Nature du vivant/Exercices/La composition chimique des êtres vivants

À Vostok, sous 3 768 mètres de glace, des images satellitales ont révélé l'existence d'un lac d'eau liquide, qui suscite l'intérêt des scientifiques : il pourrait contenir des formes de vie inconnues à ce jour. Les conditions qui y règnent sont extrêmes : froid, infime teneur en nutriments… En 2013, les chercheurs ont prévlevés des échantillons de l’eau du lac, congelée au contact de son plafond de glace.

Problématique

À partir de l'étude des documents, déterminer la présence ou non de vie dans le lac de Vostok, en déduire la composition chimique des êtres vivants sur Terre.

Documents

Doc. n^o 1 : Structure et composition chimique d'une molécule détectée dans la glace du lac Vostok

Les atomes d'hydrogène ne sont pas représentés. L'analyse chimique de la glace du lac Vostok a révélé la présence de plus de 3 500 molécules différentes, appelées acides nucléiques. Ces molécules sont constituées de 20 000 atomes en moyenne.

Annexe du doc. n^o 1
Composition atomique de l'échantillon (en %)

Carbone (C)	Hydrogène (H)	Oxygène (O)	Azote (N)	Phosphore (P)
30	37	18	12	3

Doc. n^o 2 : Composition en éléments chimiques principaux et teneur en eau de différents objets

La proposition des différents éléments chimiques a été étudiée sur la matière sèche, c'est-à-dire débarrassée de son eau. Les chiffres indiqués correspondent à des pourcentages en masse.

Annexe du doc. n^o 2

Terre		Atmosphère		Calcaire		Salmonelle (bacterie)		Humain		Blé
Fer (Fe)	35	Azote (N)	78	Oxygène (O)	59	Carbone (C)	50	Oxygène (O)	65	Oxygène (O)	64
Oxygène (O)	30	Oxygène (O)	21	Calcium (Ca)	16	Oxygène (O)	20	Carbone (C)	18	Carbone (C)	24
Silicium (Si)	15	Argon (Ar)	1	Carbone (C)	16	Azote (N)	14	Hydrogène (H)	10	Hydrogène (H)	9
Magnésium (Mg)	13	Carbone (C)	< 1	Silicium (Si)	4	Hydrogène (H)	8	Azote (N)	3	Azote (N)	< 1
Nickel (Ni)	2	Hydrogène (H)	< 1	Magnésium (Mg)	1	Phosphore (P)	3	Calcium (Ca)	2	Silicium (Si)	< 1
Autres : hydrogène (H), phosphore (P), sodium (Na), …	< 1	Autres : néon (Ne), hélium (He), krypton (Kr)	< 1	Autres : fer (Fe), potassium (K), aluminium (Al)	< 1	Soufre (S)	< 1	Phosphore (P)	< 1	Phospohre (P)	< 1
Teneur en eau	0,04	Teneur en eau	< 5	Teneur en eau	< 5	Teneur en eau	70	Teneur en eau	60	Teneur en eau	79

Doc. n^o 3 : Qu'est-ce qu'une molécule organique ?

Le monde vivant compte une immense diversité de molécules différentes construites à partir d'un très petit nombre d'éléments chimiques disponibles sur le globe terrestre. Ces molécules partagent des caractéristiques communes et sont appelées « molécules organiques ». Elles peuvent aussi se trouver dans des objets inertes (météorites par exemple), mais, d'une part, elles y sont en très petite quantité et, d'autre part, elles y sont de petite taille (une dizaine ou quelques dizaines d'atomes au plus). Seuls les êtres vivants peuvent construire des molécules organiques de très grande taille. Ces molécules sont qualifiées de « macromolécules ».