Objectifs

• Savoir à quoi sert l'énergie dans un organisme.
• Connaître la source d'énergie des animaux et celle des plantes vertes.
• Expliquer pourquoi les besoins en énergie varient selon l'âge, l'activité, le climat et le type d'organisme.
• Calculer l'énergie apportée par un repas.

1. Pourquoi un organisme a-t-il besoin d'énergie ?

L'énergie dépensée au repos complet, juste pour rester en vie, s'appelle la dépense de base (ou métabolisme de base). Toute activité s'ajoute à cette dépense.

L'énergie se mesure en kilojoules (kJ) ; on utilise aussi la kilocalorie (kcal) : \(1\ \text{kcal} \approx 4{,}18\ \text{kJ}\).

2. D'où vient l'énergie ?

Les animaux (et l'être humain) : l'énergie des aliments

Les aliments contiennent des nutriments énergétiques : les glucides (riz, mil, igname, manioc, pain, sucre), les lipides (huile, beurre de karité, arachide) et les protides (poisson, viande, œufs, haricot). Après la digestion, ces nutriments passent dans le sang, qui les apporte à toutes les cellules. Dans les cellules, grâce au dioxygène apporté par la respiration, les nutriments libèrent leur énergie.

flowchart LR
A[Aliments] --> B[Digestion]
B --> C[Nutriments dans le sang]
D[Dioxygene de la respiration] --> E[Cellules]
C --> E
E --> F[Energie pour bouger grandir et chauffer]

Les plantes vertes : l'énergie de la lumière

Les plantes vertes captent l'énergie de la lumière grâce à la chlorophylle de leurs feuilles. Avec de l'eau, des sels minéraux et le dioxyde de carbone de l'air, elles fabriquent leur propre matière (photosynthèse). Elles n'ont pas besoin d'aliments : ce sont des producteurs. Les animaux, qui dépendent d'autres êtres vivants pour se nourrir, sont des consommateurs.

3. Des besoins différents selon l'organisme et son mode de vie

Les besoins en énergie d'une personne changent selon plusieurs facteurs :

mindmap
  root((Besoins en energie))
    Activite physique
      Sport
      Travail physique
    Age
      Croissance
    Sexe
    Taille et masse
    Etat
      Grossesse
      Allaitement
      Maladie

• L'activité physique : plus on bouge et plus on fait d'efforts, plus on dépense d'énergie (cultivateur, maçon, sportif).
• L'âge : un enfant et un adolescent en croissance ont besoin d'énergie pour construire leur corps.
• Le sexe, la taille et la masse : un corps plus grand dépense en général davantage.
• L'état : une femme enceinte ou qui allaite a des besoins plus élevés.

Selon le type d'animal

Les oiseaux et les mammifères gardent une température du corps constante, quelle que soit la température extérieure : ce sont des animaux à température constante. Produire cette chaleur leur coûte beaucoup d'énergie. Les reptiles, poissons et amphibiens ont une température qui varie avec le milieu (animaux à température variable) : un margouillat se chauffe au soleil sur un mur au lieu de produire sa chaleur. À masse égale, il a besoin de beaucoup moins de nourriture qu'un rat.

Le mode de vie compte aussi : un animal très actif (oiseau qui vole, guépard qui chasse) dépense plus qu'un animal lent ou qui reste longtemps immobile.

4. Calculer l'énergie d'un repas

Chaque gramme de nutriment apporte une quantité d'énergie connue (valeurs utilisées sur les étiquettes des aliments) : environ \(17\ \text{kJ}\) pour \(1\ \text{g}\) de glucides, \(37\ \text{kJ}\) pour \(1\ \text{g}\) de lipides et \(17\ \text{kJ}\) pour \(1\ \text{g}\) de protides. Les lipides sont donc les plus énergétiques : plus de deux fois plus que les glucides.

Exemple résolu

Le plat de riz au poisson de Fatou contient \(50\ \text{g}\) de glucides, \(10\ \text{g}\) de lipides et \(15\ \text{g}\) de protides. Quelle énergie apporte-t-il ?

À toi

Une poignée d'arachides grillées contient \(5\ \text{g}\) de glucides, \(20\ \text{g}\) de lipides et \(10\ \text{g}\) de protides. Calcule l'énergie apportée. Cherche d'abord.

Récapitulatif

• L'énergie sert à faire fonctionner les organes, bouger, grandir et produire de la chaleur ; même au repos, on en dépense (dépense de base).
• Les animaux tirent leur énergie des nutriments des aliments, libérée dans les cellules avec le dioxygène ; les plantes vertes utilisent la lumière.
• Les besoins varient selon l'activité, l'âge, le sexe, la taille et l'état (grossesse, croissance).
• Les oiseaux et mammifères (température constante) ont des besoins plus grands que les animaux à température variable.
• Énergie d'un repas = somme des énergies des glucides, lipides et protides.