparue comme une méthode intéressante pour la production de l'acide acétique. Henry Dreyfus de la British Celanese a développé une usine pilote de carbonylation du méthanol dès 1925. Cependant, le manque de matériel adéquat pour contenir le mélange réactionnel corrosif aux pressions nécessaires ( ou plus) a freiné la commercialisation de cette méthode pendant un certain temps. Le premier processus commercialisé de carbonylation du méthanol, qui utilise du cobalt comme catalyseur, a été développé par l'entreprise chimique allemande BASF en 1963. En 1968, on a découvert un nouveau catalyseur à base de rhodium ("cis"−[Rh(CO)I]) capable d'agir efficacement à basse pression et avec très peu de sous-produits. La première usine utilisant ce catalyseur a été bâtie par l'entreprise américaine Monsanto en 1970, et la carbonylation du méthanol catalysée au rhodium est alors devenue la méthode dominante de production d'acide acétique (connue sous le nom de procédé Monsanto). Vers la fin des années 1990, BP a commercialisé le catalyseur Cativa ([Ir(CO)I]), favorisé par le ruthénium. Ce processus est plus écologique et efficace que le précédent, et a largement supplanté le processus Monsanto, souvent dans les mêmes usines.

Oxydation de l'acétaldéhyde.

Avant la commercialisation du processus Monsanto, la majeure partie de l'acide acétique était produit par oxydation de l'acétaldéhyde. Cette méthode demeure la seconde plus importante voie de synthèse de l'acide acétique, bien qu'elle ne soit pas compétitive avec la carbonylation du méthanol. L'acétaldéhyde peut être produit par oxydation de butane ou de naphta léger, oxydation de l'éthylène ou encore par hydratation de l'acétylène.  Quand le butane ou le naphta léger est chauffé dans l'air en présence de différents ions métalliques, en particulier de manganèse, de cobalt et de chrome, un peroxyde se forme puis se décompose pour former de l'acide acétique :  On travaille avec une combinaison de température et de pression permettant d'avoir un mélange réactionnel aussi chaud que possible tout en gardant le butane à l'état liquide. et 55 atm sont des conditions habituelles. Plusieurs sous-produits peuvent également être formés, parmi lesquels la butanone, l'acétate d'éthyle, l'acide formique et l'acide propanoïque. Ces sous-produits ont également une valeur marchande, et les conditions de réaction peuvent être altérées pour en produire davantage si cela a un avantage économique. Cependant, la séparation de l'acide acétique de ses sous-produits ajoute au coût du processus. Avec des conditions et des catalyseurs similaires à ceux utilisés pour l'oxydation du butane, l'acétaldéhyde peut être oxydé par le dioxygène de l'air pour produire de l'acide acétique : Grâce aux catalyseurs modernes, cette réaction peut atteindre un rendement de plus de 95 %. Les principaux sous-produits sont l'acétate d'éthyle, l'acide formique et le formaldéhyde. Tous ces composés ont une température d'ébullition inférieure à celle de l'acide acétique et peuvent être facilement séparés par distillation.

Oxydation de l'éthylène.

L'acétaldéhyde peut être préparé à partir de l'éthylène "via" le procédé Wacker, puis oxydé comme détaillé ci-dessus. Plus récemment, une transformation de l'éthylène en acide acétique en une seule étape a été commercialisée par l'entreprise Shōwa Denkō, qui a ouvert une usine d'oxydation d'éthylène à Oita, Japon, en 1997. Le processus est catalysé par un catalyseur métallique à base de palladium avec l'assistance d'un hétéropolyacide tel que l'acide tungstosilicique. Ce processus pourrait être un concurrent de la carbonylation du méthanol pour les petites usines () en fonction du prix de l'éthylène.

Commerce.

En 2014, la France est nette importatrice d'acide acétique, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de.

Divers.

L'acide acétique, utilisé topique en ORL, fait partie de la liste des médicaments essentiels de l'Organisation mondiale de la santé (liste mise à jour en avril 2013).

L'acide acétique ou acide éthanoïque est un acide carboxylique avec une chaîne carbonée théorique en C2, analogue à l'éthane, de masse molaire et de formule chimique brute CHO ou semi-développée CH-CO-OH. L'adjectif du nom courant provient du latin "acetum", signifiant "vinaigre". En effet, l'acide acétique représente le principal constituant du vinaigre après l'eau, puisqu'il lui donne son goût acide et son odeur piquante détectable à partir d'.

Kyselina octová (lat. "acidum aceticum"), ethanová kyselina, je druhá nejjednodušší jednosytná organická (karboxylová) kyselina. Je to za normálních podmínek bezbarvá kapalina ostrého zápachu, dokonale mísitelná s vodou, s ethanolem i dimethyletherem. Čistá bezvodá kyselina tuhne za nižších teplot na bezbarvou až bílou krystalickou látku, připomínající led, které byl proto dán název "ledová kyselina octová". Je hygroskopická, takže pohlcuje vzdušnou vlhkost. Její vodný roztok o koncentraci od 8 % se nazývá ocet.


Principales structures cellulaires.

On considère généralement deux types fondamentaux de cellules selon qu'elles possèdent ou non un noyau enveloppé d'une membrane nucléaire :

Procaryotes.

Les procaryotes sont la première forme de vie apparue sur Terre, définie comme étant autosuffisante et pourvue de tous les processus biologiques vitaux, y compris les mécanismes de signalisation cellulaire. Plus petites et plus simples que les cellules d'eucaryotes, les cellules de procaryotes sont dépourvues de système endomembranaire et des organites qui le constituent, à commencer par le noyau. Les bactéries et les archées sont les deux domaines du vivant regroupant les procaryotes. L'ADN d'un procaryote forme un unique chromosome en contact direct avec le cytoplasme. La région nucléaire du cytoplasme est appelée nucléoïde et n'est pas nettement séparée du reste de la cellule. La plupart des procaryotes sont les plus petits des êtres vivants connus, avec un diamètre compris entre.  Une cellule de procaryote contient trois régions distinctes :

Eucaryotes.

Les plantes, les animaux, les mycètes, les protozoaires et les algues sont des eucaryotes. Ces cellules sont en moyenne plus grandes qu'un procaryote typique, et peuvent être jusqu'à mille fois plus volumineuses. La principale caractéristique qui distingue les eucaryotes des procaryotes est leur compartimentation en organites spécialisés au sein desquels se déroulent des processus métaboliques spécifiques. Parmi ces organites se trouve le noyau, qui héberge l'ADN de la cellule. C'est la présence de ce noyau qui donne son nom à ce type de cellules, "eucaryote" étant forgé à partir de racines grecques signifiant « à vrai noyau ». Par ailleurs :

Éléments constitutifs d'une cellule.

Toutes les cellules, qu'il s'agisse de procaryotes ou d'eucaryotes, possèdent une membrane plasmique qui les enveloppe, régule les flux de matière entrants et sortants (transport membranaire) et maintient un potentiel électrochimique de membrane. Contenu dans cette membrane se trouve le cytoplasme, qui est une solution aqueuse riche en sels dissous occupant l'essentiel du volume de la cellule. Toutes les cellules possèdent un matériel génétique constitué d'ADN, ainsi que de l'ARN qui intervient essentiellement dans la biosynthèse des protéines et des enzymes, ces dernières étant responsables du métabolisme de la cellule ; les érythrocytes (globules rouges du sang) font exception, car leur cytoplasme est dépourvu de presque tous les organites constituant normalement une cellule d'eucaryote, ce qui leur permet d'accroître la quantité d'hémoglobine qu'ils peuvent contenir, et ne possèdent donc pas de noyau, dans lequel se trouverait l'ADN. Il existe une très grande variété de biomolécules dans les cellules.

Membrane.

La membrane plasmique, ou membrane cellulaire, est une membrane biologique qui entoure et délimite le cytoplasme d'une cellule. Chez les animaux, la membrane matérialise la surface de la cellule, tandis que, chez les plantes et les procaryotes, elle est généralement recouverte d'une paroi cellulaire. Ainsi, chez les plantes, les algues et les mycètes, la cellule est incluse dans une paroi pectocellulosique, qui fournit un squelette à l'organisme. Des dépôts de composés tels que la subérine ou la lignine modulent les propriétés physico-chimiques de la paroi, la rendant plus rigide ou plus imperméable, par exemple.  La membrane a pour fonction de séparer le milieu intracellulaire de l'environnement de la cellule en le protégeant de ce dernier. Elle est constituée d'une bicouche lipidique chez les eucaryotes, les bactéries et la plupart des archées, ou d'une monocouche d'étherlipides chez certaines archées. Chez les eucaryotes, il s'agit essentiellement de phospholipides, qui ont la propriété d'être amphiphiles, c'est-à-dire de posséder une tête polaire hydrophile et des queues aliphatiques hydrophobes. Une très grande variété de protéines, dites protéines membranaires, sont incluses dans la membrane plasmique, où elles jouent le rôle de canaux et de pompes assurant le transport membranaire entrant et sortant de la cellule. On dit que la membrane plasmique est "semiperméable" car sa perméabilité est très variable en fonction de l'espèce chimique considérée : certaines peuvent la traverser librement, d'autres ne peuvent la traverser que de façon limitée ou dans un seul sens, d'autres enfin ne peuvent pas la traverser du tout. La surface cellulaire contient également des récepteurs membranaires qui assurent la transduction de signal dans le cadre de mécanismes de signalisation cellulaire, ce qui permet à la cellule de réagir par exemple à la présence d'hormones.

Cytosquelette.

Le cytosquelette intervient pour définir et maintenir la forme de la cellule (tenségrité), positionner les organites dans le cytoplasme, réaliser l'endocytose d'éléments extracellulaires, assurer la cytokinèse lors de la division cellulaire, et déplacer certaines régions du cytoplasme lors de la croissance et de la mobilité cellulaires (transport intracellulaire). Le cytosquelette des eucaryotes est composé de microfilaments, de filaments intermédiaires et de microtubules. Un grand nombre de protéines sont associées à ces structures, chacune d'entre elles contrôlant la structure de la cellule en orientant, liant et alignant les filaments. Le cytosquelette des procaryotes est moins connu mais intervient pour maintenir la forme et la polarité ainsi que pour assurer la cytokinèse de ces cellules<ref name="10.1146/annurev.biochem.75.103004.142452"></ref>. La protéine constitutive des microfilaments est une petite protéine monomérique appelée actine, tandis que celle constitutive des microtubules est une protéine dimérique appelée tubuline. Les filaments intermédiaires sont des hétéropolymères dont les monomères varient en fonction du type de cellule et du tissu ; ce sont notamment la vimentine, la desmine, les lamines A, B et C, les kératines et les protéines des neurofilaments (NF-L et NF-M).

Matériel génétique.

Le matériel génétique des cellules peut se trouver sous la forme d'ADN ou d'ARN (cellule sans noyau). C'est la séquence nucléotidique de l'ADN qui porte toute l'information génétique (génotype) d'une cellule. Cet ADN est transcrit en ARN, un autre type d'acide nucléique, qui assure diverses fonctions : transport de l'information génétique de l'ADN vers les ribosomes sous forme d'ARN messager, et traduction de l'ARN messager en protéines sous forme à la fois d'ARN de transfert et d'ARN ribosomique, ce dernier agissant comme un ribozyme.  Le matériel génétique des procaryotes est généralement constitué d'une molécule d'ADN circulaire unique formant un chromosome dans une région diffuse du cytoplasme appelée nucléoïde. Celui des eucaryotes est réparti sur plusieurs molécules d'ADN linéaires formant des chromosomes contenus dans un noyau cellulaire différencié. Les cellules d'eucaryotes contiennent également de l'ADN dans certains organites tels que les mitochondries et, chez les plantes, les chloroplastes.  Une cellule humaine contient de ce fait de l'ADN dans son noyau et dans ses mitochondries. On parle respectivement de génome nucléaire et de génome mitochondrial. Le génome nucléaire humain est réparti sur d'ADN linéaires formant autant de chromosomes. Ceux-ci sont organisés par paires, en l'occurrence de chromosomes homologues et une paire de chromosomes sexuels. Le génome mitochondrial humain est contenu sur un chromosome circulaire et possède : 14 gènes encodent des sous-unités constituant cinq protéines (NADH déshydrogénase,, cytochrome c oxydase, ATP synthase et humanine), deux gènes encodent des ARN ribosomiques mitochondriaux (ARNr 12S et ARNr 16S), et 22 gènes encodent vingt ARN de transfert mitochondriaux.  Du matériel génétique exogène peut également être introduit dans une cellule par transfection. Ceci peut être permanent si l'ADN exogène est inséré de façon stable dans le génome de la cellule, ou transitoire dans le cas contraire. Certains virus insèrent également leur matériel génétique dans le génome de leur cellule hôte : c'est la transduction.

Organites.

Les organites sont des compartiments cellulaires réalisant des fonctions biologiques spécialisées, de façon analogue aux organes du corps humain. Les cellules d'eucaryotes et de procaryotes possèdent des organites, mais ceux des procaryotes sont plus simples et ne sont généralement pas matérialisés par une membrane.  Il existe différents types d'organites dans une cellule. Certains sont généralement uniques, comme l'appareil de Golgi, tandis que d'autres sont présents en de très nombreux exemplaires — des centaines, voire des milliers — comme les mitochondries, les chloroplastes, les peroxysomes et les lysosomes. Le cytosol est le fluide gélatineux qui entoure les organites dans le cytoplasme.  </ref>.

Structures extracellulaires.

De nombreuses cellules possèdent également des structures entièrement ou partiellement situées à l'extérieur de la membrane plasmique. Ces structures ne sont donc pas protégées de l'environnement de la cellule par une membrane semiperméable. L'assemblage de ces structures implique que leurs constituants soient transportés hors de la cellule par des processus spécifiques.

Paroi cellulaire.

De nombreux types de cellules de procaryotes et d'eucaryotes possèdent une paroi cellulaire. Celle-ci protège la cellule des actions chimiques et mécaniques de son environnement et ajoute une couche protectrice supplémentaire par-dessus la membrane plasmique. Les différents types de cellules tendent à produire des parois de nature chimique différente : la paroi pectocellulosique des plantes est constituée essentiellement de cellulose, la paroi des mycètes est constituée essentiellement de chitine, et la paroi bactérienne est constituée essentiellement de peptidoglycane.

Processus cellulaires.

Métabolisme et cycle cellulaire.

Entre deux divisions successives du cycle cellulaire, les cellules se développent grâce à leur métabolisme. Le métabolisme cellulaire est le processus par lequel chaque cellule exploite les nutriments qu'elle absorbe afin de se maintenir en vie et de se reproduire. Le métabolisme se divise en deux grandes parties : d'une part le catabolisme, par lequel les cellules dégradent les molécules complexes en espèces chimiques plus simples afin de produire de l'énergie métabolique sous forme par exemple d'ATP et du pouvoir réducteur sous forme par exemple de NADH et de ; d'autre part l'anabolisme qui utilise l'énergie et le pouvoir réducteur produits par le catabolisme afin de synthétiser des biomolécules et de réaliser d'autres fonctions biologiques.  Le cycle cellulaire est l'ensemble des processus biologiques conduisant à la division d'une cellule mère en deux cellules filles. Chez les procaryotes, qui ne possèdent pas de noyau, la réplication des cellules se fait par scissiparité, c'est-à-dire par division simple. Chez les eucaryotes, en revanche, le cycle cellulaire est divisé en trois grandes phases : l'interphase, la mitose et la cytokinèse. Au cours de l'interphase, les cellules grossissent en accumulant les substances nécessaires à la préparation de la division cellulaire et à la réplication de l'ADN. Puis le noyau se scinde en deux au cours de la mitose, et enfin le cytoplasme achève de se scinder à son tour en deux, avec un noyau dans chacune des deux parties, au cours de la cytokinèse. Des mécanismes appelés assurent que la division se déroule de façon conforme<ref name="10.1126/science.274.5293.1664"></ref>.

Réplication.

La division cellulaire est le processus par lequel une cellule unique, dite cellule mère, donne naissance à deux cellules, dites cellules filles. Ceci permet la croissance des organismes multicellulaires et la multiplication des organismes unicellulaires. Les cellules de procaryotes se divisent par scissiparité (division simple) tandis que les cellules d'eucaryotes se divisent d'abord au niveau de leur noyau — phase de mitose — puis au niveau de l'ensemble du cytoplasme — phase de cytokinèse. Une cellule diploïde peut également donner des cellules haploïdes, généralement au nombre de quatre, à travers le processus de méiose ; les cellules haploïdes interviennent comme gamètes chez les organismes multicellulaires en fusionnant avec d'autres gamètes pour redonner des cellules diploïdes.  La réplication de l'ADN, qui est la base moléculaire de la réplication du génome d'une cellule, intervient toujours lorsqu'une cellule se divise par mitose ou par scissiparité ; elle a lieu à la phase S du cycle cellulaire. Au cours de la méiose, l'ADN n'est répliqué qu'une seule fois alors que la cellule se divise deux fois : la réplication de l'ADN intervient lors de la première division de la méiose, mais pas lors de la division subséquente. La réplication, comme tous les autres processus cellulaires, requiert des protéines et des enzymes spécialisées pour être menée à bien.  Dans le cas des organismes unicellulaires, il est généralement accepté que les cellules prolifèrent spontanément, sans avoir besoin de stimulation. Dans le cas des organismes multicellulaires, cette question fait l'objet d'un débat. De nombreux auteurs défendent l'idée que ces cellules requièrent une stimulation pour proliférer, d'autres au contraire considèrent que la quiescence est le résultat de contraintes agissant sur les cellules quiescentes. Pour la modélisation du comportent des cellules, les deux points de vue sont couramment utilisés.

Biosynthèse des protéines.

L'une des activités biochimiques principales des cellules est de produire de nouvelles protéines. Ces dernières sont essentielles à la régulation et à la maintenance de l'activité cellulaire. La synthèse des protéines se décompose en plusieurs étapes : transcription de l'ADN en ARN messager, modifications post-transcriptionnelles de l'ARN messager, traduction de l'ARN messager en protéines, modifications post-traductionnelles des protéines nouvellement synthétisées, et enfin repliement des protéines dans leur conformation fonctionnelle, appelée état natif.  Lors de la transcription, des ARN polymérases produisent un brin d'ARN complémentaire au brin d'ADN codant. L'information génétique est portée par la séquence nucléotidique de l'ADN, reproduite sur l'ARN messager lors de la transcription. Cette séquence est ensuite lue par des ribosomes afin de polymériser les acides aminés dans l'ordre spécifié par la succession de groupes de trois nucléotides sur l'ARN messager, chacun de ces triplets, appelés codons, correspondant à un acide aminé donné ; c'est cette correspondance entre codons et acides aminés qu'on appelle code génétique.

Locomotion ou motilité.

Les unicellulaires peuvent se déplacer afin de trouver de la nourriture ou d'échapper à leurs prédateurs. Flagelles et cils sont les principaux moyens de motilité cellulaire.  Chez les organismes multicellulaires, les cellules peuvent se déplacer par exemple lors de la cicatrisation des plaies, lors de la réponse immunitaire, ou encore lors de la formation de métastases tumorales. Ainsi, les leucocytes (globules blancs) se déplacent jusqu'à la plaie afin d'y tuer les micro-organismes susceptibles d'y provoquer des infections. La motilité cellulaire fait intervenir de nombreux récepteurs, des mécanismes de réticulation, d'assemblage, de liaison ou encore d'adhérence de protéines, ainsi que des protéines motrices, parmi d'autres types de protéines<ref name="10.7150/ijbs.3.303"></ref>. Le processus se déroule en trois temps : saillie de la pointe avant de la cellule, adhérence de l'avant de la cellule et « désadhérence » du reste de la surface cellulaire, et contraction du cytosquelette pour tirer la cellule vers l'avant. Chacune de ces étapes est gérée par des forces produites par des segments particuliers du cytosquelette. Comme pour la prolifération, la question de savoir si la motilité des cellules d'un multicellulaire est spontanée, comme pour les unicellulaires, ou doit faire l'objet de stimulations fait l'objet d'un débat.

Multicellularité.

Un organisme multicellulaire est constitué de plusieurs cellules, par opposition à un organisme unicellulaire.

Spécialisation cellulaire.

Au sein des organismes multicellulaires, les cellules se spécialisent en différents adaptés chacun à des fonctions physiologiques particulières. Chez les mammifères par exemple, on trouve par exemple des cellules de la peau, des myocytes (cellules musculaires), des neurones (cellules nerveuses), des cellules sanguines, des fibroblastes (cellules des tissus conjonctifs), ou encore des cellules souches. Des cellules de types différents d'un même organisme ont une fonction physiologique et une apparence propres, mais partagent le même génome. Des cellules ayant le même génotype peuvent présenter des phénotypes différents en raison d'une expression génétique différenciée : les gènes qu'elles contiennent ne sont pas exprimés de la même façon les uns par rapport aux autres, certains le sont davantage dans un type cellulaire que dans un autre.  Tous les types cellulaires d'un organisme donné dérivent d'une cellule unique dite totipotente, c'est-à-dire capable de se différencier en n'importe quel type cellulaire lors du développement de l'organisme. La différenciation cellulaire est influencée par divers facteurs environnementaux (par exemple les ) et des différences intrinsèques (par exemple la distribution non uniforme des molécules lors de la division).

Origine de la multicellularité.

La multicellularité a émergé à partir d'organismes unicellulaires un grand nombre de fois au cours de l'évolution et ne s'observe pas uniquement chez les eucaryotes : certains procaryotes tels que des cyanobactéries, des myxobactéries, actinomycètes, "Magnetoglobus multicellularis" ou encore des archées du genre "Methanosarcina", présentent des "organisations" multicellulaires. Cependant, ce sont bien chez les eucaryotes que des "organismes" multicellulaires sont apparus, et ce parmi six groupes : les animaux, les mycètes, les algues brunes, les algues rouges, les algues vertes et les plantes. La multicellularité peut être apparue à partir de colonies d'organismes interdépendants, voire à partir d'organismes en symbiose.  Les plus anciennes traces de multicellularité ont été identifiées chez des organismes apparentés aux cyanobactéries qui vivaient il y a entre d'années. Parmi d'autres fossiles d'organismes multicellulaires, on compte également "Grypania spiralis"<ref name="10.1126/science.1631544"></ref>, dont la nature biologique exacte demeure cependant débattue, ainsi que les fossiles des schistes paléoprotérozoïques du groupe fossile de Franceville<ref name="10.1038/nature09166"> </ref>, au Gabon.  L'évolution d'organismes multicellulaires à partir d'ancêtres unicellulaires a été reproduite au laboratoire à travers des expériences d'évolution expérimentale utilisant la prédation comme vecteur de pression de sélection.

Origine des cellules.

L'origine des cellules est intimement liée à l'origine de la vie, aux origines de l'histoire évolutive du vivant.

Origines des premières cellules.

Il existe plusieurs théories expliquant l'origine des petites molécules ayant conduit à l'apparition de la vie sur Terre. Elles auraient pu être apportées depuis l'espace par des météorites (météorite de Murchison), être formées dans les monts hydrothermaux sous les océans ou sous l'effet de la foudre dans une atmosphère réductrice (expérience de Miller-Urey). On dispose de peu de données expérimentales permettant de savoir ce qu'étaient les premières substances capables de se reproduire à l'identique. On pense que l'ARN a été la première molécule capable d'auto-réplication, car elle est capable à la fois de stocker l'information génétique et de catalyser des réactions chimiques (ribozymes), ce qui a été formulé dans le cadre de l'hypothèse du monde à ARN ; il existe cependant d'autres substances capables d'auto-réplication qui auraient pu précéder l'ARN dans cette fonction, par exemple des argiles comme la montmorillonite, qui sont capables de catalyser la polymérisation de l'ARN et la formation de membranes lipidiques<ref name="http://www.sciencedaily.com/releases/2011/02/110207073744.htm"></ref><ref name="10.1039/c0sm01354d"></ref>, ou encore les acides nucléiques peptidiques<ref name="10.1016/S0968-0004(98)01300-0"></ref>.  Les premières cellules sont apparues il y a au moins d'années<ref name="10.1016/j.precamres.2007.04.009"></ref><ref name="10.1098/rstb.2006.1834"></ref>. On considère actuellement que ces premières cellules étaient hétérotrophes. Les premières membranes cellulaires étaient probablement plus simples et plus perméables que les membranes actuelles. Les lipides forment spontanément des bicouches lipidiques dans l'eau, donnant des micelles et des vésicules ; ils auraient pu précéder l'ARN mais les premières membranes cellulaires auraient également pu être produites par des ribozymes ou même requérir des protéines structurelles pour se former<ref name="10.1038/nrm2287"></ref>.

Origine des eucaryotes.

On pense que les cellules d'eucaryotes dériveraient d'une communauté symbiotiques de procaryotes. Les organites comprenant de l'ADN tels que les mitochondries et les chloroplastes proviendraient respectivement de protéobactéries aérobies et de cyanobactéries devenues endosymbiotes d'un procaryote hôte.

Méthodes d'étude de la cellule "in vitro".

Microscopie.

La microscopie optique ou photonique (résolution de +/- 0,25μm en lumière visible) permet l'observation de la structure des cellules eucaryotes. En effet, les microscopes photoniques peuvent grossir environ 1000 fois la taille du spécimen. Mais ce type de microscope n'est pas assez puissant pour l'étude des organites de la cellule.  La microscopie électronique (résolution de quelques Angströms) révèle l'ultrastructure de celles-ci et permet une observation plus poussée de la structure des cellules procaryotes comme eucaryotes. Dans la pratique, les microscopes électroniques modernes peuvent atteindre une résolution de 2 nm, ce qui représente une résolution 100 fois plus grande que celle des microscopes photoniques. Les microscopes électroniques ont permis de découvrir un grand nombre d'organites et une quantité d'autres structures subcellulaires invisibles au microscope optique. Toutefois, des percées techniques majeures ont donné un second souffle au microscope photonique : comme l'utilisation de marqueur fluorescent, de la microscopie confocale et avec déconvultion, qui permettent de donner des images 3D de la cellule avec une bonne netteté.

Marquage de molécules.

Pour étudier l'organisation subcellulaire des cellules au microscope, les tissus peuvent, en fonction de la méthode choisie, être vivants, ce qui permet une observation dynamique, ou fixés et préparés en coupes histologiques, ce qui permet en général une observation plus précise, mais figée et ponctuelle.  Localisation subcellulaire par l'utilisation de gènes rapporteurs tels que la GFP ("green fluorescing protein") et la luciférase, par immunocytochimie, ou grâce à des molécules radioactives.  Différentes colorations, vitales ou non, permettent l'observation des structures au microscope optique : rouge neutre pour les vacuoles, violet dahlia ou cristal pour le noyau...

Étude des constituants cellulaires.

Isolement de structures : par choc osmotique, ou grâce à des détergents puis par centrifugation.  Purification des protéines : par électrophorèse, centrifugation, chromatographie, dialyse, etc.

Numération des cellules.

Il est fréquent de devoir compter le nombre de cellules vivantes dans une boîte de culture et de le comparer au nombre de cellules total, par exemple pour déterminer la toxicité d'un produit. L'une de ces méthodes de numération est réalisée grâce au test MTT.

Nombre et taille des cellules.

Le nombre de cellules propres à un organisme humain adulte est estimé entre 10 et 10. Les études les plus récentes estiment ce nombre à. Les bactéries présentes dans ce même organisme, constituant le microbiote (principalement dans le tube digestif), seraient, selon une étude, dix fois plus nombreuses (10).  La plus grande cellule du monde vivant est en poids le jaune d'œuf d'autruche dont la masse est comprise entre, et en longueur le neurone de calmar géant ou du calmar colossal dont l'axone peut atteindre.  La taille des cellules à paroi (plantes, bactéries, champignons, algues et certaines archées) varie de moins d'un micromètre (certaines bactéries) à plus d'un centimètre (algues géantes). Une étude de 2019 montre que cette taille est directement liée à la rigidité de la paroi, définie comme le produit de son épaisseur par son module d'incompressibilité.

La cellule — du latin "cellula" « cellule de moine » — est l'unité biologique structurelle et fonctionnelle fondamentale de tous les êtres vivants connus. C'est la plus petite unité vivante capable de se reproduire de façon autonome. La science qui étudie les cellules est appelée biologie cellulaire.

Buňka (lat. "cellula") je základní stavební a funkční jednotka těl živých organismů, nikoliv však těch nebuněčných, jako jsou viry, viroidy a virusoidy. Jsou obklopené membránou a uvnitř obsahují koncentrovaný vodný roztok různých látek (cytoplazmu). Obvykle obsahují genetický materiál a jsou schopné se dělit.


Vers une définition plus nuancée.

Jusqu'au milieu du, en théorie, une espèce était considérée comme « parasite » uniquement lorsque le bénéfice de la relation était manifestement unilatéral (parasitisme destructeur, voire rapidement mortel) pour l'hôte parasité. Certains parasitismes ont ensuite été considérés comme des cas particuliers de prédation (le parasite se nourrissant aux dépens de son hôte, sans « intention » de le tuer). Puis des études plus fines, faites dans une perspective plus systémique, ont montré que de nombreuses formes de parasitisme étaient également « utiles » à l'hôte et/ou à son espèce ou à la biocénose ; par exemple, dans la nature, de nombreux parasites interviennent efficacement dans le rétrocontrôle de la démographie de populations dont les individus – sans parasitisme – pulluleraient rapidement, jusqu'à faire disparaître leurs ressources alimentaires. On parle d'interactions durables pour décrire les relations complexes qui unissent la plupart des couples hôte-parasite.

Types de parasitismes.

Le parasitisme est un mode de vie ou survie, parfois défini par l'exploitation du vivant par le vivant ("the conquest of life by life"). On considère différents types de parasitisme selon la position du parasite dans l'hôte :  Le crustacé "Cymothoa exigua" a été découvert dans les années 1920 au Pérou dans la gueule de poissons capturés au filet. Dans une étude faite de janvier à ; 236 "Cymothoa exigua" adultes ont été trouvés parasitant 165 des 691 poissons "Lutjanus peru" de la famille des "Lutjanidae". C'est le seul parasite connu capable de remplacer fonctionnellement un organe de son hôte, en l'occurrence la langue du "Lithognathus mormyrus" (illustration ci-contre). Son développement est de type "marsupial". Selon Nichols et Murphy qui l'ont étudié, ce parasite ne semble que légèrement « "nocif "» pour son hôte, mais il augmente probablement le taux de mortalité naturelle, notamment durant les premières années de vie du poisson.  Certains champignons parasitent les fourmis, les transformant en « zombies » qui abandonnent leur colonie pour mordre une feuille ou une branche près du sol et s'y suspendre. Ce processus permet au champignon de prospérer. Cette forme de parasitisme existe au moins depuis 48 millions d'années. Cette interaction hôte-parasite est très spécifique. Ainsi, une espèce de champignon ne peut induire ce comportement que chez une seule espèce de fourmi qui lui est propre.  D'autres formes de parasitisme sont décrites chez les animaux, par exemple le parasitisme alimentaire appelé cleptoparasitisme, ou le parasitisme de couvée chez les oiseaux.  Il existe également plusieurs types de parasitisme chez les plantes et de champignons parasites.

Évolution et coévolution.

La plupart des parasites semblent jouer un rôle important dans la sélection naturelle et l'évolution. On parle même de coévolution à leur égard, car la sélection naturelle favorise l'apparition constante de moyens de défense chez les hôtes ; le "parasite" évolue afin de posséder des adaptations qui lui permettent de rencontrer son hôte et de survivre sur ou dans l'hôte si la rencontre a eu lieu. Inversement, l"'hôte" évolue vers des adaptations qui lui permettent de ne pas rencontrer le parasite, de s'en débarrasser ou s'en défendre (y compris via le système immunitaire chez l'animal, ou la production de phytotoxines chez la plante). De là découlent une sorte de « courses aux armements » défensifs / offensifs, expression qui évoque les pressions de sélection réciproques que l'espèce-parasite et l'espèce-hôte exercent l'une contre l'autre sur de très longues périodes qui peuvent se chiffrer en millions d'années. Si l'hôte est véritablement gagnant (par exemple, en produisant des toxines spécifiques ou en fuyant dans un habitat refuge, à l'abri du stade infestant), le parasite peut disparaître.  La plupart des parasites se sont si spécialisés au cours du temps qu'ils ne peuvent parasiter qu'une ou quelques espèces parmi les millions qui existent. Le parasitisme est un mode de vie néanmoins très courant. Certains auteurs considèrent même qu'il est pratiqué par la majorité des espèces.  Les parasites sont caractérisés par une évolution réductrice des génomes (perte de gènes) qui se traduit par des simplifications morpho-anatomiques (régression d'organes, notamment ceux des appareils locomoteurs en lien avec leur mode de fixation, des appareils digestifs ou végétatifs en lien avec la spécificité parasitaire qui est fonction de leur spécialisation physiologique et de l'ancienneté du parasitisme) ou biochimiques (inactivation/disparition de voies métaboliques, réduction de la biosynthèse d'acides aminés, d'enzymes, d'hormones, de vitamines, autant de métabolites fournis par l'hôte).

Avantages et inconvénients adaptatifs du parasitisme.

Différentes relations interspécifiques.

Ce tableau résume les possibilités d'interactions, en termes d'effets, entre une espèce A et une espèce B.

Différence entre parasitisme et prédation.

Les interactions liant un prédateur et sa proie, ainsi qu'un parasite et son hôte sont de même nature, avec néanmoins certaines différences :

Parasitisme en médecine.

Par convention, en médecine humaine et vétérinaire, on appelle "parasite" un métazoaire ou un protozoaire parasitant l'organisme et entraînant une "parasitose" (n'incluant donc ni virus ("virose"), ni bactérie ("infection bactérienne"), ni champignon ("mycose")).  La présence du parasite dans l’organisme est appelée parasitose. Lors de la parasitose, il y a action des leucocytes polynucléaires éosinophiles: l’hyper éosinophilie qui correspond à une augmentation de ces cellules de défense dans le sang. L’action des cristalloïdes (protéines majeures) sont responsables de cette action antiparasitaire.  Exemples : plasmodiums, tænias, leishmanias, sarcoptes, acanthobdelliformes etc. Voir parasitologie médicale.

Le parasitisme (du grec / "para", « à côté » et "sitos", « grain, blé, pain, nourriture », signifiant littéralement « qui prend la nourriture à côté de » et désignant à l'origine une fonction honorifique, celle de l’officier chargé de l'alimentation au prytanée d'Athènes) est une relation biologique durable entre deux êtres vivants hétérospécifiques où un des protagonistes — le parasite — tire profit d'un organisme hôte pour se nourrir, s'abriter ou se reproduire. Cette relation aura un effet négatif pour l’hôte. Les organismes qui ne sont pas parasites sont qualifiés de « libres ».

Parazitismus je způsob soužití dvou organismů, z nichž jeden organismus (parazit čili cizopasník) využívá druhý organismus (hostitel). Parazit se může živit tkáněmi hostitele (aniž by se ho snažil zabít) nebo se přiživovat na hostitelově potravě či jinak profitovat z hostitelova organismu nebo jeho činnosti a snižovat přitom jeho biologickou zdatnost (fitness).


Exemples.

Normale à un plan.

Comme exemple de surface non fermée, on considère le plan "P" défini par son équation cartésienne :  En tout point "A" de "P", un vecteur normal à "P" est formula_2. Ce vecteur est un vecteur directeur de la droite normale à "P" en "A".  Puiqu'un plan n'est pas une surface fermée, les concepts d'extérieur et d'intérieur sont le résultat d'une convention et non d'une définition. Comme vecteur normal unitaire au plan "P", on peut donc choisir :  Ces deux vecteurs ont même direction et même norme (égale à 1), mais ont des sens opposés (cf. Figure 1).

Normale à une surface fermée.

Soit une surface fermée "S" dans un espace euclidien de dimension trois. Pour trouver le vecteur normal unitaire (c'est-à-dire le vecteur unitaire de la droite normale à cette surface, orienté vers l'extérieur de "S") en un point formula_5, on utilise le produit vectoriel de deux vecteurs directeurs du plan tangent à "S" en "A". Sur la Figure 2, la surface est représentée en rouge et le plan tangent en bleu.  Soit "P" ce plan tangent. Soient formula_6 et formula_7 deux vecteurs directeurs de "P". Le système d'équations paramétriques du plan tangent est alors :  Soit formula_9 le vecteur résultant du produit vectoriel de formula_10 et de formula_11. Par définition, formula_12 est un vecteur normal au plan tangent "P". Le vecteur normal unitaire formula_13 est alors égal à :  Le sens de ce vecteur est clairement défini puisque l'extérieur d'une surface fermée est clairement défini.

Vecteur normal en un point régulier.

Définition.

Soit une surface définie par un paramétrage avec des fonctions "x", "y", "z" de classe C. Le point de paramètre (λ, μ) est dit régulier lorsque les vecteurs dérivés partiels en ce point sont indépendants. On peut alors former leur produit vectoriel qui constitue un vecteur normal à la surface (non nécessairement unitaire).

Lien avec le gradient.

Si la surface est donnée par une équation cartésienne "f"("x", "y", "z" ) = 0, avec une fonction "f" de classe formula_17, un point de la surface est dit régulier si le gradient de "f" est non nul en ce point. C'est alors le vecteur gradient lui-même qui constitue un vecteur normal :  La démonstration formelle de ce résultat fait intervenir le théorème des fonctions implicites. Il est toutefois possible d'en donner une approche simplifiée à l'aide de la notion de « variations infinitésimales ».  En effet, si on se place en un point "M"("x", "y", "z" ) de la surface, sur son voisinage, la fonction "f" garde toujours la même valeur : 0. Par conséquent, sa variation infinitésimale lors d'un déplacement sur la surface défini par le vecteur formula_19 est nulle : d"f" = 0.  Or, par définition du gradient, on a formula_20. Puisque ce produit scalaire est nul, le gradient en "M" est bien perpendiculaire à la surface en ce point.

Champ de normales.

Un champ de normales (normales en plusieurs points) à une surface permet de retrouver sa surface tridimensionnelle, en passant par une étape d'intégration de ce champ.  La fonction qui à un point associe sa normale unitaire orientée est appelée application de Gauss.

Généralisation.

Plus généralement, il est possible de considérer les vecteurs normaux à une hypersurface dans un espace euclidien, voire dans une variété riemannienne.

Applications.

Optique.

En optique, la normale à un dioptre (surface séparant deux milieux) détermine la réflexion spéculaire et la réfraction parfaite (non diffuse, les deux phénomènes suivant les lois de Snell-Descartes).

Mécanique.

En mécanique, lorsque deux pièces sont en contact, alors : La normale à la surface de contact est donc un élément important de la définition d'une liaison mécanique.

Informatique.

En imagerie informatique, et en particulier en modélisation tridimensionnelle, le fait de connaître le vecteur normal orienté à une facette permet :

En mathématiques, et plus précisément en géométrie, la droite normale à une surface en un point est la droite perpendiculaire au plan tangent en ce point. Tout vecteur directeur de cette droite est appelé vecteur normal à la surface en ce point.

Normála daného "n"−1 dimenzionálního podprostoru v "n"-dimenzionálním prostoru je přímka kolmá na daný podprostor. Vektor určující směr normály se nazývá normálový vektor. V rovinném případě je to vektor kolmý na přímku, v prostorovém případě je to vektor kolmý na rovinu.


Représentation.

Une réaction nucléaire peut être représentée par une équation semblable à celle représentant une réaction chimique. Des désintégrations nucléaires peuvent être représentées d'une manière semblable, mais avec seulement un noyau à gauche.  Chaque particule est écrite avec son symbole chimique, avec son numéro atomique à gauche en bas, et son nombre de masse en haut. Pour le neutron, le symbole est n. Le proton peut être écrit "H" (noyau d'hydrogène) ou "p".  Pour vérifier l'équation, on doit contrôler que les sommes des nombres atomiques soient égales à gauche et à droite (à cause de la loi de conservation de la charge électrique), et que les sommes des nombres de masse soient aussi égales à gauche et à droite (à cause de la loi de conservation du nombre baryonique).  Par exemple : Évidemment, l'équation est correcte.  Elle pourrait aussi être écrite :

Représentation simplifiée.

Si quelques particules paraissent très souvent, on utilise des abréviations. Par exemple, le noyau He (qui s'appelle aussi particule alpha, dans un type de radioactivité) est abrégé avec la lettre grecque "α". Les deutérions (hydrogène lourd, H) sont dénotés simplement "D". Aussi, comme les nombres atomiques sont donnés implicitement par les symboles chimiques, ils peuvent être supprimés quand l'équation a été vérifiée. Finalement, dans beaucoup de réactions, un noyau relativement lourd est frappé par une particule légère d'un petit groupe de particules communes, émettant une autre particule commune, et produisant un autre noyau. Pour ces réactions, la notation peut être beaucoup simplifiée de la manière suivante :  <noyau cible> (particule d'entrée, particule de sortie) <noyau produit>  Par conséquent, on pourrait périphraser l'exemple précédent en introduisant des symboles :  puis, supprimant les nombres atomiques :  et finalement, utilisant la forme condensée :

Conservation de l'énergie.

Il est possible que de l'énergie cinétique soit libérée pendant une réaction (réaction exothermique), ou que de l'énergie cinétique doit être ajoutée pour rendre possible la réaction (réaction endothermique). Pour décider cette question, il faut une table de masse des particules très exacte.  D'après cette table, le noyau Li a une masse atomique de 6,015 unités de masse atomique (abrégé u), le deutéron a 2,014 u, et le noyau He a 4,0026 u. Par conséquent :  Dans une réaction nucléaire, l'énergie relativiste totale est conservée. Par conséquent, la masse perdue doit apparaitre comme énergie cinétique. Utilisant la formule d'Einstein "E = mc", on peut déterminer la quantité d'énergie libérée.  Mais d'abord, il faut calculer l'énergie équivalente à une unité de masse atomique :  Par conséquent, 1 u."c" = 931,5 MeV.  Alors, la quantité d'énergie cinétique produite est 0,0238 × =.  Ou, exprimé d'une manière différente : la masse (au repos) est réduite par 0,3 %.  C'est une grande quantité d'énergie pour une réaction nucléaire ; la quantité est si grande parce que l'énergie de liaison par nucléon du nucléide He est exceptionnellement large (relativement aux réactifs), parce que le noyau de He est doublement magique. Par conséquent, les particules alpha paraissent souvent au côté droit de l'équation (dans les produits).  L'énergie libérée dans une réaction nucléaire peut apparaitre en trois manières différentes :  Si le noyau produit est métastable, cela est indiqué par un astérisque ("*") près de son nombre atomique. Éventuellement, cette énergie est libérée par transmutation nucléaire.  En général, le noyau produit a un numéro atomique différent, et par conséquent, la configuration de ses couches électroniques n'est pas juste. Alors les électrons, en s'arrangeant, émettent aussi des rayons X.

"Q-value".

En écrivant l'équation pour la réaction nucléaire (d'une manière analogue à une équation pour une réaction chimique) on peut ajouter l'énergie de réaction à droite : Pour le cas spécial discuté en haut, nous avons déjà calculé l'énergie de réaction: Q =.  Alors : L'énergie de réaction ("Q-value" en anglais) est positive pour les réactions exothermiques et négative pour les réactions endothermiques. D'une part, elle est la différence entre les sommes des énergies cinétiques à droite et à gauche. Mais d'autre part, elle est aussi la différence entre les masses de repos nucléaires à gauche et à droite (et de cette manière, nous avons calculé la valeur en haut).

Taux de réaction.

Le nombre formula_2 de réactions par unité de temps dans un volume formula_3 est donné par :  où : Dans le cas où le flux et la section efficace macroscopique sont uniformes dans le volume V, il est alors possible de simplifier l'équation ci-dessus de la façon suivante:

Le Soleil.

Le Soleil est un énorme réacteur thermonucléaire auto-entretenu. Pour l'instant, aucune dérive n'est à craindre, cette réaction explosive est contenue par la force gravitationnelle.

Une réaction nucléaire est une transformation d'un ou plusieurs noyaux atomiques. Elle se distingue d'une réaction chimique, qui ne concerne que les électrons ou les liaisons entre les atomes. La réaction chimique conserve les éléments, alors que la réaction nucléaire transforme un élément en un autre.

Jaderná reakce je radioaktivní přeměna atomových jader vyvolaná působením jiného jádra nebo částice (včetně fotonu). Nejčastěji se jedná o štěpnou reakci, kdy se jádro atomu štěpí po vniknutí subatomární částice (obvykle neutronu), nebo jadernou fúzi, kdy se spojují jádra lehčích prvků.


Organes vestigiaux.

Les structures vestigiales sont des structures anatomiques d'un organisme d'une espèce qui sont considérées avoir perdu la plupart de leurs fonctions originelles au cours de l'évolution. Ces structures sont typiquement dans un état, forme ou condition dégénéré, atrophié, ou rudimentaire. Une structure vestigiale est souvent appelée « organe vestigial », bien que toutes les structures vestigiales ne sont pas toujours effectivement un organe.  Bien que les structures appelées communément « vestigiales » tendent à être largement ou entièrement non fonctionnelles, une structure vestigiale n'est pas obligatoirement sans aucune fonction pour l'organisme. Les structures vestigiales ont perdu leur but principal originel, mais elles peuvent avoir une fonctionnalité amoindrie, ou en avoir développé une entièrement nouvelle. Ainsi, une aile vestigiale n'a pas seulement besoin d'être inutilisable pour le vol pour être vestigiale : elle peut tout de même servir à d'autres usages que ceux d'une aile, par exemple celui de balancier pour la course comme pour les autruches.  Les restes d'ailes repliées des kiwis, ou les restes d'yeux et d'orbites chez les poissons cavernicoles sont des structures « pleinement vestigiales », car elles n'ont, pour ainsi dire, pratiquement plus aucune « utilité » pour l'organisme.

Histoire.

Les structures vestigiales ont été remarquées depuis très longtemps, et les raisons de leur existence ont été les sujets de longues spéculations. Au avant Jésus-Christ, Aristote fut l'un des premiers écrivains à commenter, dans son "Histoire des animaux", les yeux vestigiaux des taupes, les appelant « stoppés dans leur développement ». Cependant, c'est seulement dans les derniers siècles que les vestiges anatomiques sont devenus un sujet d'études sérieuses. En 1798, Étienne Geoffroy Saint-Hilaire nota à propos des structures vestigiales : Son collègue, Jean-Baptiste de Lamarck, cita un certain nombre de structures vestigiales dans son livre de 1809 "Philosophie Zoologique". Lamarck nota que les rats taupes aveugles de « Olivier, qui vit sous terre, et qui n'est apparemment pas exposé à la lumière du jour, encore moins que la taupe, a simplement perdu l'usage de la vue : au point qu'il ne montre plus que des vestiges de cet organe ».  Charles Darwin était très familier avec le concept de structures vestigiales, bien que le terme n'existât pas à son époque. Il fit une liste d'un certain nombre d'entre elles dans "la filiation de l'homme", en y incluant les muscles intrinsèques de l'oreille externe, les dents de sagesse, l'appendice, le coccyx, les poils corporels, et la membrane nictitante dans le coin de l'œil humain. Darwin nota aussi dans "L'Origine des espèces", qu'une structure vestigiale peut être inutile dans sa fonction primaire, mais peut conserver un rôle anatomique secondaire : « Un organe servant deux usages, peut devenir rudimentaire ou très avorté pour l'un, même le plus important des usages, et demeurer parfaitement efficient pour l'autre... Un organe peut devenir rudimentaire pour son usage propre, et être utilisé pour un objectif distinct. »  En 1893, l'anatomiste allemand Robert Wiedersheim (1848-1923) publia une liste de 86 organes humains qui ont, selon ses mots, « perdu leur signification originale et physiologique ». Théorisant qu'ils étaient des vestiges de l'évolution, il les appela « vestigiaux ». Depuis, la fonction de certaines de ces structures a été découverte, alors que d'autres vestiges anatomiques ont été mis au jour, faisant principalement de la liste un sujet d'intérêt en tant qu'enregistrement de la connaissance de l'anatomie humaine du moment. Des versions plus tardives de la liste de Wiedersheim ont fourni jusqu'à 180 « organes vestigiaux » humains. C'est pourquoi le zoologiste Newman déclara dans le "Scopes Monkey Trial" que « Il y a, selon Wiedersheim, pas moins de 180 structures vestigiales dans le corps humain, ce qui est suffisant pour faire d'un homme un véritable musée d'antiquités ambulant ».

Indices de l'évolution.

Les structures vestigiales sont souvent homologues aux structures qui sont fonctionnelles chez d'autres espèces. De ce fait, les structures vestigiales peuvent être considérées comme des preuves de l'évolution, le processus par lequel des caractères bénéfiques héritables apparaissent dans une population au cours d'une longue période de temps. L'existence des organes vestigiaux peut être attribuée aux changements dans l'environnement et dans les comportements de l'organisme en question. Alors que la fonction de la structure n'est plus bénéfique à la survie, la probabilité que la descendance future hérite la forme « normale » de la structure diminue.  Les versions vestigiales de la structure peuvent être comparées avec la version originale de la structure dans d'autres espèces afin de déterminer l'homologie de la structure vestigiale. Des structures homologues indiquent un ancêtre commun avec les organismes ayant une version fonctionnelle de la structure.

Exemples.

Chez les animaux.

Chez la baleine et les autres cétacés, on peut trouver de petits os de pattes vestigiales enchâssés profondément au sein du dos du corps. Ce sont les reliques des pattes de leurs ancêtres terrestres. Chez les siréniens (lamantin), le même phénomène est observé. Les reptiles sont des ovipares amniotes. Au cours de l'évolution, les mammifères sont toujours des amniotes. La conservation de l'amnios est bénéfique, car il permet de protéger l'embryon des chocs et de la déshydratation. C'est aussi une adaptation de la vie aquatique à la vie terrestre.

Chez les humains.

Bien que la liste des structures vestigiales humaines est maintenant restée plus ou moins la même, l'utilité relative de certaines structures de la liste est sujet à débat. Ci-dessous sont données certaines des structures souvent incluses dans cette liste :  L’appendice est un vestige du cæcum, un organe accueillant une flore microbienne massive servant à digérer la cellulose pour les ancêtres herbivores des humains. Des organes analogues chez d'autres animaux similaires aux humains continuent à exercer cette fonction, alors que d'autres animaux mangeurs de viande sont susceptibles d'avoir des appendices diminués de manière similaire. Cependant cette qualification est remise en cause par des chercheurs du Centre médical de l’université Duke (Durham, Caroline du Nord, États-Unis) qui expliquent que le rôle de l'appendice est fondamental dans la survie de l'espèce car il sert d'abri à des bactéries assurant le bon fonctionnement de l'appareil digestif et empêchant l'installation de bactéries pathogènes en cas d'indigestion suivie de diarrhée. Cet organe aurait donc toute son utilité chez les populations des pays en voie de développement fréquemment sujets à ce genre de pathologies. Par ailleurs, l'appendice produit une partie des immunoglobulines de notre organisme.  Le coccyx est le vestige de la queue (appendice caudal) ayant été perdue chez l'homme. Il y a de petits muscles qui y sont attachés, ils sont eux-mêmes vestigiaux. Le Pli semi-lunaire de la conjonctive (petit morceau de tissu dans le coin de l'œil) est le vestige de la membrane nictitante de certains vertébrés (troisième paupière reptilienne).  Organe vestigial des griffes reptiliennes, les ongles ont un rôle certes réduit par rapport aux antiques griffes, mais ne sont pas moins fonctionnels.

Controverses.

L'inutilité des organes vestigiaux reste débattue. Il n'est pas évident de déterminer si ces organes ne sont que des reliques d'anciens organes fonctionnels ou s'ils ont un rôle, même discret, dans le fonctionnement de l'organisme. D'un point de vue scientifique, il est de plus difficile de déclarer certains organes comme inutiles, un manque de connaissance pouvant être à l'origine d'une non-compréhension du rôle de l'organe. Certains créationnistes s'emparent de cette idée puisque, selon eux, Dieu a donné à chaque organisme ses organes pour une raison et un usage spécifiques.  S.R. Scadding (lui-même évolutionniste) du département de zoologie de l’université de Guelph affirmait : « Au fur et à mesure de l'augmentation de nos connaissances, la liste des structures vestigiales a diminué. Wiedersheim pouvait en répertorier environ 100 chez l’humain, les auteurs récents en décrivent habituellement 4 ou 5. Même cette courte liste de structures vestigiales chez l’humain est discutable. »  « Puisqu'il est impossible d'identifier sans ambiguïté les structures inutiles et puisque la structure de l'argumentation utilisée n'est pas valide scientifiquement, j'en conclus que les "organes atrophiés" ne constituent pas une preuve pour la théorie de l'évolution. »  "A contrario", on peut légitimement penser que l'acquisition ou la conservation d'une seconde fonction chez ces organes vestigiaux est un indice d'une adaptation des espèces et, partant, de leur évolution.  Le tout est de comprendre ce qu'on identifie comme structures vestigiales, ce qui montre l'ambiguïté de cette notion. Les structures (identifiées comme) vestigiales sont des indices d'un processus évolutionniste "si" elles sont comparées aux structures homologues des espèces apparentées qui ont un développement différent, ainsi que la comparaison avec les lignées éteintes. C'est dans cette perspective que cette notion a sa pertinence.

Une structure vestigiale désigne un caractère anatomique, physiologique, moléculaire ou comportemental dont la fonction initiale a été perdue totalement ou en partie au cours de l'évolution en biologie évolutive du développement (structure anatomique de l'organisaton d'une espèce).

Rudiment (z latinského "rudimentum" – první pokus, počátek) je označení, které je používáno pro vlastnosti nebo zakrnělé orgány obvykle již organismem nepoužívané, které však byly efektivní u nižšího vývojového stupně organismu. V případě, pokud je vlastnost nebo znak u druhu překonán a vývojem vymizí, ale u některého z jedinců se opět objeví, používá se pro tento jev také termín atavismus.


Définitions.

L'épithète "relique" vient du latin "reliquiae", les restes, les survivants, du verbe "relinquere", laisser derrière soi.  Une espèce relique est une espèce presque éteinte, d'origine ancienne, qui ne se rencontre que dans une aire limitée (George 1970). Il s'agit d'une espèce endémique d'une petite région, seul reste d'une aire de répartition beaucoup plus vaste de l'espèce, ou d'un groupe d'espèces proches, dans des temps plus anciens.  On parle plutôt de « population relique » lorsque ce n'est pas l'espèce en elle-même, mais seulement une population de cette espèce qui se retrouve isolée des zones auxquelles cette espèce est rattachée, généralement pour des raisons de modifications climatiques.  Il peut éventuellement s'agir d'une espèce présentant des caractères archaïques et qui se trouve comme isolée dans la classification des êtres vivants (Thinès-Lemp. 1975). Dans ce cas, le terme d'espèce relique est considéré préférable à l'appellation de créée par Darwin, car ces animaux ont considérablement évolué depuis les espèces fossiles auxquelles ils ressemblent superficiellement. On préfère aussi utiliser dans ce cas les termes d'« espèce panchronique » ou de « taxon relique ».

Cas de la flore.

Parmi les espèces endémiques ayant une aire de répartition restreinte, certaines sont des espèces reliques, car leur aire de répartition passée a été beaucoup plus étendue. Cette rétraction résulte de divers changements du climat, en particulier les intenses oscillations climatiques du Pléistocène. Ces espèces reliques, particulièrement nombreuses chez les végétaux, participent pour une bonne partie de l'endémisme actuel.  Pour les régions tempérées par exemple, plusieurs cas de figure sont possibles :  Dans le Paléarctique occidental, certaines zones géographiques, qui ont été des refuges glaciaires pendant le Pléistocène pour les espèces de climat tempéré, ont une biodiversité plus grande que le reste de l'Europe, parce qu'elles comportent un grand nombre d'espèces reliques qui ont disparu de la forêt tempérée d'Europe durant les glaciations et qui n'ont pas encore réussi à la reconquérir malgré un climat aujourd'hui redevenu favorable pour elles en Europe depuis le début de l'Holocène. Ces zones sont notamment les montagnes des Balkans, l'Anatolie et le Caucase. À l'échelle plus large de tout le Paléarctique (l'Eurasie tempérée), la zone refuge la plus importante pour la forêt tempérée se situe sur les contreforts méridionaux et orientaux de l'Himalaya et les montagnes du sud de la Chine, où la biodiversité des forêts tempérées, en altitude, est la plus élevée dans le monde, et encore partiellement représentative de ce que furent les forêts tempérées d'Eurasie avant les glaciations du Pléistocène qui ont fortement diminué leur biodiversité. Les montagnes du Mexique constituent un refuge du même type pour la forêt tempérée du Néarctique (l'Amérique du Nord), avec aussi une biodiversité restée très riche.  Certaines espèces reliques peuvent avoir des origines beaucoup plus anciennes, comme les araucarias dans l'hémisphère Sud, derniers représentants d'un genre fortement représenté dans les vastes forêts qui couvraient le Gondwana, dont faisaient partie l'Antarctique. C'est aussi le cas de "Gingko biloba" en Chine, relique d'un genre remontant à l'ère Primaire et qui a connu une vaste répartition dans tout l'hémisphère Nord durant l'ère Secondaire et une grande partie de l'ère Tertiaire.

Cas de la faune.

Chez les animaux, on peut trouver des espèces reliques dans tous les groupes, mais elles sont plus nombreuses chez les groupes d'animaux qui ont de faibles capacités de déplacement et de recolonisation.  Chez les amphibiens, un certain nombre d'urodèles endémiques d'Europe du Sud par exemple, sont pour la plupart des espèces reliques, derniers représentants de la grande diversité d'urodèles qui peuplaient les forêts tempérées européennes durant l'ère Tertiaire. Les urodèles ont été décimés par les glaciations du Pléistocène. Parmi les espèces qui ont survécu, un bon nombre sont restées confinées dans des aires restreintes et n'ont pas eu le temps de recoloniser l'Europe durant l'Holocène. Ces espèces ne sont pas issues d'une évolution locale, mais sont bien les reliques de clades d'urodèles qui furent beaucoup plus répandus et diversifiés dans un passé lointain. En effet, beaucoup de ces espèces sont très divergentes phylogénétiquement et ont leurs plus proches parents actuels souvent à de grandes distances géographiques, parfois sur d'autres continents. On peut citer les deux salamandrines à lunettes d'Italie qui appartiennent à la branche la plus séparée génétiquement dans la famille des Salamandridae, le chioglosse portugais isolé dans le nord-ouest de la péninsule Ibérique et dont le plus proche parent actuel est "Mertensiella caucasica" qui est lui aussi isolé, mais pas plus près que dans le Caucase, le pleurodèle de Waltl dont les parents les plus proches sont les "Tylototriton" et les "Echinotriton" d'Asie orientale. Chez les Proteidae, il y a le célèbre protée anguillard dans les Balkans, alors que les seuls autres représentants de la famille sont les nectures d'Amérique du Nord, preuve que la famille a été répandue dans tout l'hémisphère Nord. On peut dire la même chose pour les spélerpès européens, qui ont des aires de distribution extrêmement petites, dans les Alpes ligures, en Sardaigne et en Italie, alors qu'on ne trouve d'autres représentants de leur famille, les Plethodontidae, en Amérique et en Corée.  En Amazonie, la plus forte biodiversité d'amphibiens, comme pour les végétaux, se trouve dans le haut bassin amazonien, c'est-à-dire dans la partie péruvienne et équatorienne et à l’extrême ouest du Brésil, car c'est là que la forêt équatoriale a perduré durant les périodes glaciaires qui ont surtout été des périodes d'assèchement pour la zone intertropicale, ayant fortement réduit la forêt amazonienne à des poches dans cette zone.

En biologie, une espèce relique est une espèce dont l'aire de répartition est très limitée en comparaison de sa dimension dans des temps plus anciens, ou qui témoigne d'un taxon plus diversifié et répandu dans le passé lointain.

Relikt je druh rostliny nebo živočicha, který se zachoval na malém izolovaném území, zvaném refugium, jako pozůstatek dřívějšího velkého rozšíření. Rozšíření některých reliktů může být endemické, tj. nevyskytují se nikde jinde. Jako relikt může být označován i druh vývojově starých organismů, které přežily do současnosti, zatímco příbuzné druhy vyhynuly (viz živoucí fosílie).


Origine botanique.

L'amidon se trouve dans les organes de réserves de nombreuses plantes :  On trouve aussi de l'amidon dans les organes photosynthétiques de plantes, notamment au niveau des feuilles. Il est alors qualifié d'amidon transitoire, puisqu'il est synthétisé pendant la journée (lorsque la photosynthèse est active) et dégradé pendant la nuit pour fournir les autres organes en carbone et énergie.

Structure de l'amidon.

L'amidon est un mélange de deux homopolymères, l'amylose et l'amylopectine composés d'unités D-anhydroglucopyranose (AGU) qui appartiennent à la famille des polysaccharides (ou polyosides) de formule chimique générale (CHO). Les unités AGU sont liées entre elles par des liaisons α (1-4), en général caractéristiques des polyosides de réserve (à l'exception de l'inuline) et des liaisons α (1-6) qui sont à l'origine de ramifications dans la structure de la molécule. Ces deux homopolymères, qui diffèrent par leur degré de branchement et leur degré de polymérisation sont :  Le ratio entre l'amylose et l'amylopectine dépend de la source botanique de l'amidon. Parfois, il y a aussi présence de phytoglycogène (entre 0 et 20 % de l'amidon), un analogue de l'amylopectine mais ramifié tous les 10 à 15 résidus glucose.

Biosynthèse.

Les plantes produisent l'amidon en convertissant d'abord le glucose-1-phosphate en ADP-glucose grâce à l'enzyme glucose-1-phosphate adenylyltransferase. L'enzyme synthase de l'amidon ajoute ensuite l'ADP-Glucose à une chaîne en croissance d'unités AGU via les liaisons α (1-4), libérant de l'ADP et créant l'amylose. L'enzyme de branchement de l'amidon crée des liaisons α (1-6) entre ces chaînes, créant la molécule d'amylopectine. Plusieurs formes de ces enzymes existent, ce qui rend la biosynthèse de l'amidon extrêmement complexe.

Structure supramoléculaire.

Le grain d'amidon se présente sous forme de granules semi-cristallins : l'amylopectine est organisée en feuillets et forme ainsi la zone cristalline, tandis que l'amylose forme une zone amorphe entre les différents feuillets.

Propriétés chimiques.

L'amidon est insoluble dans les solvants aqueux dans des conditions normales de température et de pression. Des traitements acides, basiques ou la sonication permettent toutefois de pallier cela mais sont en réalité destructeurs pour les molécules de l'amidon. Dans le cas des solvants organiques, l'amidon est soluble dans le diméthylsulfoxyde dans des conditions douces; l'ajout de sel (bromure de lithium ou chlorure de lithium) permet d'empêcher la rétrogradation de l'amylose, phénomène durant lequel les molécules d'amylose tendent à se rassembler dans des zones amorphes en suspension.  En suspension dans l'eau, on obtient du lait d'amidon, suspension instable mais qui, chauffée à, devient visqueuse et translucide, entamant le processus de gélatinisation de l'amidon qui forme un empois.  Au contact d'une solution iodo-iodurée, un amidon contenant de l'amylose prendra une teinte violette par complexation des ions.  L'amidon ne peut pas réduire la liqueur de Fehling, car sa fonction aldéhyde (R–CHO) réductrice est « masquée » en acétal (RO-CH-RO).  La molécule seule d'amylose s'organise en une hélice droite à six glucoses par tour.

Digestion de l'amidon.

Lors de la digestion, les molécules d'amidon se dissocient en chaînes glucanes linéaires, elles-mêmes dissociées en glucoses simples et assimilables par le système digestif. Les amylases, présentes dans la salive ainsi que dans le suc pancréatique, permettent l'hydrolyse de l'amidon en dextrines (dont l'isomaltose), maltose (un diholoside) et glucose (un ose). Par la suite dans l'intestin, dextrines et du maltose finissent par hydrolyse en glucose, sous l'action de deux enzymes : la maltase et l'isomaltase.  La digestion est d'autant plus rapide que la proportion d'amylopectine est importante et celle d'amylose faible dans l'amidon digéré. En effet, la formation hélicoïdale de l'amylose ne favorise pas l'accessibilité des enzymes. L'utilisation dans l'industrie agroalimentaire d'amidons à fort taux d'amylose permet ainsi de produire des aliments à faible indice glycémique, qui ne favorisent pas le diabète.

Une molécule de réserve d'énergie.

Pour le végétal, l'amidon est une réserve d'énergie chimique et de nutriment, nécessaire pour survivre à la mauvaise saison (sèche ou froide). Il permet de stocker des nutriments glucidiques dans les cellules, sans les dissoudre dans l'eau. En effet, la présence de glucides simples augmente le potentiel osmotique interne des cellules ce qui nécessite une grande quantité d'eau. L'amidon est une forme de réserve de glucides qui permet d'économiser l'eau. Dans les cellules, il se présente sous forme de grains visibles au microscope : les amyloplastes. L'amidon est également une des ressources caloriques principales pour l'espèce humaine, car il est le constituant principal des céréales (riz, maïs, blé, sorgho, etc.) et de la pomme de terre. Au contraire des glucides simples faciles à digérer, l'amidon, du fait de sa structure complexe, rend le travail enzymatique plus difficile lors de la digestion : se distinguent ainsi les glucides rapides des glucides lents. Un sucre lent est un sucre complexe polysaccharide qui serait plus difficile à décomposer que les sucres simples mono- ou disaccharides. Si cette conception glucides rapides / glucides lents est souvent utilisée dans le langage courant, elle est aujourd’hui considérée comme non pertinente par la médecine, qui préfère classer les glucides d'un point de vue diététique selon leur indice glycémique. Cependant chez l'animal, l'amidon ne peut être stocké, les réserves sont essentiellement des lipides, qui proviennent surtout du métabolisme des glucides.  À noter que chez les plantes de la famille des Astéracées (anciennement "Composées") et chez les animaux, la molécule de réserve n'est pas l'amidon, mais respectivement l'inuline et le glycogène.

Utilisations industrielles.

Les débouchés industriels sont essentiellement l'agroalimentaire à travers l'industrie des boissons, confiseries, boulangeries, l'industrie chimique qui l'utilise dans les procédés de fermentation pour la production de bioéthanol, les traitements de surface, la formulation de colles, l'encapsulation de produits pharmaceutiques, les cosmétiques, la papeterie et les matières plastiques biodégradables. L'empois d'amidon était aussi utilisé autrefois, pour l'empesage des vêtements. L'amidon de pomme de terre est également utilisé comme excipient dans divers médications sous forme comprimées.  L'amidon issu de céréales est utilisé pour produire des édulcorants, tels que le sirop d'orge malté, le sirop de maïs, le sirop de riz brun ou encore le sirop de maïs à haute teneur en fructose.  L'amidon, principalement extrait de la pomme de terre, est souvent transformé à des fins industrielles et peut subir différentes modifications :

Liste des amidons modifiés.

Les amidons dits « modifiés » (autorisés ou en cours d'examen de demande d'autorisation en Europe) sont repris par le « "Système international de numérotation des additifs alimentaires" » (SIN) : Un amidon dit "résistant" est (Avis ANSES, 2011)

Articles connexes.

Au contraire des glucides simples qui sont faciles à digérer, l'amidon, du fait de sa structure complexe, rend le travail enzymatique plus difficile lors de la digestion: on distingue ainsi les glucides rapides des glucides lents. Un sucre lent est un sucre complexe polysaccharide qui serait plus difficile à décomposer que les sucres simples mono- ou disaccharides. Si cette conception glucides rapides / glucides lents est souvent utilisée dans le langage courant, elle est aujourd’hui considérée comme non pertinente par la médecine, qui préfère classer les glucides d'un point de vue diététique selon leur indice glycémique45. Cfr Wikipedia, verbo "sucre"

L'amidon (du latin "amylum", non moulu) est un glucide (sucre) complexe (polysaccharide ou polyoside) composé de chaînes de molécules de D-glucose (sucre simple). Il s'agit d'une molécule de réserve pour les végétaux supérieurs et un élément courant de l'alimentation humaine.

Škrob ("amylum") je makromolekulární látka (konkrétně směs polysacharidů glukanů) syntetizovaná rostlinami. Je to bílý prášek bez chuti a vůně, nerozpustný ve studené vodě. Jedná se o konečný produkt fotosyntézy rostlin.