chapitre 5 - Librairie Studyrama

29
Chapitre
5
L’approvisionnement
en nutriments,
source d’énergie
Les options pédagogiques du chapitre
Le chapitre 3 a permis de montrer que le fonctionnement des organes nécessite des nutriments apportés
par le sang. Dans ce chapitre, on étudie comment la digestion permet la transformation des aliments en nutri-
ments (activités 1 et 2), puis comment l’absorption rend possible le passage des nutriments dans le sang (acti-
vité 3).
Dans les activités 4 et 5, on établit la relation entre l’apport et les dépenses énergétiques. Les aliments sont
source d’énergie : l’apport énergétique dépend de la qualité et de la quantité des aliments apportés. Cet
apport doit compenser la dépense énergétique, variable selon différents facteurs, comme l’activité ou l’âge.
Le constat d'un déséquilibre et la recherche de ses causes permettent de sensibiliser les élèves à un véritable
problème de santé publique, l’obésité.

Les activités du chapitre
Le trajet des aliments dans l’organisme
( Réponses aux questions pour résoudre le problème
1. Les différents organes de l'appareil digestif sont : la bouche, l’œsophage, l’estomac, le foie, l’intestin
grêle, le gros intestin et l’anus.
2. La bouche, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, le gros intestin et l’anus sont des organes traversés
par des aliments, mais pas le foie.
3. Les déchets présents dans le gros intestin proviennent de la digestion des aliments dans le tube diges-
tif.
4. Il s’écoule en moyenne de 9 h à 10 heures pour la progression des aliments de la bouche à l'intestin, et
15 h pour la progression des déchets dans le gros intestin.
5. Les organes du tube digestif contiennent des muscles qui se contractent régulièrement et qui font avan-
cer les aliments dans le tube digestif.
➜Les aliments avalés par la bouche traversent l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle, puis les déchets
transitent par le gros intestin et sont éliminés par l’anus.
Des aliments aux nutriments
Activité
2
Activité
1
30
Chapitre 5
Les options pédagogiques de l’activité
Cette activité ouvre le chapitre en présentant l’anatomie du tube digestif. La dissection d’un lapin et
le schéma d’interprétation correspondant illustrent cette notion (doc. 1 et 2). Ce choix peut servir de
référence si le professeur envisage la dissection de l’appareil digestif d’un mammifère. Le schéma d’in-
terprétation fournit aussi l’occasion de rappeler aux élèves les consignes du dessin d’observation (pro-
portions respectées, formes réalistes, traits de légendes à la règle…). À l’issue de la partie A, l’élève
connaît donc les organes du tube digestif et sait les situer sur lui-même.
La partie B de l’activité montre la progression des aliments dans le tube digestif au cours du temps
grâce à l'imagerie médicale (doc. 3). La structure anatomique des organes concernés permet d’expli-
quer la progression du bol alimentaire (doc. 4).
Les options pédagogiques de l’activité
La notion de nutriment a été abordée succinctement dans le chapitre 3. La partie A de l’activité montre
que le bol alimentaire change d'aspect au cours de la digestion (doc. 1). Des morceaux d’aliments, repé-
rables dans la bouche, ne le sont plus dans l’intestin. Les nutriments sont donc des substances de très
petite taille. Néanmoins, la transformation moléculaire des aliments en nutriments, hors programme,
n’est pas traitée ici.
La partie B de l’activité met en évidence l’action des enzymes digestives, sans détailler ni leurs noms
ni leurs rôles (hors programme). Une place est accordée à l’histoire des sciences avec les travaux de
Réaumur (1683-1757) sur la digestion (doc. 2). Nous complétons leur étude par une expérience de diges-
tion in vitro (doc. 3).

( Réponses aux questions pour résoudre le problème
1. Dans la bouche, les aliments sont découpés en petits morceaux. Dans l’estomac, les aliments sont pré-
sents sous forme de bouillie. Dans l’intestin grêle, les aliments sont sous forme liquide.
2. Une grande partie de la viande a disparu, il n’en reste qu’un petit morceau.
3. Le tube en fer protège la viande des contractions musculaires des organes du tube digestif.
4. L'hypothèse confirmée par l'expérience de Réaumur est la seconde : « les aliments sont rendus liquides
par des substances chimiques sécrétées par les organes ». Les trous dans le tube en fer ont en effet per-
mis aux substances chimiques d’agir, alors que les contractions musculaires des organes du tube diges-
tif étaient inopérantes.
5. Dans le tube 1, le blanc d’œuf a disparu et on observe à la place un liquide blanchâtre.
6. En fin d’expérience, le blanc d’œuf est intact dans le tube 2 ne contenant que de l’eau. C’est donc l’en-
zyme présenté dans le tube 1 qui a transformé le blanc d’œuf en liquide blanchâtre : l’enzyme est res-
ponsable de la digestion de l’œuf.
➜Les aliments sont transformés en nutriments sous l’effet de substances chimiques, les enzymes,
sécrétées par les organes du tube digestif.
L’absorption des nutriments
( Réponses aux questions pour résoudre le problème
1. La perfusion apporte au malade les nutriments dont il a besoin directement dans son sang, remplaçant
ainsi les nutriments apportés d’habitude par la digestion.
2. L’intestin grêle est irrigué par de nombreux vaisseaux sanguins.
3. Dans 100 mL sang arrivant dans chacun de ces organes, il y a 90 mg de glucose. Il n’en reste plus que
87 mg dans 100 mL de sang sortant de l’estomac et du gros intestin, mais il y en a 180 mg dans 100 mL
de sang sortant de l’intestin grêle. Il y a donc beaucoup plus de glucose dans le sang sortant de l’intes-
tin grêle que dans le sang sortant de l’estomac ou du gros intestin.
4. Les nutriments traversent la paroi de l'intestin grêle et passent dans le sang.
5. La paroi interne de l’intestin grêle est constituée de très nombreux replis, les villosités. En outre, cette
paroi est très fine et elle est irriguée par de nombreux vaisseaux sanguins.
6. La surface réelle de l’intestin grêle est beaucoup plus grande que sa surface théorique du fait de la pré-
sence de très nombreuses villosités. (Comme pour les alvéoles pulmonaires, on obtiendrait une très
grande surface en dépliant toutes ces villosités.)
7. L’absorption des nutriments est favorisée par la présence de très nombreuses villosités, qui augmentent
la surface d’échange.
➜Les nutriments passent dans le sang en traversant les parois des villosités intestinales. L’absorption
intestinale est facilitée par les caractéristiques de la surface d'échange (grande surface, paroi fine
et irrigation importante).
Activité
3
31
L’approvisionnement en nutriments, source d’énergie
Les options pédagogiques de l’activité
L’approvisionnement de l’organisme grâce à une perfusion (doc. 1) permet de rappeler le rôle du
sang dans le transport des nutriments. La photographie d’une anse très irriguée de l’intestin grêle met
en relation la vascularisation de cet organe et le passage des nutriments dans le sang (doc. 2). Pour confir-
mer cette idée, un tableau comparatif de la quantité de nutriments dans le sang à l’entrée et à la sortie
de l’intestin grêle confirme cette idée (doc. 3).
La deuxième partie de l’activité montre les replis de la paroi interne de l’intestin grêle où s’effectue
l’absorption, les villosités (doc. 4 et 5). Comme pour les échanges alvéolaires, l’absorption intestinale est
optimisée du fait de la finesse des parois des villosités et de la taille de la surface d’échange (doc. 6).

Apports et dépenses d’énergie
( Réponses aux questions pour résoudre le problème
1. Les aliments du premier groupe (photo du haut) sont riches en énergie, comme les chips
(2429 kJ pour 100 g) et les rillettes (2512 kJ pour 100 g), alors que les aliments du second groupe (photo
du bas) apportent peu d’énergie, comme les haricots verts (134 kJ pour 100 g) et la laitue (59 kJ pour 100 g).
2. Les aliments les plus riches en énergie contiennent soit beaucoup de glucides (pâtes, chocolat), soit
beaucoup de lipides (rillettes, mayonnaise). La sole ou la salade, peu énergétiques, contiennent peu de
glucides et de lipides.
3. Entre 6 et 7 heures de sommeil correspondent à une dépense énergétique égale à celle de 1 heure de
sport.
4. Les dépenses énergétiques diminuent avec l’âge. Elles sont plus élevées chez l’adolescent en période
de croissance et moins élevées chez l’homme âgé dont l’activité physique est faible.
5. À activité égale, la dépense énergétique est plus élevée chez les hommes que chez les femmes.
6. Chez un homme, la dépense énergétique varie avec l’activité physique et avec l’âge.
➜La quantité d’énergie contenue dans les aliments, dépend de leur teneur en lipides et glucides. Les
dépenses varient selon l'âge et l'activité.
L’équilibre énergétique de l’organisme
Activité
5
Activité
4
32
Chapitre 5
Les options pédagogiques de l’activité
Cette activité illustre une partie nouvelle du programme de cinquième : « les aliments sont source
d’énergie ». Les aliments apportent en effet de l’énergie à l’organisme, et plusieurs facteurs, dont l’ac-
tivité physique, contribuent à la dépense énergétique.
La partie A de l’activité montre que les aliments n’ont pas tous la même valeur énergétique (doc. 1).
Le choix d’aliments que les élèves connaissent bien les oriente, mais les valeurs indiquées en kJ permet-
tent un calcul plus rigoureux. Dans une approche simplifiée, on montre que la valeur énergétique d’un
aliment est en outre largement liée à la quantité de glucides ou de lipides qu’il contient (doc. 2).
La partie B de l’activité est consacrée à l’étude de la dépense énergétique. Celle-ci varie en fonction
de certains facteurs, comme l’activité physique (doc. 3), ainsi que l’âge et le sexe (doc. 4).
Les options pédagogiques de l’activité
Des apports énergétiques équivalents aux dépenses entraînent un poids stable. Cependant, les désé-
quilibres énergétiques existent aussi. Cette activité permet d’en chercher les causes et d’en expliquer
les conséquences sur la santé.
La partie A de l’activité montre que les repas d’un sportif un jour de repos et un jour de compétition
n’apportent pas la même quantité d’énergie (doc. 1). De même, deux activités physiques différentes ne
consomment pas la même quantité d’énergie (doc. 2). L’équilibre est réalisé quand les apports énergé-
tiques sont égaux aux dépenses, ce que nous illustrons par la journée-type d’un adolescent (doc. 3).
Les déséquilibres alimentaires, a contrario, peuvent engendrer des maladies graves comme l’obésité
(doc. 4). La partie B de l’activité en explique les causes (doc. 5 et 7) et fournit à l’élève l’IMC, indicateur
de surpoids facile à calculer (doc. 6).

( Réponses aux questions pour résoudre le problème
1. Valeur énergétique du repas d’un cycliste un jour de compétition :
550 + 665 + 1045 + 850 + 1300 + 1 045 + 325 + 963 + 1 627 = 8370 kJ.
Valeur énergétique du repas d’un cycliste un jour de repos :
530 + 2200 + 320 + 650 + 410 = 4110 kJ.
2. D’après le graphe, un cycliste dépense entre 400 et 500 kJ pendant 30 min. Si la course dure 6 h, sa
dépense énergétique sera environ 3 000 kJ plus élevée qu’un jour normal. Il doit consommer un repas
beaucoup plus riche en énergie.
3. Les apports énergétiques sont égaux aux dépenses (9400 kJ).
4. L'IMC de Luc est de 21, son poids est donc normal. Celui de Yann est de 31, il souffre donc d’obésité.
5. Les aliments qui composent les repas de Yann sont très riches en énergie (frites, hamburgers), d’où des
apports énergétiques (18500 kJ) très supérieurs aux dépenses (12000 kJ).
6. Yann peut diminuer son IMC en réduisant son apport énergétique en consommant des aliments moins
riches en énergie et en augmentant sa dépense énergétique en faisant davantage d’activité physique.
7. Pour prévenir l’obésité, il faut avoir une hygiène de vie équilibrée en consommant des repas limitant
l’apport énergétique et en exerçant une activité physique.
➜Un déséquilibre alimentaire est dû à un apport énergétique trop important et une dépense éner-
gétique insuffisante. Pour atteindre l’équilibre, il faut donc réduire l’apport et augmenter la dépense
pour qu’ils soient égaux.
Corrigé des exercices
Teste tes connaissances
a) Les aliments subissent une transformation mécanique dans les organes du tube digestif et une trans-
formation chimique sous l’action des enzymes digestives.
b) Les nutriments passent dans le sang au niveau des villosités de l’intestin grêle.
c) Un déséquilibre alimentaire et l’inactivité physique peuvent causer l’obésité.
Seule la réponse b) est juste.
a) On réalise une expérience de digestion dans un tube à essai en transformant un aliment en nutriments
par l’action d’enzymes digestives.
b) L’intestin transforme les aliments en nutriments par l’action d’enzymes digestives.
c) Les aliments progressent dans le tube digestif grâce aux contractions des muscles de certains organes
du tube digestif.
d) Une alimentation trop riche peut favoriser l’obésité.
e) L’âge, le sexe, l’activité physique font varier les dépenses énergétiques.
Découvre avec l’informatique
b) L’eau seule n’a pas d’action, alors que la pepsine dissout complètement les petits morceaux d’œuf.
d) La pepsine ne dissout pas complètement les gros morceaux d’œuf.
e) La mastication permet d’obtenir des petits morceaux d’aliments sur lesquels les enzymes digestives
agissent plus efficacement.
4
3
2
1
33
L’approvisionnement en nutriments, source d’énergie