Nutrition chez les êtres vivants – Cours
🌱 NUTRITION CHEZ LES ÊTRES VIVANTS
1ère Année Collège
Cours de SVT
Introduction
Pour vivre et se développer, un animal doit s’alimenter. Le régime alimentaire d’un animal correspond à l’ensemble des aliments qu’il prélève dans son milieu.
Les végétaux chlorophylliens (verts) sont les seuls êtres vivants capables de fabriquer leur matière organique à partir d’éléments minéraux (dioxyde de carbone, eau et sels minéraux) et de lumière, contrairement aux animaux qui doivent se nourrir d’autres êtres vivants, donc de matière organique.
Problématiques :
- Quels sont les différents types de régimes alimentaires ?
- Comment les animaux prélèvent-ils leur nourriture dans leur milieu ?
- Quelles sont les structures qui permettent aux animaux de consommer la nourriture ?
- Comment peut-on mettre en évidence la production de matière par les végétaux ?
- Quels sont les besoins des végétaux verts pour produire de la matière organique ?
Pour connaître le régime alimentaire des animaux, on utilise plusieurs méthodes :
- L’observation directe des animaux en train de manger.
- L’observation des traces d’un repas.
- L’examen du contenu du tube digestif.
- L’analyse des excréments.
Les régimes alimentaires des animaux
1. Définition
Un régime alimentaire est l’ensemble des aliments que consomme un animal.
2. Le régime végétarien
Certains animaux ont un régime alimentaire végétarien : ce sont des phytophages. Ils se nourrissent surtout de végétaux ou de substances produites par les végétaux (sève, nectar, etc.).
Exemples : le lapin, le criquet…
Le régime végétarien est parfois très spécialisé :
- Les herbivores ne consomment que de l’herbe (la vache).
- Les granivores ne mangent que des graines (le bec-croisé).
- Les frugivores ne consomment que des fruits (le singe).
- Les nectarivores ne se nourrissent que de nectar (le colibri).
Parmi les herbivores, on distingue les ruminants et les non-ruminants :
- La vache fait partie des ruminants : son estomac est composé de 4 poches.
- Chez le lapin, herbivore non-ruminant, il n’y a qu’un seul estomac.
3. Le régime carnivore
D’autres animaux ont un régime alimentaire carnivore : ce sont les zoophages. Ils se nourrissent surtout d’aliments d’origine animale.
Exemples : la chouette, le léopard, la couleuvre, l’épervier, le héron, la coccinelle, l’étoile de mer…
Le régime carnivore est parfois très spécialisé :
- Les insectivores ne consomment que des insectes (l’hirondelle).
- Les piscivores ne mangent que des poissons (le balbuzard pêcheur).
- Les charognards mangent des cadavres abandonnés (le vautour).
4. Le régime omnivore
D’autres animaux ont un régime alimentaire omnivore. Ils se nourrissent à la fois d’aliments d’origine animale et d’aliments d’origine végétale.
Exemples : l’ours, le renard, l’Homme…
Le régime omnivore est parfois très spécialisé :
- Les planctophages ne consomment que du plancton animal et végétal (la baleine).
Le régime alimentaire omnivore chez l’Homme
1. Introduction
L’alimentation chez l’Homme est très diversifiée : aliments d’origine animale et aliments d’origine végétale. Cette double caractéristique définit le régime alimentaire omnivore et nécessite la présence d’organes adaptés.
- Quelles sont les différentes sortes de dents chez l’Homme ?
- Quels sont les différents types de muscles masticateurs chez l’Homme ?
- Quelles sont les caractéristiques de l’appareil digestif chez l’Homme ?
2. La dentition chez l’Homme
La dentition chez l’Homme est caractérisée par la présence de quatre types de dents :
- Les incisives (i) : en forme de lame, elles servent à couper les aliments.
- Les canines (c) : pointues, elles servent à déchirer les aliments.
- Les prémolaires (p) : plates, elles servent à broyer les aliments.
- Les molaires (m) : larges et plates, elles servent à broyer les aliments.
3. Formule dentaire
On peut déterminer chez l’Homme une formule dentaire en comptant, sur chaque demi-mâchoire supérieure et inférieure, le nombre de chaque type de dents.
Formule dentaire de l’enfant (20 dents) :
(2i + 1c + 2p) / (2i + 1c + 2p) × 2 = 20
Formule dentaire de l’adulte (32 dents) :
(2i + 1c + 2p + 3m) / (2i + 1c + 2p + 3m) × 2 = 32
4. Les muscles masticateurs chez l’Homme
Chaque mâchoire est associée à des muscles masticateurs. Les contractions et décontractions de ces muscles permettent à la mâchoire inférieure de faire des mouvements dans toutes les directions grâce au condyle mandibulaire.
- Muscle temporal : fermeture de la bouche et traction de la mandibule vers l’arrière.
- Muscle masséter : fermeture de la bouche.
La mâchoire permet un mouvement d’ouverture haut/bas mais aussi gauche/droite, nous permettant de mastiquer notre nourriture.
- Condyle mandibulaire : région d’articulation de la mâchoire inférieure qui se relie à la mâchoire supérieure.
5. L’appareil digestif chez l’Homme
Le tube digestif chez l’Homme permet la digestion des aliments puis l’absorption des nutriments. Il est constitué de l’œsophage, de l’estomac, de l’intestin grêle et du gros intestin. Sa longueur (de la bouche à l’anus) est de plus de 10 m, ce qui équivaut à 6 à 8 fois la taille humaine.
Conclusion :
L’Homme se nourrit d’aliments variés d’origine animale et végétale. Il est capable de manger toutes sortes d’aliments : on dit qu’il a un régime alimentaire omnivore.
Ce régime est caractérisé par :
- Une denture complète : il possède toutes les sortes de dents (incisives, canines, molaires et prémolaires).
- La forme du condyle et les muscles masticateurs qui mettent la mâchoire inférieure en mouvement.
Comparaison des régimes herbivore et carnivore
1. Comparaison de la dentition
Dentition du lapin (herbivore)
Les 28 dents du lapin se décomposent comme suit :
- Mâchoire supérieure : 4 incisives, 12 molaires (6 prémolaires et 6 molaires).
- Mâchoire inférieure : 2 incisives et 10 molaires (4 prémolaires et 6 molaires).
Contrairement aux carnivores, le lapin ne possède pas de canines. Chez le lapin, les incisives permettent de saisir et de couper les aliments.
Formule dentaire du lapin :
(2i + 0c + 3p + 3m) / (1i + 0c + 2p + 3m) = 28
Dentition du chat (carnivore)
Le chat se nourrit de viande de proies qu’il chasse. Il possède des muscles bien développés au niveau des jambes et ses pattes portent de longues griffes rétractiles et pointues. Sa denture est composée d’incisives courtes, de longues canines pour tuer et porter sa proie, et de molaires tranchantes pour découper la viande.
Chez le chat, les canines permettent de saisir les aliments et les carnassières permettent de couper les aliments.
Formule dentaire du chat :
(3i + 1c + 3p + 1m) / (3i + 1c + 2p + 1m) = 30
2. Comparaison du tube digestif
Tube digestif du lapin (herbivore)
Le lapin possède un tube digestif long et développé, formé d’un petit œsophage, d’un grand estomac et d’un long intestin grêle. Le gros intestin est dix fois plus long que le corps et se termine par un volumineux cæcum. La digestion est lente.
Tube digestif du chat (carnivore)
Les aliments dont se nourrit le chat s’acheminent dans un tube digestif court et simple, constitué d’un large œsophage qui conduit à un petit estomac, puis à un court intestin grêle, pour finir dans le gros intestin trois fois plus long que le corps. La digestion du chat est rapide.
Les besoins nutritifs des plantes vertes
1. Introduction
La nutrition des végétaux verts est très différente de celle des animaux. Depuis des siècles, on réalise des cultures sur les sols à partir de semis. De nos jours, on peut cultiver des plantes sans sol : c’est la culture « hors sol ». Cette technique permet de connaître les besoins des plantes vertes.
2. La nécessité de l’eau
On place des végétaux identiques dans deux récipients, l’un contenant de l’eau, l’autre non.
Observation : Au bout de quelques heures, la plante sans eau se flétrit, l’autre non.
Conclusion : Les plantes ont besoin d’eau pour subsister et se développer.
3. La nécessité des sels minéraux
On choisit deux jeunes plantes d’orge identiques, chacune est placée dans un tube à essai :
- Tube 1 : on donne de l’eau déminéralisée (sans sels minéraux) à la plante expérimentale.
- Tube 2 (témoin) : on donne de l’eau déminéralisée et des sels minéraux à la plante témoin.
Observation : L’absence de sels minéraux freine, puis stoppe la croissance de l’orge.
Conclusion : Les sels minéraux sont des éléments nutritifs nécessaires au développement normal des plantes.
4. Des poils pour nourrir la plante en eau et en sels minéraux
La racine d’une plante est formée de trois zones distinctes :
- La zone subéreuse : partie supérieure de la racine constituée de liège.
- La zone pilifère : riche en poils absorbants.
- La coiffe : enveloppe protectrice de la racine.
La zone des racines responsable de l’absorption de l’eau est la zone pilifère, riche en poils absorbants. Les poils permettent à la jeune plantule d’absorber l’eau et les sels minéraux.
5. La nécessité du CO₂ et de la lumière
Observation : Le végétal vert privé de lumière (sous le cache) ne se développe pas correctement, contrairement au végétal placé en présence de lumière. Le végétal privé de dioxyde de carbone ne se développe pas correctement non plus.
Conclusion : Le végétal vert a besoin de lumière et de dioxyde de carbone de l’air.
6. Conclusion
Pour pouvoir grandir, les végétaux ont besoin :
- De prélever par les racines de l’eau et des sels minéraux.
- De prélever par les feuilles du dioxyde de carbone.
- D’être exposés à la lumière.
L’absorption de l’eau et des sels minéraux s’effectue par les racines au niveau des poils absorbants. L’eau et les sels minéraux absorbés constituent la sève brute, qui circule des racines vers tous les organes de la plante dans des vaisseaux conducteurs.
Échanges gazeux et production de la matière organique
1. Introduction
Les végétaux chlorophylliens (verts) sont les seuls êtres vivants capables de fabriquer leur matière organique à partir d’éléments minéraux (dioxyde de carbone, eau et sels minéraux) et de lumière, contrairement aux animaux qui doivent se nourrir d’autres êtres vivants, donc de matière organique.
2. Les échanges gazeux
Chez les végétaux chlorophylliens, un phénomène appelé photosynthèse aboutit à la production de dioxygène et à la capture de dioxyde de carbone par la plante :
- En présence de lumière, les végétaux réalisent des échanges gazeux photosynthétiques et respiratoires.
- En absence de lumière, les végétaux n’effectuent que des échanges gazeux respiratoires.
Les échanges gazeux photosynthétiques se manifestent par l’entrée de dioxyde de carbone et la libération de dioxygène par la plante.
3. Les structures responsables de l’absorption de CO₂ et du dégagement d’O₂
Le dioxyde de carbone entre dans la plante grâce aux stomates situés sur les feuilles. Les stomates sont des orifices qui peuvent s’ouvrir et se fermer pour laisser passer les gaz. La plante ferme ses stomates la nuit (photosynthèse impossible sans lumière) et lorsque la température est trop élevée, pour limiter les pertes d’eau.
4. La production de matière organique
L’amidon est un glucide (sucre) constituant la matière organique des végétaux. La photosynthèse permet, grâce à la lumière du soleil, de fabriquer cette matière organique au niveau des feuilles. L’amidon est fabriqué à partir des éléments minéraux prélevés dans l’environnement, tels que l’eau et le dioxyde de carbone.
5. Comment fonctionne la photosynthèse ?
Chez les végétaux, les cellules contiennent des organites très spécifiques baignant dans le cytoplasme : les chloroplastes. Ils contiennent un pigment vert, la chlorophylle, à l’origine de la couleur verte des végétaux. On retrouve ces organites dans les cellules des feuilles et des tiges principalement. Les chloroplastes sont des organites très importants car c’est en leur sein qu’a lieu la photosynthèse.
Équation bilan de la photosynthèse :
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
6. Le système de circulation dans la plante
La plante possède 2 systèmes de circulation opposés :
- La sève brute transporte l’eau et les sels minéraux de la racine vers les feuilles.
- La sève élaborée transporte la matière organique des feuilles aux autres organes.
7. Le moteur de cette circulation : l’évapotranspiration
Au niveau des feuilles, l’eau sort des stomates : c’est l’évapotranspiration. Ce phénomène crée une aspiration des fluides de la racine jusqu’aux feuilles : la sève monte.
8. Le stockage de la matière organique
La matière organique est stockée dans des organes de réserve comme les fruits, les tubercules ou les graines. Cette matière est présente sous forme de nutriments :
- Lipides (graisses) = graines de tournesol.
- Glucides (sucres) = pommes de terre, graines de blé, maïs.
📌 Synthèse – Nutrition chez les êtres vivants
• Régimes alimentaires : végétarien (phytophage), carnivore (zoophage), omnivore.
• Homme : omnivore, denture complète (32 dents), tube digestif long.
• Herbivore : pas de canines, tube digestif long, digestion lente.
• Carnivore : canines développées, tube digestif court, digestion rapide.
• Plantes vertes : besoin d’eau, sels minéraux, CO₂ et lumière → photosynthèse.
• Photosynthèse : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ (dans les chloroplastes).
Tous les êtres vivants ont besoin de matière organique pour vivre et se développer.
Nutrition chez les êtres vivants – Cours