Annales gratuites Bac 1ère L : Alimentation et environnement

ALIMENTATION ET ENVIRONNEMENT

Document 1 :

"Le fer est essentiel à de nombreuses protéines et enzymes de notre organisme. C'est notamment un composé essentiel de l'hémoglobine, protéine utilisée par les globules rouges pour transporter l'oxygène. C'est pourquoi les premiers signes de carence sont liés à ce manque d'approvisionnement en air de nos organes : pâleur extrême, notamment du visage ; fatigue anormale ; augmentation du rythme cardiaque... sont quelques-uns des signes de ce manque. Le fer est également nécessaire aux muscles, entrant dans la composition d'une protéine appelée la myoglobine. Là encore, la carence entraîne différents symptômes : fatigabilité plus grande, baisse des capacités physiques... Enfin, les baisses d'activité de certaines enzymes entraînent une moins bonne résistance aux infections. L'anémie est en quelque sorte la forme la plus grave de la carence en fer. Les symptômes des carences vont être exacerbés, et c'est la santé des organes les plus gourmands en oxygène qui est menacée : coeur et cerveau principalement."

D'après le site internet "Doctissimo"

Document 2 :

"L'absorption du fer a essentiellement lieu dans le duodénum et se poursuit dans le jéjunum proximal. Pour pouvoir être absorbé, le fer doit être à l'état ferreux (Fe²⁺). L'acide chlorhydrique gastrique joue un rôle essentiel en transformant le fer ferrique (Fe³⁺) en fer ferreux."

D'après le site internet "la diététique en question - le fer"

Question 2 (2 points)
Restituer des connaissances

a) Donner le nom scientifique et la formule chimique de l'oxygène dont il est question dans le document 1 ?
b) Comment appelle-t-on des espèces chimiques portant une charge électrique (comme Fe²⁺) ?
c) Entre quelles valeurs se situe le pH d'une solution acide ?

Document 3 : Quelques-uns des aliments les plus riches en fer
(en mg pour 100g ou 100mL, sauf indication contraire)

D'après le site Internet "la diététique en question - le fer"

Question 3 (1,5 point)
Exploiter des documents

a) Quel aliment du tableau ne mérite pas sa réputation quant à son apport en fer ?
b) "MG" signifiant "Matière Grasse", proposer une explication de la différence d'apport en fer entre le "steak haché 5% MG cuit" et le "steak haché 15% MG cuit".

Question 4 (2.5 points)
Mettre en relation des informations et des connaissances pour expliquer

a) Qu'appelle-t-on "eau douce" ?
b) Quand on fait bouillir de l'eau salée (solution aqueuse contenant les ions Na⁺ et CI^-), la vapeur est constituée d'eau douce uniquement. Quel comportement général cette expérience dénote-t-elle pour les ions en solution à l'égard du phénomène d'évaporation ?
c) Comment évolue la concentration en sel de l'eau salée au fur et à mesure que l'eau s'évapore ?
d) Par analogie, que conclure pour les ions fer contenus dans un aliment lors de sa cuisson à la vapeur ?

Document 4 :

"Tous les jours, notre organisme perd du fer par :
- desquamation tissulaire (surtout les cheveux roux) ;
- les selles ;
- la sueur ;
- les hémorragies, qui constituent un facteur de déficit en fer important, notamment chez les femmes portant un stérilet (qui peut provoquer des saignements inter-menstruels) et au moment des règles, surtout si celles-ci sont abondantes, et chez les personnes souffrant de hernie hiatale, d'ulcère gastrique, d'hémorroïdes, etc. Une perte de 10mL (0,010L) de sang entraîne une perte de 5mg (0,005g) de fer.

Pour compenser ces pertes, les apports quotidiens en fer conseillés sont de 10mg (0,010g) chez l'homme et 25mg (0,025g) chez la femme."

D'après le site Internet "la diététique en question - le fer"

Question 5 (3,5 points)
Exploiter des documents

a) Déduire du texte précédent la concentration massique du fer en mg/mL dans le sang.
b) Proposer une explication au fait que la perte de cheveux roux entraîne une perte de fer supérieure à celle des cheveux d'autres couleurs.
c) Montrer que la masse totale de fer dans les 5 litres (5000mL) de sang du corps d'un adulte est d'environ 2,5g.
d) En supposant que tout le fer contenu dans le boudin est absorbé par l'organisme, quelle masse approximative de boudin apporte la ration quotidienne en fer à une femme ? (Voir documents 3 et 4)

Question 6 (0,5 point)
Restituer des connaissances

Comment sont appelés les éléments présents dans le corps humain en plus grande quantité que les oligoéléments ?

I - L'ANALYSE ET LES DIFFICULTES DU SUJET

Pour la première fois depuis 2002, le thème obligatoire porte entièrement sur la partie "Alimentation et Environnement".
C'est un sujet intéressant car il relie chimie et biologie ; à votre âge, vous devez vous poser des questions sur la qualité de votre alimentation : refuserez-vous toujours boudin noir et rognons cuits après cette épreuve ?
Les calculs demandés vous ont peut-être posé problème ! Pourtant les résultats étaient donnés dans les documents ou dans la question... mais un peu "déguisés" : il fallait être un peu astucieux !

a - Les thèmes et notions abordés

® Un seul thème : le thème commun obligatoire "Alimentation et Environnement".
® Les notions :
● les ions responsables de la dureté de l'eau
● acidité et mesure de pH.
● changement d'état de l'eau
● dégager dans un document, les sources, le rôle et les apports en oligoéléments (notion majoritaire dans le sujet).

b - Les coups de pouce du sujet

® Question 3 :
a) il fallait bien sûr penser aux épinards.
b) Vous avez bien noté ? C'est la viande rouge qui apporte du fer, pas le gras !

® Question 4 :
c) pas de calcul de concentration : on vous demandait d'avoir compris la notion.

® Question 5 :
a) Si vous ne connaissiez pas la formule de la concentration massique, on vous donnait son unité pour vous mettre sur la voie.
c) Un petit calcul : vous pouviez vous aider de la réponse pour trouver le raisonnement.
d) On vous demandait la masse approximative donc le calcul précis de 114g n'était pas demandé.

II - LES REPONSES ATTENDUES

Question 2 :
a) L'oxygène, cité dans le document 1, a en fait pour nom scientifique DIOXYGENE.
Formule chimique : O₂.

b) Une espèce chimique portant une charge électrique est un ION.

c) Le pH d'une solution acide est compris entre 0 et 7 (à 25°C).
® En 1^ère L, la précision "à 25°C" n'est pas exigible.

Question 3 :
a) Qui ne sait pas qu'il y a "du fer" dans les épinards ? Eh bien voilà une réputation surfaite :
D'après le document 3, 100 g d'épinards crus n'apportent que 2,7 à 2,8 mg de "fer", loin derrière le boudin noir, les céréales, les abats, les légumes secs, etc...

b) 100 g de steak haché à 15% de matière grasse contiennent moins de fer que 100 g de steak haché à 5% de matière grasse donc ce n'est pas la matière grasse qui apporte le fer mais la viande rouge.

Question 4 :
a) L'"eau douce" est une eau qui contient peu (voire pas du tout) d'ions calcium et d'ions magnésium.
® Vous pouviez donner les formules chimiques des ions : Ca²⁺ et Mg²⁺.
b) Lorsque l'eau s'évapore, il n'y a que de l'eau douce dans la vapeur d'eau, donc les ions restent en solution.
c) Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, il y a de moins en moins d'eau mais toujours autant d'ions en solution donc la CONCENTRATION EN SEL de l'eau salée AUGMENTE.
d) Lorsqu'un aliment cuit à la vapeur, les ions fer restent dans l'eau que contient l'aliment : ils ne partent pas dans la vapeur (l'aliment garde sa qualité nutritive).

Question 5 :
a) D'après le document 4, 10 mL de sang contiennent 5 mg de fer donc la concentration massique du fer dans le sang est égale à  soit 0,5 mg/mL.

b) Si la perte de cheveux roux entraîne une perte de fer supérieure à celle des cheveux d'autres couleurs, c'est sans doute que la couleur "rousse" est liée à une plus forte quantité de fer dans le cheveu.
c) (5 L = 5000 mL = 500 × 10 mL).
Donc si 10 mL de sang contiennent 5 mg de fer,
5 L = 500 × 10 mL de sang contiennent 500 × 5 mg de fer.
5 L de sang contiennent donc 2500 mg soit 2,5 g de fer.
d) D'après le document 4, l'apport quotidien en fer chez la femme devrait être de 25 mg.
D'après le document 3, 100 g de boudin noir apportent 22 mg de fer : c'est quasiment suffisant si tout le fer du boudin est absorbé par l'organisme.

® Calcul précis :
 soit  soit 114 g environ.

Question 6 :
Les éléments présents dans le corps humain en plus grande quantité que les oligoéléments sont appelés macroéléments.