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Bioénergétique
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Cours rédigé "Bioénergétique " à Tours
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marioncassegrain
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M1.1 : Physio PLANTIERBioénergétique
I. Introduction
Bioénergétique c’est la science qui s’intéresse aux échanges d’énergie dans le vivant.
La vie requiert un apport continu d’énergie :
- Anabolisme : synthèse des moléculaire du vivant (Molécule)
- Maintien des gradients ioniques de part et d’autre des membranes (Cellule)
- Signalisation cellulaire (Tissus)
- Contraction musculaire (Organes)
C’est ce qui fait la complexité des organismes.
Le 1er principe de la thermodynamique : L’énergie est toujours conservée, il n’y a pas de pertes ou
de création.
Les échanges correspondent à des
changements de forme ou à des échanges
de l’énergie.
L’énergie est libérée par le soleil, est transmise
à la Terre par une énergie électromagnétique
puis transformer en énergie thermique et dans
le vivant on va avoir transformation par la
photosynthèse en énergie chimique.
Unités du SI :
- Force Newton
- Distance Mètre
- Energie Joule et 1 J = 1 N.M
- Puissance Watt et 1 W = 1 J.S-1
Le 2e principe de la thermodynamique : Entropie croissante, production de chaleur.
L’apport d’énergie totale (=enthalpie H) n’est pas entièrement utilisé pour fournir un travail (=
énergie libre G). Une partie de cette énergie (T.DeltaS) correspond à une augmentation du degré de désordre
(entropie du système).
Quand on a un échange d’NRJ, la variation n’est pas entièrement
utilisable pour fournir un travail. Le reste est dissipée sous forme de
chaleur.
T.DeltaS correspond à une libération de chaleur donc une
perte d’énergie.
Tout échange d’énergie est source de chaleur
L’Homme est inclus dans un système thermodynamique.
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, M1.1 : Physio PLANTIER
On a une énergie thermonucléaire du soleil qui va être
transmis à la Terre en énergie électromagnétique qui
va être transformer en énergie chimique par
phosphorylation.
L’Homme absorbe une alimentation qui correspond à une
variation d’NRJ, celle-ci va être transformer :
- en énergie mécanique = 20 % (∆G)
- en énergie thermique = 80 % (T. ∆S)
II. Apport énergétique des aliments
Nutriments minéraux : non énergétiques
Nutriments organiques / énergétiques :
o Glucides : sucres (C,H,O)
o Lipides : graisses (C,H,O)
o Protides (C,H,O, N)
Les nutriments énergétiques sont des combustibles. Ils se
combinent à l’oxygène dans une réaction chimique libérant de
l’énergie Q.
L’énergie est libérée par la rupture des liaisons covalentes et l’oxydation finale en CO2 et H2O.
On peut mesurer l’énergie libérée sous forme de chaleur en les brûlant.
La réaction de combustion avec l’oxygène permet de libérer de l’énergie.
On utilise un calorimètre (Bombe calorimétrique) : on brûle le substrat dans une cuve rempli d’O 2 pur en
excès, contenue dans une enceinte adiabatique (= n’échangeant pas de chaleur = isolation parfaite) remplie
d’eau.
On mesure la variation de température de l’eau.
La calorie est une unité historique.
1 calorie, c’est l’énergie pour élever la température d’un gramme d’eau de 1 K
C’est-à-dire que Chaleur massique de H2O = 1cal/g/K = 4,18 J.g-1.K-1
Grande calorie : 1 Cal = 1000 cal.
Mais le Joule est l’unité du SI :
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