L'alimentation des êtres vivants : animaux et plantes vertes
Les animaux se nourrissent de matière organique provenant d'autres êtres vivants. Leur régime alimentaire peut être herbivore, carnivore ou omnivore. Les plantes vertes produisent leur matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone, grâce à l'énergie lumineuse : c'est la nutrition chlorophyllienne.
Mis à jour le
À la fin de ce chapitre, vous saurez
- Déterminer un régime alimentaire à partir d'indices
- Relier les types de dents à leurs fonctions
- Comparer des appareils digestifs et lire une formule dentaire
- Interpréter des expériences sur les besoins d'une plante verte
- Identifier les conditions de production d'amidon dans une feuille
PrérequisLes êtres vivants sont constitués de cellules · Différence entre eau, matière minérale et matière organique · Contrôler les conditions d'une expérience · Distinguer respiration et photosynthèse
Comment déterminer le régime alimentaire d'un animal ?
Situation-problème : un lapin mange de l'herbe, un chat consomme un aliment d'origine animale et un être humain peut manger des lentilles et des œufs. Leurs dents sont-elles identiques ? Une plante verte peut-elle grandir sans recevoir de matière organique dans son eau d'arrosage ?
Définition
Régime alimentaire : Le régime alimentaire est l'ensemble des aliments habituellement consommés par un animal. Il se détermine à partir d'observations de repas, de restes alimentaires ou de documents sur l'appareil digestif.
| Régime | Origine des aliments | Exemples étudiés |
|---|---|---|
| Herbivore ou phytophage | Végétale | Lapin : herbes et autres végétaux |
| Carnivore ou zoophage | Animale | Chat : aliments d'origine animale |
| Omnivore | Végétale et animale | Être humain : céréales, légumes, œufs… |
Attention
Un seul repas n'indique pas toujours le régime habituel. Omnivore signifie que l'espèce peut utiliser des aliments d'origine végétale et animale ; cela ne signifie pas « manger n'importe quoi » ni que chaque repas doit contenir les deux.
En quoi la dentition humaine correspond-elle à un régime omnivore ?
Définition
Dentition : La dentition est l'ensemble des dents d'un individu. La forme et la disposition des dents donnent des indices sur la façon de prélever, couper, déchirer ou broyer les aliments.
| Type de dent | Forme simplifiée | Fonction principale |
|---|---|---|
| Incisive, I | Bord coupant | Couper |
| Canine, C | Pointe | Saisir et déchirer |
| Prémolaire, PM | Surface à reliefs | Écraser et broyer |
| Molaire, M | Surface large à reliefs | Broyer |
Chez l'adulte humain ayant ses dents de sagesse, on compte 32 dents. Les différents types de dents rendent possibles plusieurs actions sur les aliments. Le tube digestif comprend successivement bouche, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin puis anus. Les aliments avancent dans ce tube et y subissent des transformations. Le détail des enzymes et de l'absorption sera approfondi en 3AC.
Comment lire une formule dentaire ?
Une formule dentaire indique le nombre de chaque type de dent pour une moitié de la mâchoire supérieure et une moitié de la mâchoire inférieure. La formule humaine adulte est : I 2/2 ; C 1/1 ; PM 2/2 ; M 3/3. Dans chaque fraction, le nombre du haut concerne la demi-mâchoire supérieure et celui du bas la demi-mâchoire inférieure.
Retrouver le nombre total de dents
Pour un côté : en haut, 2 + 1 + 2 + 3 = 8 dents ; en bas, 2 + 1 + 2 + 3 = 8 dents.
- Un côté comprend donc 16 dents.
- On multiplie par deux pour tenir compte des côtés droit et gauche : 2 × 16 = 32 dents.
- Le nombre réellement présent varie avec l'âge, l'apparition des dents de sagesse et la perte éventuelle de dents.
Comment comparer herbivore et carnivore ?
| Caractère | Lapin herbivore | Chat carnivore |
|---|---|---|
| Incisives | Développées pour couper les végétaux | Petites par rapport aux canines |
| Canines | Absentes | Longues et pointues |
| Espace sans dents | Diastème entre incisives et dents jugales | Pas de grand diastème comparable |
| Dents jugales | Surfaces adaptées au broyage | Certaines dents spécialisées dans le cisaillement |
| Tube digestif | Intestin relativement long et cæcum développé | Tube digestif relativement plus court |
Le lapin possède des adaptations au traitement des végétaux riches en fibres, avec notamment un cæcum développé où interviennent des micro-organismes. Chez le chat, les canines et les dents carnassières contribuent au traitement des aliments d'origine animale. Ces comparaisons portent sur des exemples : la taille d'un intestin doit être rapportée à celle de l'animal.
Attention
Le lapin n'est pas un ruminant. On ne doit pas lui attribuer l'estomac à compartiments de la vache. Pour déduire un régime, on combine plusieurs caractères au lieu d'utiliser une seule dent isolée.
De quoi une plante verte a-t-elle besoin pour se développer ?
Définition
Nutrition chlorophyllienne : La nutrition chlorophyllienne permet à une plante verte de produire sa matière organique à partir de matière minérale, avec l'énergie de la lumière. Les racines absorbent l'eau et les sels minéraux ; les parties aériennes échangent notamment du CO₂ avec l'air.
| Condition étudiée | Comparaison à réaliser | Interprétation attendue |
|---|---|---|
| Eau | Lot arrosé et lot non arrosé | L'eau est nécessaire au fonctionnement et au développement |
| Sels minéraux | Solution minérale complète et eau déminéralisée | Une carence limite le développement à terme |
| Lumière | Plantes éclairées et plantes à l'obscurité | La lumière permet la production photosynthétique |
| CO₂ | Air avec CO₂ et air appauvri en CO₂, dispositif contrôlé | Le CO₂ participe à la production de matière organique |
Méthode
Lire une expérience de carence
- Identifier le lot complet qui sert de référence.
- Repérer ce qui manque dans chaque lot et vérifier que les autres conditions restent identiques.
- Comparer des plantes semblables, sur une durée suffisante, avec plusieurs individus.
- Observer plusieurs critères : masse produite, état et couleur des feuilles, pas seulement la hauteur.
- Conclure uniquement sur le facteur testé.
Attention
Une graine utilise d'abord ses réserves : elle peut germer sans lumière. Une tige longue, fragile et pâle dans l'obscurité est étiolée ; elle ne prouve pas que la lumière est inutile. L'engrais apporte des sels minéraux, il ne remplace ni l'eau ni la lumière.
Comment montrer qu'une feuille fabrique de la matière organique ?
Définition
Amidon : L'amidon est une matière organique produite et stockée par de nombreux végétaux. L'eau iodée le révèle par une coloration bleu-noir. Une absence de coloration signifie que le test ne détecte pas d'amidon dans l'échantillon.
Dans une expérience menée par le professeur, une plante est d'abord placée suffisamment longtemps à l'obscurité pour réduire l'amidon déjà présent. On cache ensuite une partie d'une feuille avec un écran opaque, puis on éclaire la plante. Après préparation de la feuille et test à l'eau iodée, on compare la partie éclairée à la partie cachée.
Une feuille partiellement cachée
Document pédagogique : après le test, la zone verte éclairée devient bleu-noir ; la zone restée cachée demeure jaune-brun.
- La coloration indique de l'amidon dans la zone éclairée.
- La zone cachée n'en montre pas dans les conditions du test.
- La comparaison met en évidence le rôle de la lumière dans la production d'amidon.
Sur une feuille panachée, on peut aussi comparer zones vertes et zones non vertes éclairées. La coloration apparaît dans les zones chlorophylliennes si les autres conditions sont réunies. L'ensemble des expériences permet de relier la production de matière organique à la lumière, au CO₂, à l'eau et à la présence de parties chlorophylliennes.
Attention
La préparation d'une feuille peut faire intervenir de l'eau chaude et de l'alcool : c'est une manipulation de laboratoire conduite par le professeur, pas une expérience à reproduire seul. L'alcool doit rester éloigné de toute flamme.
Bilan simplifié : eau + dioxyde de carbone, avec lumière et chlorophylle, permettent la production de matière organique et la libération de dioxygène. Les sels minéraux sont indispensables à la construction et au fonctionnement de la plante. Les plantes continuent aussi à respirer.
Références et cadre du cours
- Programme de SVT 1AC et démarche d'investigation
Instructions reproduites dans un guide pédagogique, p. 1. Le semestre étudie les relations entre les êtres vivants et leur milieu.
- Étincelle SVT 1AC : sommaire et activités du premier semestre
Extrait du manuel disponible sur le site de l'éditeur. Les situations, exercices et corrigés de cette page sont originaux.
Questions fréquentes
Quelle différence entre herbivore, carnivore et omnivore ?
Comment calculer le nombre de dents à partir d'une formule dentaire ?
Quels sont les besoins d'une plante verte ?
Comment montrer qu'une feuille produit de l'amidon ?
Pourquoi une plante pousse-t-elle un peu dans le noir ?
Quiz : 20 questions sur ce chapitre
20 questions tirées au hasard parmi les 20 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.
Q1Un herbivore consomme principalement :
Réponse incorrecte
Son alimentation est d'origine végétale.
Q2Un animal qui mange graines et insectes est :
Réponse incorrecte
Il consomme des aliments d'origine végétale et animale.
Q3Les incisives servent surtout à :
Réponse incorrecte
Leur bord coupant contribue à cette fonction.
Q4De longues canines permettent notamment :
Réponse incorrecte
Elles participent au traitement de certains aliments, notamment chez les carnivores.
Q5Les molaires humaines servent surtout à :
Réponse incorrecte
Leur surface à reliefs traite les aliments par écrasement et broyage.
Q6Dans la formule I 2/2, les nombres décrivent :
Réponse incorrecte
Il faut tenir compte des deux côtés pour obtenir le total.
Q7Le nombre total d'incisives pour I 2/2 est :
Réponse incorrecte
Deux côtés × (2 en haut + 2 en bas) = 8.
Q8Le lapin possède normalement :
Réponse incorrecte
Ces caractères font partie des indices étudiés chez cet herbivore.
Q9Le lapin est-il un ruminant comme la vache ?
Réponse incorrecte
Il possède notamment un cæcum développé, pas l'organisation digestive du ruminant.
Q10Les racines absorbent notamment :
Réponse incorrecte
Ces apports proviennent du milieu en contact avec les racines.
Q11Le carbone de la matière organique photosynthétique vient du :
Réponse incorrecte
La plante utilise le CO₂ pour fabriquer sa matière organique.
Q12La lumière fournit à la photosynthèse :
Réponse incorrecte
La lumière est une source d'énergie, pas un aliment matériel.
Q13L'eau iodée révèle :
Réponse incorrecte
Une coloration bleu-noir indique la présence d'amidon.
Q14Une feuille contenant de l'amidon devient avec l'eau iodée :
Réponse incorrecte
C'est le résultat positif du test de l'amidon.
Q15Une graine peut commencer à germer dans le noir grâce à :
Réponse incorrecte
Les réserves alimentent le début du développement.
Q16Une tige longue, pâle et fragile dans le noir est :
Réponse incorrecte
La hauteur ne suffit pas à évaluer une bonne croissance.
Q17Pour tester les sels minéraux, on compare :
Réponse incorrecte
On isole la disponibilité des éléments minéraux.
Q18La photosynthèse libère notamment :
Réponse incorrecte
Elle produit de la matière organique et libère de l'O₂.
Q19Un seul repas suffit-il toujours à connaître un régime ?
Réponse incorrecte
Le régime décrit des habitudes alimentaires, pas un instant isolé.
Q20L'engrais remplace-t-il la lumière ?
Réponse incorrecte
Les besoins en énergie lumineuse et en éléments minéraux sont différents.
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Le chapitre est à revoir en entier
Ne recommencez pas le quiz tout de suite : relisez d'abord tout le cours, en refaisant sur votre cahier chaque exemple guidé au lieu de le lire. Enchaînez avec les exercices « facile », correction masquée, puis revenez ici. C'est en une seule séance de travail que la note change.
À revoir : 20 questions manquées
Un herbivore consomme principalement :
Bonne réponseDes végétaux
Son alimentation est d'origine végétale.
Un animal qui mange graines et insectes est :
Bonne réponseOmnivore
Il consomme des aliments d'origine végétale et animale.
Les incisives servent surtout à :
Bonne réponseCouper les aliments
Leur bord coupant contribue à cette fonction.
De longues canines permettent notamment :
Bonne réponseDe saisir et déchirer
Elles participent au traitement de certains aliments, notamment chez les carnivores.
Les molaires humaines servent surtout à :
Bonne réponseBroyer
Leur surface à reliefs traite les aliments par écrasement et broyage.
Dans la formule I 2/2, les nombres décrivent :
Bonne réponseUne demi-mâchoire supérieure et une inférieure
Il faut tenir compte des deux côtés pour obtenir le total.
Le nombre total d'incisives pour I 2/2 est :
Bonne réponse8
Deux côtés × (2 en haut + 2 en bas) = 8.
Le lapin possède normalement :
Bonne réponseUn diastème et pas de canines
Ces caractères font partie des indices étudiés chez cet herbivore.
Le lapin est-il un ruminant comme la vache ?
Bonne réponseNon
Il possède notamment un cæcum développé, pas l'organisation digestive du ruminant.
Les racines absorbent notamment :
Bonne réponseEau et sels minéraux
Ces apports proviennent du milieu en contact avec les racines.
Le carbone de la matière organique photosynthétique vient du :
Bonne réponseDioxyde de carbone
La plante utilise le CO₂ pour fabriquer sa matière organique.
La lumière fournit à la photosynthèse :
Bonne réponseDe l'énergie
La lumière est une source d'énergie, pas un aliment matériel.
L'eau iodée révèle :
Bonne réponseL'amidon
Une coloration bleu-noir indique la présence d'amidon.
Une feuille contenant de l'amidon devient avec l'eau iodée :
Bonne réponseBleu-noir
C'est le résultat positif du test de l'amidon.
Une graine peut commencer à germer dans le noir grâce à :
Bonne réponseSes réserves
Les réserves alimentent le début du développement.
Une tige longue, pâle et fragile dans le noir est :
Bonne réponseÉtiolée
La hauteur ne suffit pas à évaluer une bonne croissance.
Pour tester les sels minéraux, on compare :
Bonne réponseEau déminéralisée et solution minérale, à conditions comparables
On isole la disponibilité des éléments minéraux.
La photosynthèse libère notamment :
Bonne réponseDu dioxygène
Elle produit de la matière organique et libère de l'O₂.
Un seul repas suffit-il toujours à connaître un régime ?
Bonne réponseNon, il faut des indices sur l'alimentation habituelle
Le régime décrit des habitudes alimentaires, pas un instant isolé.
L'engrais remplace-t-il la lumière ?
Bonne réponseNon, il apporte des éléments minéraux
Les besoins en énergie lumineuse et en éléments minéraux sont différents.
Exercices corrigés
10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.
Exercice 1
FacileA consomme herbe et feuilles ; B se nourrit de petits animaux ; C consomme graines et insectes. Déterminer le régime de chacun.
Correction
A est herbivore ; B est carnivore ; C est omnivore car ses aliments ont les deux origines. Le terme carnivore inclut ici la consommation d'insectes.
Exercice 2
FacileAssocier incisives, canines et molaires à broyer, couper et déchirer. Expliquer l'intérêt de plusieurs types chez l'être humain.
Correction
Incisives : couper ; canines : saisir et déchirer ; molaires : broyer. La diversité des dents permet de traiter des aliments variés.
Exercice 3
MoyenUn adulte présente I 2/2 ; C 1/1 ; PM 2/2 ; M 3/3. Calculer le nombre total d'incisives, de canines puis de dents.
Correction
Incisives : 2 × (2 + 2) = 8. Canines : 2 × (1 + 1) = 4. Total : 2 × (8 + 8) = 32. Le facteur 2 tient compte de la droite et de la gauche.
Exercice 4
MoyenA possède de longues canines et des dents coupantes. B a de grandes incisives, pas de canines, un diastème et un cæcum développé. Proposer les régimes et justifier avec deux indices chacun.
Correction
A présente des indices de carnivore : canines développées et dents coupantes. B présente des indices d'herbivore : incisives de coupe, surfaces de broyage associées et cæcum développé. Les indices concordants sont plus solides qu'une seule observation.
Exercice 5
Moyen| Lot | Arrosage | Masse sèche finale moyenne |
|---|---|---|
| A | Solution minérale complète | 1,8 g |
| B | Eau déminéralisée | 0,7 g |
- Identifier le facteur étudié et le témoin.
- Comparer et conclure.
Correction
Facteur : présence de sels minéraux. A est le lot de référence. La masse sèche est supérieure de 1,1 g dans A. Les sels minéraux permettent un meilleur développement dans ces conditions ; l'eau seule ne suffit pas à long terme.
Exercice 6
MoyenAprès réduction de l'amidon initial, une partie de feuille est cachée et l'autre éclairée. Seule la partie éclairée devient bleu-noir à l'eau iodée. Que détecte le réactif ? Quel facteur est testé ?
Correction
Le réactif détecte l'amidon. Le facteur testé est la lumière. La zone cachée sert de comparaison ; l'expérience montre que l'éclairement permet la production d'amidon dans les conditions étudiées.
Exercice 7
MoyenUne feuille comporte des zones vertes et blanches. Après préparation et exposition à la lumière, seules les zones vertes se colorent en bleu-noir. Expliquer la conclusion et une condition à contrôler.
Correction
L'amidon détecté est associé aux zones chlorophylliennes. On contrôle que zones vertes et blanches reçoivent le même éclairement et que l'amidon initial a été réduit. La conclusion porte sur la production détectée dans cette expérience.
Exercice 8
MoyenUne graine germe dans l'obscurité. Un élève conclut qu'une plante n'a jamais besoin de lumière. Corriger cette affirmation.
Correction
Au début, la graine utilise ses réserves organiques. La germination initiale dans le noir ne démontre pas que la plante peut continuer à produire sa matière organique sans lumière. À long terme, le développement chlorophyllien nécessite l'éclairement.
Exercice 9
DifficileDeux plantes vertes reçoivent eau, sels minéraux et lumière. L'une reçoit de l'air ordinaire, l'autre de l'air appauvri en CO₂. La seconde produit moins de matière organique. Identifier la variable, la conclusion et une limite si l'humidité de l'air diffère aussi.
Correction
Variable visée : disponibilité du CO₂. À conditions identiques, la différence montre son importance pour la production. Si l'humidité diffère, une seconde variable peut agir : il faut la contrôler pour attribuer correctement le résultat au CO₂.
Exercice 10
Difficile| Lot | Hauteur | Aspect | Masse sèche |
|---|---|---|---|
| Éclairé | 9 cm | Vert et robuste | 1,4 g |
| Obscurité | 14 cm | Pâle et fragile | 0,6 g |
La plante la plus haute a-t-elle produit le plus de matière ? Justifier et nommer son état.
Correction
Non : le lot obscur est plus haut mais sa masse sèche est plus faible de 0,8 g. Il est étiolé. La hauteur seule est insuffisante pour évaluer le développement et la production de matière.