La production de matière par un végétal chlorophyllien et son exploitation au service

de l’alimentation humaine.

Cadre scientifique :

Les végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse qui leur assure une autotrophie au Carbone

12H2O + 6CO2 (lumière) C6H12O6 + 6H2O + 6O2

Cette photosynthèse se réalise dans les chloroplastes en 2 phases distinctes (photochimique et chimique) leur permettant de produire leur propre matière organique avec la production d’un déchet, le dioxygène

Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs primaires à l’origine de la biomasse et ils sont donc à la base des chaines alimentaires en y faisant entrée la matière minérale et l’énergie solaire.

Pour l’Homme, la domestication des plantes est une cause de sa sédentarisation. Les sélections et croisements qu’il a dirigé de façon empirique sont à l’origine des plantes domestiques actuelles (exemple du blé !)

Cette domestication et la compréhension du fonctionnement des plantes est à l’origine de la croissance de la population humaine… mais, qui aujourd’hui, est face au problème d’une agriculture qui doit répondre de plus en plus au besoin d’une population croissante !

Cadre pédagogique:

En primaire:Les élèves ont déjà acquis des notions de :- Matière vivante et matière non vivante (CP)- Conditions nécessaires à la germination d’une graine (CP)- Chaines alimentaires (CE1)- Éléments nutritionnels (sucres, graisse,…) (CE1-CE2)- Préhistoire avec l’humanité passant du statut de chasseur/cueilleur nomade à un agriculteur/éleveur sédentaire (CM1) - Du temps : heure/jour/saisons/année

En classe de 6ème:

Les élèves ont pu réinvestir en début d’année les notions de :- Matière vivante et matière minérale lors d’une sortie- Peuplement du milieu grâce à la dispersion des graines née d’une reproduction sexuée et/ou à la reproduction végétative- Conditions de germination des graines

Dans les niveaux « ultérieurs »:- En 3ème dans la partie « Responsabilité en matière de santé et d’environnement » sur la question de la biodiversité en lien avec l’agriculture- En 2nde dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « Le sol, un patrimoine durable »- En 1ère S dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « Nourrir l’humanité »- En TS dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « La plante domestiquée »

Les objectifs notionnels de la leçon :

Afin de poursuivre la réflexion et de jeter les bases pour les futures notions, voici celles qui sont à construire :- Les végétaux produisent de la matière - Les végétaux produisent cette matière à partir de matière minérale en présence de lumière

- L’Homme a des besoins alimentaires qu’il satisfaisait en consommant des produits provenant des végétaux- L’Homme est amené à transformer cette matière première grâce à des micro-organismes pour satisfaire ses besoins

- Pour satisfaire ses besoins, l’Homme améliore en quantité et en qualité la production végétale.

En classe de 6ème:

Les élèves ont pu réinvestir en début d’année les notions de - Conditions de germination des graines

Problématique:Comment l’Homme exploite-t-il la production des

végétaux pour assurer son alimentation?

I. Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs de matière:

A: Les végétaux grandissent en produisant de la matière.

Activité pratique sur l’observation des cernes de tronc de chêne.

Comparaison des deux cylindre de tronc et observation de l’alternance des cernes et de leur épaisseur

I. Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs de matière:

A: Les végétaux grandissent en produisant de la matière.

Activité pratique sur l’observation des cernes de tronc de chêne.

Bilan: Tous les êtres vivants, dont les végétaux,

produisent de la matière ce qui est à l’origine de leur croissance.

Mais si le végétal grandit… d’où provient la matière qui le compose ?

B: Quelles sont les conditions nécessaires aux végétaux pour produire cette matière?

Activité pratique sur les conditions de croissance d’un plantule.

Témoin à la lumière avec de l’eau et composte comparé à :-une plante privée d’eau -une autre plante privée de lumière-une dernière plante/plantule qui a poussé sur du coton

Document annexe : étiquette composition d’un composte

B: Quelles sont les conditions nécessaires aux végétaux pour produire cette matière?

Activité pratique sur les conditions de croissance d’un plantule.

Bilan: Les végétaux chlorophylliens (verts) produisent

leur propre matière à partir de la matières minérales du sol et de l’eau.

Cette production de matière se fait nécessairement en présence de lumière.

En quoi la matière produite par les plantes nous intéressent elle ?

II. L’Homme consomme des aliments produits par les végétaux chlorophylliens :

A: Des aliments produits par des végétaux chlorophyllien.

Activité d’observation sur des étiquettes et des aliments.

Réinvestissement des différentes catégories d’alimentsMise en évidence par l’enseignant de l’existence des mêmes

constituants dans la plante que dans l’aliment

II. L’Homme consomme des aliments produits par les végétaux chlorophylliens :

A: Des aliments produits par des végétaux chlorophyllien.

Activité d’observation sur des étiquettes et des aliments.

Bilan: L’Homme cultive des végétaux pour se procurer des

aliments qui répondent à ses besoins (matières grasses,sucres rapides, sucres lents, protéines).

Mais l’Homme ne s’alimente pas que d’aliment directement d’origine végétal !

B: L’Homme transforme la matière première végétale.

Activité d’observation de levures boulangères et fabrication d’un pain.

Bilan: L’Homme transforme la matière première végétale à

l’aide de micro-organismes (ici des levures) pour satisfaire ses besoins (gout, conservation…)

L’Homme a donc besoin des produits végétaux pour son alimentation… mais comment les produit il ? D’où les

obtient-il ?

III. L’Homme contrôle la production des végétaux pour assurer son alimentation :

A: L’Homme contrôle le cycle de vie des plantes, l’exemple du blé.

Activité pratique de reconstitution du cycle de vie du bléRéinvestissement notion de temps, reproduction sexuée et

végétativePlacement de l’action de l’Homme par la mise en culture,

entretien et récolte

III. L’Homme contrôle la production des végétaux pour assurer son alimentation :

A: L’Homme contrôle le cycle de vie des plantes, l’exemple du blé.

Activité pratique de reconstitution du cycle de vie du blé

Bilan: L’Homme, en contrôlant le cycle de vie des plantes

(germination, pousse, reproduction) assure la production de matière végétal pour son alimentation .

Pour assurer son alimentation, l’Homme doit améliorer la production végétale ! Comment le fait il?

B: L’Homme améliore la quantité de la production végétale.

Situation d’évaluationDocument 1 : Production de 2 champs au cours du temps

Document 2 : Qu’est ce qu’un engrais?

B: L’Homme améliore la quantité de la production végétale.

Document 1 : Production de 2 champs au cours du temps(source Soltner)Quantité de farine

produite (unité arbitraire)

Temps(en année)1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984

Champs avec engrais depuis 1972 (flèche)

Champs sans engrais 1

2

3engrais

Questions :1) A l’aide du graphique, relève comment ont évolué les productions des 2 champs. 2) En t’aidant du document 2 et de te connaissances, explique ce que tu as relevé à partir du graphique.3) Indique comment l’Homme peut alors augmenter la quantité de production des plantes cultivées.

Activités Compétences mises en œuvre et évaluées Evaluation

S’informer à partir d’un graphique

Je sais étudier les variations d’une courbe et utiliser les

valeurs (C3)

Raisonner à partir d’informations et répondre à des

questions

-Je sais m’exprimer en écrivant une phrase simple mais correcte (C1)- Je sais relier plusieurs informations pour fournir une réponse cohérente (C3)

Réponses attendues :1) On voit qu’il y a un premier champ qui a une production qui ne change pas, qui reste stable.Par contre l’autre champs, à partir de 1972, à une production qui augmente et qui va être triplée dans les années 1980.2) Les engrais qui ont été ajouté à partir de 1972 explique l’augmentation de la production.Les engrais sont des matières minérales. La plante utilise cette matière minérale pour produire plus de matière. Il y a donc plus de production pour l’Homme3) L’Homme peut augmenter les productions des plantes cultivées en ajoutant de la matière minérale dans le sol.

B: L’Homme améliore la quantité de la production végétale.

Situation d’évaluationDocument 1 : Production de 2 champs au cours du temps

Document 2 : Qu’est ce qu’un engrais?

Bilan: L’Homme peut augmenter la quantité production

des végétaux chlorophyllien en agissant par exemple sur les besoins nutritifs de la plante.

L’Homme agit sur la quantité mais peut il également agir sur la qualité de la production végétale ?

B: L’Homme améliore la qualité de la production végétale.

Activité documentaire sur le croisement de différentes variétés de pommes

Bilan: L’Homme peut augmenter la qualité de production

des végétaux chlorophyllien en agissant par exemple sur la reproduction.

L’Homme cultive desvégétaux pour se procurer des aliments quirépondent à ses besoins (matières grasses,sucres rapides, sucres lents, protéines).Élevage ou culture nécessite une gestionrationnelle.Des améliorations quantitatives et/ouqualitatives de la production sont obtenues enagissant sur la reproduction, les conditionsd’élevage ou de culture, les apports nutritifs.

Certains aliments proviennent d’unetransformation contrôlée par l’Homme.Les aliments produits sont issus de latransformation d’une matière première animaleou végétale et répondent aux besoins enaliments de l’Homme (matières grasses, sucresrapides, sucres lents, protéines).

Tout organisme vivant produit sa propre matière à partir de celle qu’il prélève dans lemilieu.Les végétaux chlorophylliens n’ont besoin pour se nourrir que de matière minérale, à condition de recevoir de la lumière.

Formuler l’hypothèse d’une relation de cause à effet entre la production de matière et le prélèvement de matière dans le milieu.

Mesurer pour suivre les évolutions de taille et de masse.

Construire un tableau ou un graphique pour présenter les résultats des mesures.