La production d'énergie par les transformations biochimiques des aliments

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Fiches
Classe(s) : 1re ST2S | Thème(s) : L'analyse des besoins énergétiques pour une alimentation réfléchie

A L’aspect énergétique des transformations biochimiques

1 gramme de glucides ou de protéines apporte 4 kilocalories à l’organisme alors qu’1 gramme de lipides apporte 9 kilocalories.

L’alimentation humaine doit couvrir les besoins en énergie du corps, qui dépend beaucoup de l’activité physique :

les glucides doivent couvrir une plage large allant de 40 à 55 % des calories selon l’activité physique, en prenant ces glucides dans les légumes, les légumineuses, les fruits, les tubercules et les produits céréaliers peu transformés ;

les lipides doivent apporter de 30 à 40 % des calories totales ;

les protéines peuvent contribuer pour 15 à 30 % des calories avec au moins la moitié de protéines végétales.

La valeur calorique d’un aliment est déterminée en fonction de sa composition. Ainsi, 100 grammes de lait demi-écrémé apportent : 3,3 g de protéines, soit 13,2 kcal (3,3 × 4) ; 1,5 g de lipides, soit 13,5 kcal (1,5 × 9) ; 4,5 g de glucides, soit 18 kcal (4,5 × 4). L’apport calorique de 100 grammes de lait est la somme des trois : 13,2 + 13,5 + 18 = 44,7 kcal soit 187 kJ.

B La transformation du glucose dans l’organisme

Dans le corps humain, en milieu aérobie, le glucose va former de l’eau, du dioxyde de carbone ainsi que de l’énergie : C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O. En milieu anaérobie le glucose va former du dioxyde de carbone, de l’acide pyruvique qui pourra être transformé en acide lactique, et beaucoup moins d’énergie qu’en milieu aérobie : C6H12O6 → 2 C3H4O3 + résidu organique.

Définitions

Milieu aérobie : milieu qui contient du dioxygène.

Milieu anaérobie : milieu qui ne contient pas de dioxygène.

Les sportifs ont des besoins énergétiques importants : ils doivent brûler dans les muscles beaucoup de glucose, ce qui nécessite un volume de dioxygène élevé. Cela explique qu’ils aient une demande en dioxygène élevée.

Une combustion correspond à l’oxydation d’un combustible (substance capable de brûler) en présence d’un autre réactif (comburant) avec production de chaleur, de rayonnement et formation de dioxyde de carbone et d’eau si la combustion est complète.

Pour le glucose, la transformation conduit à la même équation que dans le corps humain en aérobie : C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O, ainsi on dit que le corps brûle le glucose.

Pour l’acide pyruvique, la transformation est modélisée par : 2 C3H4O3 + 5 O2 → 6 CO2 + 4 H2O.

C La réaction d’hydrolyse

Une réaction d’hydrolyse consiste en la coupure d’une molécule sous l’action de l’eau.

Dans le cas du lactose (glucide présent dans le lait) de formule chimique C12H22O11, l’hydrolyse conduit à la formation de glucose et de galactose selon la réaction : C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6. Les deux oses produits ont la même formule brute.

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