I

1. Objectifs :

Objectifs de savoir:

Distinguer entre aliment simple et aliment composé

Connaître les différents types de glucides, lipides, protides et vitamines et leur importance dans l'alimentation de l'homme

Distinguer entre les besoins qualitatifs et quantitatifs de l'organisme

Définir la ration alimentaire équilibrée

Objectifs de savoir faire:

Réaliser des expériences afin de déterminer les propriétés physico-chimiques des aliments

Analyser des résultats d'hydrolyse d'aliments composés et déterminer leur composition

Déterminer les besoins nutritionnels de l'homme par l'analyse de documents variés

Exploiter les tables de composition des aliments afin de composer des rations équilibrées

Objectifs de savoir être:

Etre conscient de l'importance des différents aliments pour la santé;

S'habituer à consommer des rations équilibrées.

2. Introduction :

Nôtre organisme a besoin de matériaux nécessaires à la construction du corps et de l'énergie pour le fonctionnement des organes. Ces besoins doivent être couverts par l'alimentation. Pour être conscient de la nécessité de l'équilibre alimentaire, on doit étudier les besoins qualitatifs et quantitatifs de l'organisme.

II

1- Quels sont les aliments qui couvrent les besoins de l'organisme ?

2- Les besoins sont-ils les mêmes pour tous les individus et dans toutes les conditions ?

3- Qu'est ce qu'une ration alimentaire ? comment équilibrer la ration alimentaire ?

3. Activités envisageables :

3.1 Étude des glucides :

Activité1 : notion d'ose.

� Exercice intégré: soit les 3 molécules de glucides suivantes :

1. Nommez les atomes constitutifs de ces molécules et donnez leurs formules brutes

2. Justifiez l'appellation de corps ternaires attribuée à ces molécules

3. Classez et nommez ces molécules en 2 groupes selon le nombre d'atomes de carbone

4. Dégagez la notion d'ose ou sucre simple

Activité2 : notion de diholoside.

� Exercice intégré: la formule développée du saccharose est :

III

1. Ecrivez la formule brute du saccharose ?

2. Identifiez les deux molécules simples qui constituent le saccharose

3. Écrire la réaction de synthèse du maltose qui est une association de 2 molécules de glucose

4. dégagez la notion de diholoside

Activité3: notion de polyoside.

� Exercice intégré:

Le document suivant représente la structure d'un sucre complexe (glycogène ou amidon), formé par l'union de plusieurs molécules de glucose :

1. Comparez la structure de ce sucre complexe à celle d'un diholoside. Que peut-on conclure ?

2. Identifiez l'unité élémentaire qui constitue les glucides

Activité 4 : notion de sucre réducteur (expériences à réaliser par groupes d'élèves).

Résultats Expériences Lait + Liqueur de Fehling à chaud

glucose + Liqueur de Fehling à chaud

Saccharose + Liqueur de Fehling à

chaud

IV

1. Complétez le tableau

2. dégagez, à partir des résultats obtenus, la notion de sucre réducteur.

Activité 5 : classification et propriétés des glucides.

complétez le tableau suivant :

Principales propriétés

Formules Exemples Principaux groupes

action de la L.F(eau iodée pour

l'amidon)

action de

l'eau

C6H1206 glucose, lévulose, galactose

hexoses Oses (glucides non

hydrolysables) C5H1004,

C5H10O5 ribose,

désoxyribose pentoses

C12H22O11 maltose, lactose Diholosides

Osides (glucides

hydrolysables)

C12H22O11 saccharose

(C6H10O5)n

PM= 40000 à 200000

amidon

polyholosides

(C6H10O5)n PM= 5 à 15

M glycogène

(C6H10O5)n PM= 2 M cellulose

Activité6 : importance des glucides dans l'organisme.

Analysez le tableau suivant et répondez aux questions :

sources alimentaires

besoins quotidiens

Manifestation de carence

Rôle dans l'organisme

Type de nutriment

- céréales

- pomme de terre

- fruits secs

- sucreries

50 à 60% de calories totales

Chute de poids Glucides

V

1. Complétez le tableau : indiquez le rôle principal des glucides dans l'organisme.

2. Justifiez la rareté des carences en glucides.

3. Certaines de nos habitudes alimentaires permettent de dégager le rôle qualitatif des glucides :

Observation 1 : le jour d'un examen, on grignote un morceau de sucre ou des bonbons ou du chocolat

Observation 2 : dans les régions où on consomme moins de pain et moins de fibres alimentaires, certaines maladies sont plus fréquentes tel que la constipation, les calculs biliaires, le cancer du colon, etc...Alors que dans les régions où on consomme plus de fibres, ces maladies sont rares.

Observation 3 : les dosages chimiques ont montré que la teneur du foie et des muscles en glycogène augmente nettement après une alimentation riche en glucides.

D'après ces observations, dégagez le rôle qualitatif des glucides dans l'organisme.

Résumé: les glucides sont des constituants organiques de la matière vivante, composés de 3 éléments chimiques : C, H et O. Ce sont des corps ternaires. L'unité de structure des glucides est l'ose ou sucre simple. Selon le nombre d'atomes de carbone, on distingue :

• Les sucres en C5 ou pentoses. Exemples : le ribose et le désoxyribose. • Les sucres en C6 ou hexoses. Exemples : le glucose, le galactose etc.. • Les sucres en C12 ou diosides. Exemples : le maltose, le lactose, le

saccharose etc... • Les sucres en Cn ou polyosides. Exemples : l'amidon, le glycogène, la

cellulose.

Les glucides sont importants pour l'organisme; ce sont des composés énergétiques (1g de glucides fournit 4 Kcal). De nombreux glucides sont apportés par l'alimentation (amidon des féculents, lactose du lait, saccharose etc..), d'autres sont synthétisés dans l'organisme à partir des lipides et des protides. Une fois absorbés par l'intestin, les oses sont amenés au foie où ils sont transformés en glucose qui est le carburant essentiel de toutes les cellules de l'organisme (les cellules nerveuses ne peuvent utiliser que le glucose).

Remarque : si l'alimentation est trop riche en glucides, ceux-ci sont transformés en graisses.

VI

3.2 Etude des lipides :

Activité7 : propriétés physico-chimiques de l'huile d'olive.

Complétez le tableau suivant et dégagez les propriétés physico-chimiques de l'huile d'olive :

résultats et conclusions Expériences Huile d'olive + eau Huile d'olive + eau + savon

Huile d'olive + solvant

organique (alcool, formol, éther....)

Huile d'olive + bisulfite de

potassium

Huile d'olive sur papier +

chauffage

Huile d'olive (tube à essai) + bécher contenant des glaçons

Huile d'olive + eau + soude +

chauffage

Activité8: constitution chimique de l'huile d'olive.

Observation 1 : Oléine + eau (170° plusieurs heures + H2SO4) glycérol + acide oléique + énergie

Observation 2 : Palmitine + eau (170° plusieurs heures + H2SO4) glycérol + acide palmitique + énergie

La palmitine et l'oléine sont des matières organiques formées de la combinaison d'alcools et d'acides gras; ce sont des esters d'acides gras et d'alcools :

R-COOH + R' -OH R-COOR' + H2O

acide gras + alcool lipides + eau

Cette réaction est appelée estérification .

L'huile d'olive, comme tous les lipides courants, est un glycéride (association d'acides gras et de glycérol).

VII

Activité9: les acides gras.

� Exercice intégré: soit les acides gras suivants :

Formule semi-développée Acides gras CH3-(CH2)14-COOH Acide palmitique CH3-(CH2)16-COOH Acide stéarique

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH Acide oléique CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Acide linoléique

1. Qu'est ce qui confère aux acides gras leur caractère acide ?

2. La formule générale de l'acide gras est R-COOH, entourer en rouge les radicaux R de ces acides

3. Donner la formule brute de chaque acide gras sous forme de CxHyOz.

4. A partir de ces exemples d'acides gras, distinguez les acides gras saturés des insaturés

Activité10 : importance de l'huile d'olive dans l'alimentation humaine.

Le tableau suivant présente les résultats d'une enquête concernant l'importance des acides gras(AG) mono insaturés et mettant en évidence la supériorité de l'huile d'olive :

Cholestérolémie % AG poly insaturés

% AG mono insaturés

% AG saturés

Ration calorique en %

Pays

2.04 4 25 8 37 Grèce 2.61 4 13 21 37 Finlande 2.4 5 17 18 40 Etats unis 1.48 3 3 3 9 Japon

1. Sachant que les taux souhaitables de la cholestérolémie sont : 1.80 g/l avant 30 ans et 2 g/l après 30 ans et que le taux pathologique est de 2.60 g/l , dégagez de l'analyse du tableau la relation entre la cholestérolémie et le % des différents AG dans l'alimentation.

2. Le tableau suivant montre la composition en % AG mono insaturés de graisses alimentaires usuelles :

VIII

Beurre Huile de Mais Huile de tournesol Huile d'olive Aliments

23 29.4 27 79 AG mono insaturés

Qu'est ce qui fait la supériorité de l'huile d'olive par rapport aux autres graisses ?

Activité11: diversité et importance des lipides.

Complétez le tableau en utilisant les exemples de lipides suivants : lécithine, stéarine, progestérone, palmitine,oleine, cholestérol, myéline

exemples Constitution Principaux groupes

Glycérol + acides gras Glycérides Lipides simples stérols (cholestérol) +

acides gras Stérides

alcools + acides gras + azote+phosphore

Lipides complexes

Activité12 : valeur nutritive d'un lipide.

� Exercice intégré: Pour connaître la valeur nutritive des lipides, les physiologistes Burr ont réalisé des expériences sur des rats. Ils ont obtenu les résultats représentés dans les courbes suivantes :

IX

1) Analysez les résultats obtenus pour les lots 1 et 2. 2) l'analyse chimique des 3 gouttes de graisse ajoutées au lot 2 révèle

la présence de 3 acides gras poly insaturés : l'acide linoléique, l'acide arachidonique et l'acide linolénique.

a) Comment pouvez-vous qualifier ces 3 acides gras? b) Quelle hypothèse pouvez-vous émettre pour expliquer la

différence de croissance entre les rats des lots 1 et 2 ?

Résumé: les lipides simples sont formés de trois éléments chimiques C, H et O. Ce sont des corps ternaires. Les lipides interviennent :

- dans l'architecture de toutes les membranes cellulaires;

- dans le métabolisme énergétique : la ration calorique équilibrée devrait apporter 35% des besoins à partir des lipides;

- l'excès de lipides est stocké sous forme de réserves (7 kg environ chez l'adulte);

- dans le transport des vitamines liposolubles;

- dans la formation des hormones sexuelles et surrénales.

Remarque : les acides gras insaturés favorisent la dissolution du cholestérol ce qui évite les troubles cardiovasculaires. (Artériosclérose, plaques d'athérome,etc..), au contraire les acides gras saturés favorisent sa précipitation et l'apparition de calcifications au niveau de la paroi artérielle.

3.3 Etude des protides :

Activité13: propriétés physiques de l'ovalbumine.

Afin de mettre en évidence et de déterminer les caractères physiques des protides, on réalise les expériences suivantes sur l'ovalbumine qui existe en proportion de 7% dans le blanc d'œuf :

Propriétés Expériences Résultats Conclusion

Réactions de coloration

On ajoute de la soude à 20% sur une solution d'ovalbumine volume à

volume, puis 2 gouttes de sulfate de cuivre

Réactions de coloration

cube d'ovalbumine dure + acide nitrique à chaud puis

ammoniaque

X

Action de la chaleur

solution d'ovalbumine + chaleur

Action des solvants

organiques

solution d'ovalbumine + acide, alcool ou formol

Dispersion dans l'eau

ovalbumine + eau

verser la solution obtenue sur papier filtre puis sur

papier cellophane

1. Complétez le tableau.

2. Enumérez les propriétés physiques des protéines.

Activité14 : hydrolyse de l'ovalbumine.

L'hydrolyse de l'ovalbumine nécessite un temps assez long et se fait en présence d'un acide fort (catalyseur). Le tableau suivant résume les résultats obtenus à des temps d'hydrolyse différents :

Temps Coagulation Réaction de Biuret

Réaction xanthoprotéique Produit caractérisé

T0 + + + T1 ( 4 à 5 h) - + + T2 ( 10 h ) - - +

Complétez le tableau et écrivez l'équation de la réaction d'hydrolyse de l'ovalbumine. Tirez une conclusion.

Activité15 : les acides aminés.

� Exercice intégré: soit les 3 molécules suivantes :

NH2 - CH2-COOH ; NH2 -CH -COOH CH3 ;

NH2 -CH - COOH CH2 - SH

1. De quels atomes est constitué un acide aminé ?

2. Que possèdent les acides aminés en commun ?

3. Les groupements qui diffèrent d'un acide aminé à un autre s'appellent des radicaux R. Identifiez les radicaux R des 3 molécules ci-dessus.

XI

4. Complétez la formule brute de ces acides aminés : CxHyOzNw en déterminant x, y z et w; déduire la formule chimique générale d'un acide aminé.

Activité16 : la liaison peptidique.

� Exercice intégré: Les peptides résultent de l'enchaînement de 2 ou plusieurs acides aminés. La liaison entre 2 acides aminés se fait entre le groupement acide (carboxyle) du premier et le groupement amine du second en libérant une molécule d'eau. La liaison covalente CO-NH établie est appelée liaison peptidique.

1. Écrivez l'équation de synthèse du tripeptide : Valine-Glycine-Sérine.

2. Combien de tripeptides différents peut-on obtenir par l'union de ces 3 acides aminés valine, glycine et sérine

3. Sachant qu'une protéine est formée par l'enchaînement d'au moins 50 acides aminés (Insuline : 51 AA, ovalbumine : 450 AA, Hémoglobine : 574 AA etc...). Proposez une hypothèse expliquant l'origine de la diversité des protides.

Remarque : l'enchaînement linéaire des acides aminés ou séquence constitue la structure primaire d'une protéine. Les repliements qui suivent (structure secondaire,tertiaire,quaternaire) permettent de ménager des sites actifs qui confèrent à la protéine sa fonction biologique.

Activité17 : besoins qualitatifs en protides.

� Exercice intégré: l'étude expérimentale des besoins en protides a donnée les résultats suivants :

Déductions Observations Expériences

-Perte de poids portant pendant les premiers jours sur les graisses, puis sur les muscles, le coeur, le foie, la rate.

- La peau et les poils deviennent ternes

Un rat adulte privé totalement de

nourriture vit 5 à 6 jours. Lorsqu'il reçoit une alimentation

dépourvue de protides, il survit 2 mois mais finit par mourir

Pertes azotées dans les matières fécales et

principalement dans les urines en moyenne de 2.5 g d'azote par jour

Un homme adulte reçoit un e alimentation

convenable en glucides, lipides, eau , minéraux

XII

et vitamines, mais dépourvue de protides

-La croissance des rats est arrêtée ou ralentie pour certains acides aminés (Trp, Met,Thr, Phe,Val, Lys, Ile, Leu, His, Arg) et pas pour

d'autres.

-Perte de poids

Des jeunes rats reçoivent un régime suffisant en glucides, lipides, minéraux et

vitamines. Les protides sont apportés sous forme d'un mélange d'acides aminés purs. On commence par un mélange complet puis on enlève un seul acide aminé à chaque fois

Activité18 : valeur nutritive d'une protéine.

� Exercice intégré: ( expérience d'Osborne sur les rats)

Des lots identiques de jeunes rats reçoivent une ration alimentaire en protides quantitativement suffisante mais de composition en acides aminés différente : le lot 1 reçoit comme seule source de protides la gliadine ( protéine extraite du blé), le lot 2 reçoit comme seule source de protides la gélatine (protéine dépourvue de plusieurs acides aminés mais contenant la lysine), le lot 3 reçoit comme seule source de protides la gliadine et la gélatine. Les résultats sont représentés sur le document 1. Le document 2 montre la composition de la gélatine et de la gliadine en certains acides aminés dits essentiels (AAE) :

Document 2

AAE Gélatine Gliadine Leucine 3.2 6 Isoleucine 1.9 4.7 Lysine 5.1 1

Méthionine 0.9 1.5 Phénylalanine 2.1 5.8 Thréonine 2.2 2 Tryptophane 0 0.8

Valine 3.1

XIII

1. D'après l'analyse du document 1, quand est-ce que la croissance des rats est normale ?

2. D'après le document 2, comparez la composition chimique des 2 protéines et identifiez celle qui est plus riche en AAE.

3. Que peut conclure Osborne quant à la valeur nutritive d'une protéine ?

Résumé: les protides sont formés essentiellement de 4 éléments chimiques C, H, O et N. Ce sont des corps quaternaires. Les protides interviennent dans plusieurs phénomènes biologiques :

- la croissance et l'entretien de l'organisme ( protéines de structure) on dit que ce sont des aliments plastiques;

- la défense de l'organisme (immunoglobulines ou anticorps)

- la communication cellulaire (la plupart des hormones sont des protéines)

-le métabolisme cellulaire (enzymes)

-rôle énergétique : 15% de la ration calorique provient des protides.

3.4 Etude des besoins en vitamines et en éléments minéraux:

Activité19 : découverte des vitamines.

� Exercice intégré: le béribéri est la première avitaminose étudiée scientifiquement. Cette maladie atteint les mangeurs de riz. Elle se traduit notamment par des troubles nerveux, avec présence ou non d'oedème. En 1885, Takaki avait obtenu au Japon des guérisons en ajoutant certains compléments à des rations comportant presque uniquement du riz. Un peu plus tard, Eijkman, médecin hollandais d'un pénitencier de Java, constatant que les prisonniers victimes du béribéri et les volailles du pénitencier atteintes de troubles paralytiques consommaient du riz "poli" (décortiqué) eut l'idée d'ajouter à l'alimentation des poules du son de riz. La guérison survint rapidement; le même traitement fut appliqué avec succès aux prisonniers. E4n 1911, le chimiste allemand Funk isole à partir du son de riz le facteur antibéribérique; en analysant cette substance il crut mettre en évidence une fonction amine et comme il la trouvait indispensable à la vie il l'appela "vitamine". La substance dont la carence provoque le béri-béri est actuellement dénommée vitamine B1 ou thiamine. Après la vitamine B agissant contre le béri-béri, d'autres vitamines furent bientôt découvertes et elles furent désignées par les lettres A,B,C,D,E ....Les maladies par carence de ces substances sont appelées avitaminoses. Selon leurs caractères de solubilité qui imposent leurs répartitions dans les aliments, les vitamines se classent en 2 groupes

XIV

: vitamines liposolubles (Vit A, D, E, K) et vitamines hydrosolubles (Vit C, B1, B2, B6, B12, PP).

1. Quelles sont les informations fournies dans ce texte qui prouvent que le béribéri est une maladie due à une carence alimentaire ?

2. Dégagez de ce texte les différentes étapes de la découverte de la première vitamine.

3. Les vitamines sont-elles des substances organiques ou minérales ? Expliquez les mots liposolubles et hydrosolubles et dégagez le rapport entre la solubilité des vitamines et leur origine alimentaire.

Activité20 : diversité et rôles des vitamines.

Le tableau suivant représente quelques vitamines, les maladies par carence correspondantes et les sources alimentaires :

Rôles biologiques

Besoins quotidiens

Détruite par Sources alimentaires Effets de carence Vitamines

Vitamines liposolubles

0.5 à 1.5 mg

L'air, la cuisson, la

conservation et la lumière.

Lait, beurre, jaune d'oeuf, foie,

carotte,épinard,persil, abricot.

Dessiccation de la cornée de l'oeil (xérophtalmie),

diminution de la vision corpusculaire, retard de

la croissance des os, mauvaise résistance

aux infections microbiennes

A (rétinol)

1 à 2 mg

La cuisson, la lumière, l'air et la chaleur

Huile de foie de poisson, lait, jaune

d'oeuf, graisses animales,

beurre,poissons.

Rachitisme(troubles de la croissance), retard

de calcification des os, réparation difficile des

fractures

D(calciférol)

0.01 à 0.05g

La lumière et l'air

Germes de blé, légumes verts, pois, persil, chou, haricot,

foie de boeuf,poisson, lait.

Troubles nerveux, musculaires, cardio-

vasculaires,avortement, absence des règles.

E (tocophérol)

difficile à évaluer

La cuisson Huiles végétales,

huile de lin. Artériosclérose,

affections de la peau F (acides gras

insaturés)

1 à 4 mg La lumière et

l'air

Epinard, chou, feuilles d'orties, foie

de boeuf, tomates,pois,

fraises,pomme de terre.

Hémorragies K

(phylloquinone)

Vitamines hydrosolubles

1.1 à 2 mg L'air, la chaleur.

Germe de blé, levure de bière, abats, blé

entier, haricots, orge, foie, agneau, jaune

d'oeuf.

Béri -béri,troubles nerveux, gastro-

intestinaux, musculaires, cardiaques.

B1(thiamine)

1.5 à 2.5 La lumière. Foie, fromage, Lésions cutanées, B2(riboflavine)

XV

mg amandes, arachides,oeufs,

poulet, haricots secs.

troubles du développement, troubles visuels,

épuisement.

10 à 20 mg

L'air, la chaleur.

Foie, poulet, agneau, saumon, boeuf, orge,

blé, maquereau.

Troubles cutanées, troubles de la

muqueuse buccale et gastro-intestinale, troubles nerveux,

faiblesse musculaire(pellagre)

B3 ou PP (niacine)

10 mg La chaleur.

Levure de bière, foie de boeuf, jaune

d'oeuf, farine de blé complète.

Troubles de la croissance, troubles

cutanées, troubles des muqueuses, troubles

du foie,faiblesse musculaire.

B5 (acide pantothénique)

1 à 2 mg La lumière. Levures, foie de

boeuf, germes de blé,de mais, céréales.

Troubles du développement,

troubles nerveux, cutanés, troubles dans

la formation des hématies, convulsions

chez l'enfant.

B6 (pyridoxine)

30 mg L'air, la chaleur.

Légumes et fruits frais, beurre, jus de citron, jus d'orange,

asperge.

Scorbut (Inflammation des gencives,

hémorragies, chute des dents ), diminution de

la résistance aux infections,

cicatrisations lentes, fatigue.

C (acide ascorbique)

0.15 à 0.3 g

Stable.

Jaune d'oeuf, cacahuètes, ch ocolat,

pomme de terre, haricots secs, pois

secs.

Troubles du système nerveux, des muscles, du tube digestif, de la

formation des hématies, lésions cutanées, fatigue.

H ou B8(biotine)

1. Les vitamines sont-elles des substances organiques ou minérales ? Agissent-elles en grande quantité ?

2. Les vitamines sont-elles fabriquées par l'organisme ?

3. A partir des effets de carence, dégagez le rôle biologique de chaque vitamine.

Activité21 : rôle biologique de l'eau.

� Exercice intégré: le tableau suivant représente les teneurs moyennes en eau des organes et de quelques liquides du corps humain :

Os Peau Urine Sueur Rein Suc

gastrique Muscle Foie Sang Poumon Salive Cerveau Dent

Organes ou liquides de l'organisme

25 69 95 99 80 90 75 70 80 70 95 78 10 % en eau

XVI

'' L'eau intervient dans toutes les réactions d'hydrolyse, de biosynthèse dans l'organisme ainsi que dans la régulation de toutes les fonctions. Elle constitue le solvant de toutes les substances dont elle assure le transport ( CO2, urée, nutriments, hormones, anticorps etc..).Du fait de sa chaleur massique élevée, elle contribue à maintenir constante et uniforme la température du corps.''

D'après les données du tableau et des informations ci-dessus, dégagez les rôles biologiques de l'eau.

Activité22 : diversité et rôle des éléments minéraux indispensables.

Le tableau suivant indique ce que peuvent entraîner les carences prolongées en certains éléments minéraux :

Rôle Besoins quotidiens

Principales sources

Effets d'une carence prolongée

Eléments minéraux

600 mg à 1 g Lait, fromage, pain , sardine

Rachitisme(maladie infantile due à un

manque de vitamine D et caractérisée pa r une minéralisation

osseuse insuffisante ), carie, troubles de

la coagulation et troubles nerveux.

Calcium

4 à 6 g Sel de table, lait,

fromage, conserves

Déséquilibre acido -basique,

déshydratation Sodium

9 à 15 g Sel de table

Crampes musculaires, su eurs,

vertiges, chute de tension.

NaCl

420 mg Chocolat, pain,

céréales, légumes secs.

Aphtes, tétanie(tremblements

musculaires intermittents)

Magnésium

800 mg Viande, boeuf, poissons

Déséquilibre acido -basique, troubles

énergétiques. Phosphore

Traces Eau de boisson Carie dentaire Fluor

5 à 20 mg

Pain, lentilles, aliments d'origine animale.

Anémie(diminution pathologique du

nombre de globules rouges ou du taux

d'hémoglobine dans le sang )

Fer

3 à 5 g Viande, oeuf, laitage, banane

Déséquilibre interne du milieu cellulaire

Potassium

Traces Produits de mer Nanisme, chute de production du lait

Iode

1. A partir des effets de carence, déduisez le rôle biologique des éléments minéraux.

XVII

2. En comparant les besoins quotidiens, classez les éléments minéraux en macroéléments et oligo-éléments.

Activité23 : détermination et variation des besoins nutritionnels de l'homme.

� Exercice intégré: en réponse à la question "en quelles quantités et dans quelles proportions devons-nous consommer les aliments à utiliser chaque jour ?" les diététiciens fournissent les données suivantes :

a) Il faut fournir à l'organisme une alimentation suffisante apportant la quantité d'énergie nécessaire pour couvrir les dépenses qu'elles soient minimales (métabolisme de base) ou liées à l'activité physique et couvrant ses besoins matériels.

b) Il faut donner à l'organisme une alimentation équilibrée apportant les différentes catégories d'aliments simples dans des proportions convenables.

c) L'alimentation doit comporter des boissons y compris une quantité suffisante d'eau afin de compenser les pertes urinaires et l'évaporation pulmonaire (2.5 l/j).

d) L'alimentation doit comporter des légumes et des fruits pour fournir les sels minéraux, les vitamines et les fibres alimentaires.

e) L'alimentation doit être adaptée à l'age, à l'activité physique et à l'état physiologique (femme enceinte, femme allaitante,sportif ou sportive)

D'après ces données :

1. Définir ce qu'on entend par ration alimentaire.

2. Identifiez les facteurs responsables de la variation de la ration alimentaire.

3. Qu'est ce qu'on entend par "ration alimentaire équilibrée" et "ration alimentaire adaptée" ?

Activité24 : composition de rations alimentaires équilibrées et adaptées.

� Exercice intégré: le tableau suivant représente la composition de 3 rations alimentaires A, B et C :

XVIII

1. En utilisant les tables de composition des aliments (manuel scolaire p.47 et 48), calculez la valeur énergétique de chaque ration.

2. Identifiez la ration qui correspond aux besoins d'un adolescent.

3. Enumérez les facteurs de variation de la ration alimentaire.

4. Comment équilibrer la ration alimentaire ?

Résumé: une ration alimentaire est l'ensemble des aliments consommés par une personne au cours d'une journée. Elle est généralement répartie en 3 ou 4 repas : petit déjeuner, déjeuner, goûter et dîner et varie en fonction de l'age, du sexe, de l'activité et de l'état physiologique. Une ration alimentaire équilibrée doit couvrir à la fois les dépenses énergétiques de l'organisme et apporter les nutriments nécessaires pour son fonctionnement. Elle a un double objectif : couvrir les besoins de l'organisme en quantité et en qualité. Pour atteindre cet objectif les nutritionnistes ont établi , depuis 1992, le modèle de la pyramide alimentaire : selon ce modèle,aucun aliment n'est interdit à

Dîner Goûter (15h) Déjeuner

Collation (10h)

Petit déjeuner

Rations

Légumes cuits(200cc),poulet(100g),

fromage(50g),

pâtes(200g),pain(80g)fruit(200g)

Pain(50g),fromage(50g)

,

fruit(200g)

Salade(200g), Viande(150g),froma

ge(40g),

pain(100g),

pâtes(300g),1yaourt,1fruit(100g)

1 oeuf dur,1yao

urt

Lait entier (200cc),

café léger, 2

sucres,pain(50g),

beurre(10g),confitur

e(20g)

A

Légumes(200g),viande(100g),pain(30g),

fruits(100g),1yaourt

Lait(15g),pain(20g)

Salades(200g),2Oeufs,

légumes cuits(100g)1 yaourt,

pain(20g)

Rien Lait(15g),pain(20g),

B

200g tomate, 50g concombre, 30g oignon, 20g pomme, 10g poivre, 10ml huile, 5g menthe,

50ml yaourt, 3g ail, 5g sel.

Crème (50g amandes,

50g sucre,25ml

huile, 5g noisettes, 100ml lait).

Escalope de Boeuf(150g), 1/2 oeuf, farine(10g),

huile d'olive(10ml),

pomme de terre(150g), courge(15g), tomate(15g)

oignon(15g),ail(2g)

Rien

100g de pain,80g

huile d'olive,15

g de fromage

Orange(100g)

C

XIX

condition de respecter les quantités et la fréquence des prises alimentaires.

4. Evaluation :

Exercice 1 : (QCM) 1) L’eau représente environ : a- 60% de la masse corporelle d’un adulte ; b- 70% de la masse corporelle d’un adulte ; c- 80% de la masse corporelle d’un adulte ; d- 90% de la masse corporelle d’un adulte.

2) Les glucides : a- sont des corps ternaires ; b- sont des aliments azotés ; c- fournissent à l’organisme l’énergie nécessaire à son fonctionnement ; d- forment avec l’eau une solution colloïdale ; 3) Le saccharose : a- est un sucre simple ; b- forme avec l’eau une solution vraie ; c- est un sucre réducteur ; d- est hydrolysable.

4) La cellulose : a- est une fibre alimentaire ; b- est un glucide complexe ; c- est un constituant membranaire de toutes les cellules ; d- active le transit intestinal.

5) Les acides aminés : a- sont des polypeptides ; b- sont des molécules non hydrolysables ; c- sont les molécules unités des glucides ; d- sont des corps amphotères.

6) Les acides gras saturés : a- comprennent une seule double liaison dans leurs molécules. b- Sont à l’origine du cholestérol dans le sang ; c- Préviennent (protègent contre) les infarctus ; d- Favorisent les maladies cardiovasculaires lorsqu’ils dépassent leur taux normal dans le sang.

7) La ration alimentaire :

XX

a- est la quantité d’aliments indispensable aux besoins de l’organisme pendant 24 heures ; b- doit couvrir les besoins caloriques de l’organisme ; c- doit comporter 55% de lipides, 30% de glucides ; et 15% de protides ; d- est proportionnellement plus élevée chez l’adulte que chez l’enfant.

8) Les vitamines : a- sont des substances minérales indispensables ; b- sont classées en fonction de leur solubilité dans l’eau ou la graisse ; c- ne peuvent pas être synthétisées par l’organisme ; d- sont des facteurs de risques des avitaminoses.

9) Le lait : a- est une source d’énergie et d’acides aminés essentiels (AAE) ; b- est très riche en fer ; c- est l’aliment de choix pour les nourrissons ; d- contient des vitamines hydrosolubles.

10) La règle GPL-4 2 1 stipule : a- que les besoins en glucides doivent être le double de ceux en lipides ; b- que les lipides doivent être prédominant dans la ration alimentaire ; c- que les protides d’origine végétale doivent dépasser les protides d’origine animale; d- que la ration équilibrée doit comporter 4 portions de protides, 2 portions de lipides et 1

portion de glucides. Exercice 2 :

1) Repérez dans la liste suivante les aliments simples : a- salade ; b- amidon ; c- poisson ; d- huile ; e- vitamine C. 2) Repérez dans la liste suivante les nutriments : a- beurre ; b- acide gras ; c- saccharose ; d- glucose ; e- acide aminé. 3) La définition suivante d’un aliment vous paraît-elle correcte ? Si non, corrigez-la. « Un aliment est toute substance que nous absorbons et qui passe, après transformation ou non, dans le sang. »

Exercice 3 : Pour identifier deux substances A et B, un élève réalise des expériences dont les résultats figurent dans le tableau suivant :

Réactifs ou réaction Substance A Substance B

Avant hydrolyse Eau iodée Brun acajou - De biuret - +

Après hydrolyse

Liqueur de Fehling + - De biuret - +

Rouge Soudan - -

xanthoprotéique - +

XXI

1) Identifiez les substances A et B. Justifiez vos réponses. 2) Déterminez les molécules élémentaires de chaque substance. 3) Ecrivez la réaction de synthèse des substances A et B. 4) L’hydrolyse de la substance B est –elle totale ou partielle ? Justifiez.

Exercice 4 : L’huile d’olive, comme la plupart des corps gras, est un mélange de lipides, la palmitine et l’oléine.

1) Proposez une expérience permettant de séparer les deux lipides de l’huile d’olive. 2) L’hydrolyse organique de l’huile d’olive se fait par la pancréatine (enzyme) à 37°C en

présence de la phénophtaléine qui est incolore en milieu neutre et jaune en milieu basique, selon la réaction :

Huile + eau NaOH + pancréatine + phénophtaléine Décoloration progressive Interprétez ces résultats puis écrivez l’équation de l’hydrolyse de la palmitine. 3) Des analyses chimiques ont montré que l’acide oléique représente 77% de l’huile d’olive. Quels avantages confère ce constituant à l’huile d’olive par rapport aux autres huiles ?

Exercice 5 : L’acide stéarique est un acide gras de formule brute : C18 H36 O2.

1) Indiquez si cet acide gras est saturé ou insaturé. Justifiez votre réponse. 2) Ecrivez la formule semi développée de cet acide gras. 3) Expliquez pourquoi l’excès de la consommation d’aliments riches en cet acide gras favorise

l’apparition de maladies cardiovasculaires et de certains cancers. Exercices 6 : Corrigez les affirmations inexactes :

a) Les protides contiennent uniquement du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène. b) Les lipides sont présents dans l’huile, le beurre et la viande. c) La structure et la fonction d’une protéine dépendent de la séquence des acides aminés qui

constituent sa molécule. d) On recommande la réduction de la consommation du sel de cuisine. e) Toutes les protéines ont la même valeur nutritive.

Exercices 7 : Soit le menu suivant :

60g d’haricots verts + 20g de beurre + 150g de rôti de bœuf + 80g de poire cuite + 200g de pommes de terre + 0,5l d’eau

1) Déterminez le rôle de chaque aliment qui figure dans ce menu. 2) Quels sont les groupes d’aliments non représentés et qui devraient figurer au menu des autres

repas de la journée ? 3) Calculez, en KJ, l’apport énergétique de ce repas en vous aidant des tables de composition des

aliments (voir manuel scolaire).

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4) Si le consommateur est un adolescent et si on considère que ce repas doit lui apporter 30% de la ration énergétique de la journée, pouvez-vous dire si le résultat trouvé à la question précédente couvre ses besoins ? Sinon, quelle modification lui proposez vous ?

Exercice 8 : Parmi les maladies digestives, la diverticulose cholique affecte dans les pays occidentaux plus du 1/3 des sujets de plus de 60 ans. Elle est souvent accompagnée de constipation et d’hémorroïdes. Les documents suivants représentent l’épidémiologie et la fréquence de cette maladie selon l’age :

Pays affectés Modification des habitudes

alimentaires

Apparition de la maladie

- Angleterre - Japon - Afrique du sud

1870/80 1945/50 1945/50

1910/15 1970/75 1976

Document 1 : épidémiologie de la diverticulose cholique

1) Sachant qu’entre 1914 et 1976 le taux de fibres brutes dans la farine est passé de 0,35g pour 100g à 0,1g pour 100g. Proposez une hypothèse quant à l’origine de cette maladie.

2) Quelles informations supplémentaires vous apportent les documents 1 et 2 ? 3) Sachant qu’un régime pauvre en fibres fait expérimentalement apparaître la maladie chez le

rat, proposez un traitement possible pour cette maladie et déduire l’importance des fibres alimentaires dans l’alimentation de l’homme.

% D.C.

50 40 30 20 10 Ages (ans) 0 30 40 50 60 70 80

Document 2 : fréquence de la diverticulose cholique selon l’age