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Enseignement scientifique 1re

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ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE


2
L’origine de l’énergie métabolique : l’alimentation




Doc. 3
Le métabolisme de base

Même lorsque nous sommes au repos, le fonctionnement des organes (cerveau, intestin, cœur, etc.) consomme de l’énergie. Les résultats de mesures par calorimétrie directe et indirecte concordent : sur une journée, au repos, un adulte moyen (170 cm, 70 kg) a une dépense énergétique d’environ 1 400 kcal : on parle de métabolisme de base.

Questions

1. Doc. 1 et 2 Expliquez le principe de la calorimétrie indirecte.


2. Doc. 1 à 3 Quelle est la valeur de l’énergie consommée en une journée, pour un individu adulte au repos complet ?


3. Doc. 4 Calculez la dépense énergétique d’un adulte ayant couru 1 heure à 8 km·h‑1 et d’un autre adulte ayant marché lentement pendant 2 heures.


4. Doc. 5 Calculez l’énergie d’un plat composé de 100 g de spaghettis (avant cuisson), 50 g de sauce bolognaise et 25 g d’emmental.


5. Doc. 4 et 5 Combien de temps faudrait-il courir à 8 km·h‑1 pour que l’énergie dépensée par la course soit équivalente à l’énergie contenue dans ce plat ?


6. Synthèse Expliquez par un schéma la notion de balance énergétique.
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Ressource complémentaire

Cliquez ici pour retrouver une vidéo sur la mesure par calorimétrie indirecte.


Doc. 2
La calorimétrie indirecte

L’oxydation respiratoire des aliments

La calorimétrie indirecte consiste à mesurer le dioxygène consommé à chaque ventilation, en comparant le volume d’O2 inspiré et celui expiré. Cette mesure est ensuite utilisée pour calculer la dépense énergétique lors d’activités diverses, ce qui n’aurait pas été possible par calorimétrie directe (voir activité 1).
Sebastian Giovinco, footballeur italien, s’entraînant avec un dispositif de calorimétrie ambulante.

Vocabulaire

Dépense énergétique : énergie dépensée par un individu en 24 heures.


Doc. 5
Les apports énergétiques

Valeurs nutritionnelles des spaghettis
Valeurs nutritionnelles de l'emmental râpé
Valeurs nutritionnelles de la sauce bolognaise
Valeurs nutritionnelles de trois produits industriels. a Spaghettis b Emmental râpé c Sauce bolognaise. 1 kcal == 4,184 kJ.

Doc. 4
L’activité physique

Pendant une activité physique, les muscles produisent un travail mécanique (mouvement), ainsi que de la chaleur. Pour calculer la dépense énergétique d’une personne sur une journée, cette énergie doit être prise en compte : on ajoute à la valeur du métabolisme de base la puissance de l’exercice multipliée par sa durée en secondes.

Type d’activité Repos couché Posture debout Marche lente Footing (8 km·h‑1) Sport collectif Danse Course rapide (16 km·h‑1)
Puissance supplémentaire (W)
0 83 216 500 520 630 1 000
Puissance supplémentaire pour différentes activités physiques.

Ressource complémentaire

Cliquez ici et pour déterminer la valeur nutritionnelle de vos repas.


Le maintien d’une température corporelle constante nécessite un équilibre entre la thermolyse et la thermogenèse. Si la thermolyse se produit spontanément, il n’en va pas de même pour la thermogenèse : l’énergie ne pouvant être créée, elle est donc convertie d’une forme à une autre.

➜ D’où provient l’énergie nécessaire à la thermogenèse ?


Doc. 1
L’oxydation respiratoire des aliments

L’oxydation respiratoire des aliments

L’énergie dépensée par le corps, qu’elle corresponde à un travail musculaire, à l’activité des organes ou à la thermogenèse, provient de la respiration cellulaire. Chaque joule d’énergie libérée correspond donc aussi à une consommation de dioxygène. Cette équivalence est appelée coefficient thermique du dioxygène. Il diffère légèrement selon le type de nutriment utilisé mais, en moyenne, on peut considérer qu’un litre d’O2 consommé correspond à la libération de 4,8 kcal.

Ressource complémentaire

Cliquez ici pour retrouver une vidéo sur la découverte historique de la respiration par Lavoisier.


Doc. 6
La balance énergétique

Lorsque l’énergie consommée dans l’alimentation est supérieure à l’énergie dépensée, l’énergie non dépensée est stockée sous forme de graisse dans le tissu adipeux : cela entraîne une augmentation de la masse corporelle et peut à long terme conduire à l’obésité. À l’inverse, lorsque les apports nutritionnels sont inférieurs à la dépense énergétique (métabolisme de base + activité physique), les réserves de graisse sont consommées : cela entraîne une diminution de la masse corporelle.

La balance énergétique
super size me
Super Size Me (2004). Le réalisateur a expérimenté un régime exclusivement à base de fast-food, sous la surveillance de médecins.

Doc. 7
Apports de référence

Nutriment ou énergie Apports de référence
Lipides
70 g
Glucides
260 g
dont sucres
90 g
Protéines
50 g
Énergie
8 400 kJ == 2 000 kcal
Apports de référence en énergie et en nutriments pour un adulte moyen (170 cm, 70 kg).

Ce que j’ai déjà vu

  • Les différentes formes d’énergie et les conversions
  • La respiration cellulaire
  • La notion de puissance
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