Chimie 3ᵉ
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Les molécules du vivant
Glucides, lipides, protéines : structures carbonées essentielles
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 3ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
À propos de cette page
Ces problèmes corrigés sur « Les molécules du vivant » en troisième permettent d'appliquer le cours à des situations concrètes en chimie. Ils suivent le programme officiel de troisième et se résolvent étape par étape. Au programme : Le vivant, une chimie du carbone, Les glucides : du glucose à l'amidon, Les lipides : acides gras et triglycérides, Les protéines : des chaînes d'acides aminés. Cherche au brouillon, saisis ta réponse puis clique sur « Vérifier » pour te corriger. Idéal pour développer le raisonnement, la rigueur et la confiance avant une évaluation. Problèmes gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour progresser en chimie en troisième.
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Facile
Pb. 1 — La barre de céréalesÉtiquette d'une barre de céréales, pour 100 g : glucides 62 g dont sucres 28 g ; lipides 14 g dont acides gras saturés 6 g ; protéines 7 g. Une barre pèse 25 g. Données : 17 kJ/g pour glucides et protéines, 38 kJ/g pour les lipides ; un morceau de sucre pèse 5 g.
Énergie apportée par 100 g de barre, en kJ :
62 × 17 + 14 × 38 + 7 × 17 = 1 054 + 532 + 119 = 1 705 kJ.Énergie apportée par une barre de 25 g, en kJ (arrondi à l'unité) :
1 705 ÷ 4 ≈ 426 kJ, soit environ 102 kcal.Masse de sucres simples dans une barre, en g :
28 ÷ 4 = 7 g, soit près d'un morceau et demi de sucre.Que signifie « glucides 62 g dont sucres 28 g » ? Que représentent les 34 g restants ?
Sur 62 g de glucides, 28 g sont des sucres simples (saccharose, glucose) au goût sucré et vite absorbés ; les 34 g restants sont surtout de l'amidon des céréales, un sucre lent digéré progressivement.Amidon et sucres simples sont tous des glucides.Voir le corrigé
- 1705 — 62 × 17 + 14 × 38 + 7 × 17 = 1 054 + 532 + 119 = 1 705 kJ.
- 426 — 1 705 ÷ 4 ≈ 426 kJ, soit environ 102 kcal.
- 7 — 28 ÷ 4 = 7 g, soit près d'un morceau et demi de sucre.
- Réponse libre — exemple : Sur 62 g de glucides, 28 g sont des sucres simples (saccharose, glucose) au goût sucré et vite absorbés ; les 34 g restants sont surtout de l'amidon des céréales, un sucre lent digéré progressivement. — Amidon et sucres simples sont tous des glucides.
Pb. 2 — La salive digère le painOn écrase un morceau de pain dans de l'eau (tube A) et un autre dans de la salive (tube B), puis on attend 15 minutes à 37 °C. Eau iodée : A bleu-noir, B jaune-orangé. Liqueur de Fehling à chaud : A bleue, B rouge brique. Données : 162 g d'amidon (par motif) réagissent avec 18 g d'eau pour donner 180 g de glucose.
Quel nutriment a disparu dans le tube B ?
L'eau iodée ne le détecte plus.Quel nutriment est apparu dans le tube B ?
Précipité rouge brique avec la liqueur de Fehling.Comment s'appelle la protéine de la salive responsable de cette transformation, et quel est le nom général de ce type de molécule ?
L'amylase, une enzyme : une protéine qui accélère une réaction chimique, ici l'hydrolyse de l'amidon en glucose.Sans enzyme, la réaction prendrait des jours.Un morceau de pain contient 50 g d'amidon. Masse de glucose obtenue après digestion complète, en g (arrondi au dixième) :
50 × 180 ÷ 162 ≈ 55,6 g : le glucose pèse plus que l'amidon, car il a fixé de l'eau.Voir le corrigé
- amidon — L'eau iodée ne le détecte plus.
- glucose — Précipité rouge brique avec la liqueur de Fehling.
- Réponse libre — exemple : L'amylase, une enzyme : une protéine qui accélère une réaction chimique, ici l'hydrolyse de l'amidon en glucose. — Sans enzyme, la réaction prendrait des jours.
- 55,6 — 50 × 180 ÷ 162 ≈ 55,6 g : le glucose pèse plus que l'amidon, car il a fixé de l'eau.
Moyen
Pb. 3 — L'huile d'oliveComposition en acides gras d'une huile d'olive : acide oléique (1 double liaison) 73 % ; acide linoléique (2 doubles liaisons) 8 % ; acide palmitique (saturé) 11 % ; acide stéarique (saturé) 3 % ; autres 5 %. Masse volumique 0,92 kg/L ; énergie 38 kJ/g.
Pourcentage d'acides gras insaturés dans cette huile : %
73 + 8 = 81 %.Pourquoi cette huile est-elle liquide à 20 °C alors que le beurre (surtout des acides gras saturés) est solide ?
Les doubles liaisons C=C des acides gras insaturés « coudent » les chaînes, qui s'empilent mal : les molécules s'accrochent moins entre elles et le mélange reste liquide. Les chaînes saturées, droites, s'empilent et forment un solide.Insaturé = liquide, saturé = solide, en général.Masse d'une cuillère à soupe de 10 mL d'huile, en g :
10 mL = 0,010 L ; 0,010 × 0,92 = 0,0092 kg = 9,2 g.Énergie apportée par cette cuillère, en kJ (arrondi à la dizaine) :
9,2 × 38 ≈ 350 kJ, soit 84 kcal pour une seule cuillère.Voir le corrigé
- 81 — 73 + 8 = 81 %.
- Réponse libre — exemple : Les doubles liaisons C=C des acides gras insaturés « coudent » les chaînes, qui s'empilent mal : les molécules s'accrochent moins entre elles et le mélange reste liquide. Les chaînes saturées, droites, s'empilent et forment un solide. — Insaturé = liquide, saturé = solide, en général.
- 9,2 — 10 mL = 0,010 L ; 0,010 × 0,92 = 0,0092 kg = 9,2 g.
- 350 — 9,2 × 38 ≈ 350 kJ, soit 84 kcal pour une seule cuillère.
Pb. 4 — L'œuf sous toutes ses formesUn œuf de 60 g contient 36 g de blanc (10 % de protéines, presque pas de lipides) et 18 g de jaune (30 % de lipides, 16 % de protéines), le reste étant la coquille. Données : protéines 17 kJ/g, lipides 38 kJ/g.
Masse de protéines dans l'œuf entier, en g (arrondi au dixième) :
36 × 0,10 + 18 × 0,16 = 3,6 + 2,9 = 6,5 g.Masse de lipides, en g (arrondi au dixième) :
18 × 0,30 = 5,4 g, tous dans le jaune.Énergie apportée par l'œuf, en kJ (arrondi à la dizaine) :
6,5 × 17 + 5,4 × 38 ≈ 110 + 205 = 315 kJ ≈ 320 kJ.Le blanc cru est transparent et liquide ; cuit, il est blanc et solide. Explique ce qui arrive aux protéines. Quel test de laboratoire confirmerait leur présence dans le blanc, cru ou cuit ?
La chaleur déplie les chaînes de protéines qui s'emmêlent et se figent : c'est la dénaturation, sans rupture des liaisons peptidiques. Le réactif du biuret donne une coloration violette dans les deux cas.Dénaturer ≠ digérer.Voir le corrigé
- 6,5 — 36 × 0,10 + 18 × 0,16 = 3,6 + 2,9 = 6,5 g.
- 5,4 — 18 × 0,30 = 5,4 g, tous dans le jaune.
- 320 — 6,5 × 17 + 5,4 × 38 ≈ 110 + 205 = 315 kJ ≈ 320 kJ.
- Réponse libre — exemple : La chaleur déplie les chaînes de protéines qui s'emmêlent et se figent : c'est la dénaturation, sans rupture des liaisons peptidiques. Le réactif du biuret donne une coloration violette dans les deux cas. — Dénaturer ≠ digérer.
Difficile
Pb. 5 — L'énergie du marathonienUn coureur dépense 12 000 kJ pendant un marathon. Données : la respiration cellulaire C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O libère 2 800 kJ pour 180 g de glucose, qui consomment 192 g de dioxygène et produisent 264 g de CO₂ ; 1 L de dioxygène pèse 1,33 g ; les réserves de glycogène représentent environ 400 g de glucose. Arrondir les résultats à la dizaine.
Masse de glucose qu'il faudrait oxyder pour fournir 12 000 kJ, en g :
12 000 × 180 ÷ 2 800 ≈ 771 g.Masse de dioxygène correspondante, en g :
771 × 192 ÷ 180 ≈ 822 g.Volume de ce dioxygène, en L :
822 ÷ 1,33 ≈ 618 L de dioxygène pur, extraits de plus de 3 000 L d'air.Les réserves de glycogène ne couvrent que 400 g de glucose. D'où vient le reste de l'énergie, et pourquoi les coureurs parlent-ils du « mur du 30ᵉ kilomètre » ?
Le reste vient de l'oxydation des lipides de réserve (38 kJ/g), plus lente à mobiliser. Vers le 30ᵉ km, le glycogène est épuisé : l'organisme bascule sur les graisses, moins rapides à fournir de l'énergie, d'où la chute brutale de performance.Glucides = énergie rapide ; lipides = réserve abondante mais lente.Voir le corrigé
- 770 — 12 000 × 180 ÷ 2 800 ≈ 771 g.
- 820 — 771 × 192 ÷ 180 ≈ 822 g.
- 620 — 822 ÷ 1,33 ≈ 618 L de dioxygène pur, extraits de plus de 3 000 L d'air.
- Réponse libre — exemple : Le reste vient de l'oxydation des lipides de réserve (38 kJ/g), plus lente à mobiliser. Vers le 30ᵉ km, le glycogène est épuisé : l'organisme bascule sur les graisses, moins rapides à fournir de l'énergie, d'où la chute brutale de performance. — Glucides = énergie rapide ; lipides = réserve abondante mais lente.
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