M7 : Le fait alimentaire Chapitre 1 : Les aliments et l’alimentation TP1 : Le yaourt Les bactéries du yaourt Introduction I / Les catégories d’aliments: Etude comparative d’étiquette de différents aliments :Huile, barre céréalière , lait, pois cassé…. I.1 les aliments simples : Une seule sorte de nutriment (huile, eau, fécule….) I. 2 Les amilents composés : Riches en glucide rapide Riche en glucides lents Riches en lipide Riches en protides I.3 La valeur énergétique des aliments est fonction des nutriments Trouver la correspondance KJ, Kcal TP2 : Les constituants de la matière vivante.1 Mise en évidence des réactifs caractérisant les constituants chimiques biuret, liqueur de Fehling, eau iodée, dénaturation par l’HCl, rouge soudan. TP3 : Les constituants de la matière vivante.2 Retrouver les constituants du lait à l’aide des réactifs. ( TP noté) TP 4 : La transformation des produits alimentaires.Ex : le vin Séance1. : Visite de la cave de micro-vinification Qu’est-ce que de la microvinification ? Comment le mout se transforme en vin Sucre Alcool Eau Eau Fiche de suivi de fermentation (température, densité) Les levures Les tanins La différence entre vin blanc et vin rouge … Séance 2 :TP/TD fermentation I / Les actrice de la fermentation : Les levures Levures au microscope Cellule eucaryote, champignon, paroi chitineuse, noyau, mb , cytoplasme, mitochondrie, vacuole. La multiplication des levures : bourgeonnement, sporulation (phase de conservation) II/ La fermentation alcoolique : Dispositif expérimental Identification des produits et des réactifs ( eau de chaux : CO, Ethylotest, Alcool, bandelette de glucose au début et en fin) Analyse des courbes de CO2, O2, éthanol, Glucose…. On caractérise la respiration (au début de l’expérience) et la fermentation ( au milieu de l’expérience) TD Les catégories d’aliments/Les recommandations du PPNS II Les besoins de l’organisme Les aliments sont pour tout organisme animal la seule source de matière et d’énergie. Il faut donc calculer les besoins énergétiques et les besoins de matières. II.1 Les besoins quantitatifs : Evaluation des besoins énergétiques Les aliments libèrent de l’énergie au cours de phénomène de l’oxydation des nutriments. Il existe une étroite relation entre la quantité d’oxygène consommé et la quantité d’énergie libérée par les nutriments ; Pour évaluer la quantité d’énergie dépensé par un animal on utilise la calorimétrie indirecte : L’oxydation d’une mole de glucose libère 2680 kJ et consomme 6mole d’O2 Soit 6x22.4 =134.4 Litre. A chaque litre d’oxygène consommé pour oxyder le glucose correspond à 2860 /134 = 21 KJ. Un calcul analogue peut être fait pour chacun des nutriments. Pour un régime mixte G, P, L on considère que la consommation d’un litre d’O2 correspond à la libération de 20 KJ. Les variations de la dépense : La dépense énergétique varie d’un sujet à l’autre. Elle dépend de l’age du sexe, de l’activité physique et de la température ambiante. Pour des conditions de vie moyenne 11000 KJ /jour pour un homme ett 8500 pour une femme La dépense minimale : le métabolisme de base Même sans activité physique un sujet à besoin d’un minimum d’énergie pour assurre le maintien de ses fonctions vitales (circulation, respiration, entretien de la vie des cellules …) ce minimum représente le métabolisme de base ( elle évaluer à jeun , a neutralité thermique, au repos et allongé) 6700 kj /jour pour un homme de 70 Kg. On peut evaluer éagelement la quantité d’énergie libérée par 1 g de glucide =4 kcal, ig de lipide = 9 kcal. Un g de protide =4kacl. II.2 Les besoins qualitatifs : Les vitamines : Ce sont des substances organiques : - Indispensable au maintien en bonne santé - Non synthétisé par l’organisme - Apporté obligatoirement par l’alimentation - Agissant à dose très faible. Les maladies liés à des carences en vitamine on permis de découvrir les vitamines. Les principales vitamines : on en connaît 13 différentes présentes dans les aliments riches en graisse. (Viande, lait, œuf) On distingue - Les vitamines liposolubles (soluble dans les lipides)/A, D, E - Les vitamines solubles dans l’eau : B1, B2, C, PP. On les retrouve principalement dans les fruits et légumes, le foie, la viande, les œufs. Les vitamines sont très fragiles, sensibles à la lumière, à la température, au pH, à l’humidité, à la présence d’oxygène. Elle peuvent être partiellement détruites par le précédé employé pour conservé les aliments. Fonction : co-facteur d’enzyme. Catalyseur de réactions biochimiques. Elles ne se remplacent pas entre elles. Elles sont donc bien spécifiques. Les besoins en protides Ex : La zéine, protéine du Maïs, ne permet pas d’assurer le développement normal des rats. Mais lorsque la zeine est complété par un apport de tryptophane, l’accroissement des animaux reprend. . Le tryptophane est donc un acide aminé indispensable. Le nombre des acides aminés indispensables est variable selon les espèces. Chez l’humain 8 acides aminé ne peuvent pas être synthétisées, il doit donc trouver ces 8 acides aminés dans son alimentation. Des régimes alimentaires particuliers (végétariens) peuvent produire des déséquilibres. Les besoins en lipides : Il existe des acides gras essentiels que l’organisme est incapable de synthétiser : L’acide linoléique, linolénique, arachidonique. Les deux premiers sont d’origine végétales et le troisième d’origine animale. La carence en acides gras essentiels provoque des pb cutanés, des retards de croissance. Ces carences sont très rares. L’équilibre acide gras insaturés et saturé Les besoins en substances minérales Les minéraux constituants des tissus. Calcium, phosphore, potassium, magnésium, fer . (entre le milligramme et le gramme par jour) D’autres n’interviennent qu’à des doses très faibles ; les oligoéléments Iode ( 50 Microgramme/jour) Le fluor ( email des dents) Manganèses( croissance des os long) III Alimentation et santé humaine : Montage power point « alimentation et santé » Chapitre 2 : Des aliments aux nutriments La dégradation des aliments en nutriments absorbable dans notre sang= la digestion I/ L’appareil digestif, siège des transformations : I.1 Une organisation commune Etude comparative de differents appareils digestifs L’anatomie varie selon les groupes mais un schéma commun existe : Un tube dans lequel circule les aliments associé à des glandes digetsives Chez les mammifères : Cavité buccale, œsophage, estomac, l’intestin grèle, le gros intestin. Les glandes digestives : Microscopiques contenues dans les paroi du tube digestif ( estomac, intestin grêle) Plus volumineuses, elles déversent leurs produits de sécretion par des conduits fins ( lands salivaires, pancréas, foie) I.2 un rôle spécifique pour chacune des parties dans la bouche : es alimenst sont broyés, triturés, mélangés à la salive qui les humidifie et débute la dégradation des molécules d’amidon L’estomac : Il prépare la digestion intestinale : l’acide chlorhydrique dénature les protéines, ce qui favorise l’action des enzymes. La pepsine enzyme la plus importante du suc gastrique, assure la dégradation partielle des protéines en peptides simple. L’estomac se vide lentement + de trois après un repas . Le pancréas : Le suc pancréatique : son équipement enzymatique : dégrade toutes les catégories d’aliment ( P,G,L). La sécrétion est continue mais s’accroît après l’ingestion d’un repas. Le max 2-3 heures après le repas et se prolonge 5/7 heures après La composition des enzymes varie en fonction de l’age des individus. Un Jeune mammifère ne possède pas de digérer les aliments complexes. Cette composition évolue aussi en fonction du régime alimentaire. Par ex la chymotrypsine augmente si la teneur en protéine augmente. L’intestin grêle Grâce aux enzymes sécrétées par son épithélium il complète l’action du pancréas. Son action est surtout importante sur les glucides, il achève la digestion de l’amidon entamé dans la bouche et le pancréas (amylase salivaires et pancréatique) Le gros intestin Il ne sécrète aucune enzyme. Au contraire il inactive les enzymes de l’intestin grèle. Il renferme une importante flore microbienne qui dégrade une partie des résidus glucidiques et protéique dégageant des gaz inutilisables évacués. II/ Le devenir des aliments digérés Au terme de la digestion (simplification moléculaire), l’intestin renferme un liquide le chyle, comportant les nutriments et des substances non digestibles. Les petites molécules : l’eau, les sels minéraux, les oses, les acides aminés, le glycérol, les acides gras .Les substances non digestibles comme les fibres ( la cellulose) Alors que les résidus et la cellulose colorés par la bile vont former les matières fécales, les nutriments sont absorbés à travers la paroi intestinale c’est le phénomène d’absorption intestinale. II.1 une grande surface d’absorption. La paroi intestinale de l’intestin grêle ( 7/8 mètres) présente de nombreux replis circulaires recouverts de millions de petites protubérances : les villosités, constitué de microvillosité ( 20000 /millimètre carré) Au total 300 m2 de surface d’absorption chez l’homme. L’absorption peut –être passive, c’est a dire diffusion par différence de concentration L’absorption peut-être active : nécessite de l’énergie des cellules épithéliales qui possèdent de véritables transporteurs de nutriment vers le sang. Les cellules de l’épithélium se renouvellent constamment (17 milliards de cellules mortes déversées tout le long de l’intestin /jour) II.2 plusieurs zones d’absorption Une grande partie de l’absorption à lieu au niveau du duodénum (60%des sucres, 40%des lipides. C’est la première partie de l’intestin grêle qui absorbe 60/90%des résidus des protéines. Le gros intestin : rôle important dans l’absorption de l’eau. Absorption des acides gras issus de l’activité microbienne. II.3 Les deux voies de l’absorption Après avoir traversé l’épithélium intestinal les substances absorbées empruntent deux voies : L’eau, les sels mnx, les oses, les acides aminés passent directement dans le sang par la veine porte, ils gagnent le foie où certains d’entre eux peuvent être mis temporairement en réserve Les constituants des lipides ( glycérols et acides gras) se retrouvent dans la lymphe des vaisseaux lymphatiques où ils se reconstituent en lipide avant de se reverser dans le sang. III/Les enzymes : III.1Qu’est-ce qu’une enzyme ? Définition : C’est un catalyseur, il agit en faible quantité, il active une réaction chimique et se retrouve intact avant la fin de celle-ci. C’est catalyseur biologique, c'est-à-dire synthétisé par des cellules vivantes. Elle active plus rapidement une réaction chimique que ne le ferait un catalyseur chimique ( a température du corps) Les enzymes sont toutes des protéines solubles. Ce sont des grosses molécules relativement fragiles. Propriétés Les enzymes sont généralement synthétisées sous forme inactive ( pro-enzyme) et ne deviennent actives qu’au contact d’un facteur d’activation( coenzyme)( une autre protéine, un ion , une vitamine) Les enzymes sont spécifiques de la réaction qu’elles catalysent. Les enzymes de la digestion catalysent uniquement des hydrolyses, d’autres catalysent des oxydations … La spécificité n’est pas que lié à la réaction catalysée mais aussi la substance que transforme, sur laquelle elle agit :le substrat. Chaque enzyme n’agit que sur un substrat. Spécificité d’action /spécificité de substrat. Le PH, la température, la quantité de substrat conditionne l’activité des enzymes III.2 l’origine cellulaire des enzymes Les cellules spécialisées sécrètent des enzymes spécifiques. Voir étude des cellules sécrétrices pancréatiques. Relation structure /fonction III.3 L’origine génétique des enzymes L’enzyme est une protéine, une succession d’acides aminés, qui positionnées dans un ordre précis confère à la molécule une conformation particulière . Structure primaire, secondaire, tertiaire. C’est sa forme spatiale qui est à l’origine de l’action des enzymes. Une erreur dans l’ordre suffit à modifier ou annuler l’activité de l’enzyme. L’ADN contient l’information pour coder la protéine Rappel des acquis de seconde : l’information de l’ordre des acides aminés est contenu dans une portion d’ADN , le gène . La structure de la molécule d’ ADN L’organisation des nucléotides explique l’ordre des acides aminés Transcription Traduction La forme finale de la molécule s’acquiert dans l’appareil de golgi Maturation Exportation Chapitre 3 : Le devenir des nutriments I / la dégradation des nutriments pour produire de l’énergie I.1La fermentation I.2La respiration cellulaire II/stockage/déstockage des nutriments II.1De l’absorption à l’assimilation II.2Un renouvellement permanent II.3Une synthèse de molécules spécifiques III/ la régulation de la glycémie III.1Le pancréas sécrète des hormones régulatrices III.2L’insuline et glucagon contrôlent le taux de glucose sanguin III.4Les dysfonctionnement de la régulation : les diabètes Des aliments aux nutriments : la digestion A partir de cette photo, réaliser un croquis de l’appareil digestif du lapin . En utilisant le croquis du document suivant, légender votre dessin (ne faire apparaître que les éléments visibles sur la photo) Figure 1 : d'après campbell Figure 2 : d'après campbell Figure 3: d'après Bordas 1ère S Figure 4 : d'après Campbell