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La production de matière par un végétal chlorophyllien et son exploitation au service de lalimentation humaine. Cadre scientifique : Les végétaux chlorophylliens.

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1 La production de matière par un végétal chlorophyllien et son exploitation au service de lalimentation humaine. Cadre scientifique : Les végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse qui leur assure une autotrophie au Carbone 12H 2 O + 6CO 2 (lumière) C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2 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 dun déchet, le dioxygène

2 Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs primaires à lorigine de la biomasse et ils sont donc à la base des chaines alimentaires en y faisant entrée la matière minérale et lénergie solaire. Pour lHomme, la domestication des plantes est une cause de sa sédentarisation. Les sélections et croisements quil a dirigé de façon empirique sont à lorigine des plantes domestiques actuelles (exemple du blé !) Cette domestication et la compréhension du fonctionnement des plantes est à lorigine de la croissance de la population humaine… mais, qui aujourdhui, est face au problème dune agriculture qui doit répondre de plus en plus au besoin dune population croissante !

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

4 En classe de 6 ème: Les élèves ont pu réinvestir en début dannée les notions de : - Matière vivante et matière minérale lors dune sortie - Peuplement du milieu grâce à la dispersion des graines née dune reproduction sexuée et/ou à la reproduction végétative - Conditions de germination des graines Dans les niveaux « ultérieurs »: - En 3 ème dans la partie « Responsabilité en matière de santé et denvironnement » sur la question de la biodiversité en lien avec lagriculture - En 2 nde dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « Le sol, un patrimoine durable » - En 1 ère S dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « Nourrir lhumanité » - En TS dans le thème « Enjeux planétaires contemporains » sur la partie « La plante domestiquée »

5 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 - LHomme a des besoins alimentaires quil satisfaisait en consommant des produits provenant des végétaux - LHomme est amené à transformer cette matière première grâce à des micro-organismes pour satisfaire ses besoins - Pour satisfaire ses besoins, lHomme améliore en quantité et en qualité la production végétale.

6 En classe de 6 ème: Les élèves ont pu réinvestir en début dannée les notions de - Conditions de germination des graines Problématique: Comment lHomme exploite-t-il la production des végétaux pour assurer son alimentation?

7 I. Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs de matière: A: Les végétaux grandissent en produisant de la matière. Activité pratique sur lobservation des cernes de tronc de chêne. Comparaison des deux cylindre de tronc et observation de lalternance des cernes et de leur épaisseur

8 I. Les végétaux chlorophylliens sont des producteurs de matière: A: Les végétaux grandissent en produisant de la matière. Activité pratique sur lobservation des cernes de tronc de chêne. Bilan: Tous les êtres vivants, dont les végétaux, produisent de la matière ce qui est à lorigine de leur croissance. Mais si le végétal grandit… doù provient la matière qui le compose ?

9 B: Quelles sont les conditions nécessaires aux végétaux pour produire cette matière? Activité pratique sur les conditions de croissance dun plantule. Témoin à la lumière avec de leau et composte comparé à : -une plante privée deau -une autre plante privée de lumière -une dernière plante/plantule qui a poussé sur du coton Document annexe : étiquette composition dun composte

10 B: Quelles sont les conditions nécessaires aux végétaux pour produire cette matière? Activité pratique sur les conditions de croissance dun plantule. Bilan: Les végétaux chlorophylliens (verts) produisent leur propre matière à partir de la matières minérales du sol et de leau. Cette production de matière se fait nécessairement en présence de lumière. En quoi la matière produite par les plantes nous intéressent elle ?

11 II. LHomme consomme des aliments produits par les végétaux chlorophylliens : A: Des aliments produits par des végétaux chlorophyllien. Activité dobservation sur des étiquettes et des aliments. Réinvestissement des différentes catégories daliments Mise en évidence par lenseignant de lexistence des mêmes constituants dans la plante que dans laliment

12 II. LHomme consomme des aliments produits par les végétaux chlorophylliens : A: Des aliments produits par des végétaux chlorophyllien. Activité dobservation sur des étiquettes et des aliments. Bilan: LHomme cultive des végétaux pour se procurer des aliments qui répondent à ses besoins (matières grasses, sucres rapides, sucres lents, protéines). Mais lHomme ne salimente pas que daliment directement dorigine végétal !

13 B: LHomme transforme la matière première végétale. Activité dobservation de levures boulangères et fabrication dun pain. Bilan: LHomme transforme la matière première végétale à laide de micro-organismes (ici des levures) pour satisfaire ses besoins (gout, conservation…) LHomme a donc besoin des produits végétaux pour son alimentation… mais comment les produit il ? Doù les obtient-il ?

14 III. LHomme contrôle la production des végétaux pour assurer son alimentation : A: LHomme contrôle le cycle de vie des plantes, lexemple du blé. Activité pratique de reconstitution du cycle de vie du blé Réinvestissement notion de temps, reproduction sexuée et végétative Placement de laction de lHomme par la mise en culture, entretien et récolte

15 III. LHomme contrôle la production des végétaux pour assurer son alimentation : A: LHomme contrôle le cycle de vie des plantes, lexemple du blé. Activité pratique de reconstitution du cycle de vie du blé Bilan: LHomme, en contrôlant le cycle de vie des plantes (germination, pousse, reproduction) assure la production de matière végétal pour son alimentation. Pour assurer son alimentation, lHomme doit améliorer la production végétale ! Comment le fait il?

16 B: LHomme améliore la quantité de la production végétale. Situation dévaluation Document 1 : Production de 2 champs au cours du temps Document 2 : Quest ce quun engrais?

17 B: LHomme 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) 19701972197419761978198019821984 Champs avec engrais depuis 1972 (flèche) Champs sans engrais 1 2 3 engrais

18 Questions : 1) A laide du graphique, relève comment ont évolué les productions des 2 champs. 2) En taidant du document 2 et de te connaissances, explique ce que tu as relevé à partir du graphique. 3) Indique comment lHomme peut alors augmenter la quantité de production des plantes cultivées. Activités Compétences mises en œuvre et évaluées Evaluation Sinformer à partir dun graphique Je sais étudier les variations dune courbe et utiliser les valeurs (C3) Raisonner à partir dinformations et répondre à des questions -Je sais mexprimer en écrivant une phrase simple mais correcte (C1) - Je sais relier plusieurs informations pour fournir une réponse cohérente (C3)

19 Réponses attendues : 1) On voit quil y a un premier champ qui a une production qui ne change pas, qui reste stable. Par contre lautre 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 laugmentation 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 lHomme 3) LHomme peut augmenter les productions des plantes cultivées en ajoutant de la matière minérale dans le sol.

20 B: LHomme améliore la quantité de la production végétale. Situation dévaluation Document 1 : Production de 2 champs au cours du temps Document 2 : Quest ce quun engrais? Bilan: LHomme peut augmenter la quantité production des végétaux chlorophyllien en agissant par exemple sur les besoins nutritifs de la plante. LHomme agit sur la quantité mais peut il également agir sur la qualité de la production végétale ?

21 B: LHomme améliore la qualité de la production végétale. Activité documentaire sur le croisement de différentes variétés de pommes Bilan: LHomme peut augmenter la qualité de production des végétaux chlorophyllien en agissant par exemple sur la reproduction.

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24 LHomme cultive des végétaux pour se procurer des aliments qui répondent à ses besoins (matières grasses, sucres rapides, sucres lents, protéines). Élevage ou culture nécessite une gestion rationnelle. Des améliorations quantitatives et/ou qualitatives de la production sont obtenues en agissant sur la reproduction, les conditions délevage ou de culture, les apports nutritifs.

25 Certains aliments proviennent dune transformation contrôlée par lHomme. Les aliments produits sont issus de la transformation dune matière première animale ou végétale et répondent aux besoins en aliments de lHomme (matières grasses, sucres rapides, sucres lents, protéines).

26 Tout organisme vivant produit sa propre matière à partir de celle quil prélève dans le milieu. Les végétaux chlorophylliens nont besoin pour se nourrir que de matière minérale, à condition de recevoir de la lumière. Formuler lhypothèse dune 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.

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