Objectifs

• Expliquer pourquoi les êtres vivants ont besoin d'énergie.
• Citer les sources d'énergie des êtres vivants : la lumière, la nourriture et le dioxygène de l'air qui permet de l'utiliser.
• Distinguer les végétaux chlorophylliens, qui utilisent la lumière, des animaux, qui utilisent les aliments.
• Montrer que le Soleil est, au départ, la source d'énergie de presque tous les êtres vivants.

1. Pourquoi les êtres vivants ont-ils besoin d'énergie ?

L'énergie, c'est ce qui permet de faire fonctionner quelque chose. Un être vivant a besoin d'énergie en permanence, même quand il dort, pour :

• se déplacer et faire travailler ses muscles (marcher, courir, voler, nager) ;
• grandir et réparer son corps (cicatrisation, renouvellement des cellules) ;
• faire fonctionner ses organes : le cœur bat, les poumons respirent, le cerveau réfléchit ;
• maintenir sa température chez les mammifères et les oiseaux (environ 37 °C chez l'être humain) ;
• se reproduire.

Les besoins en énergie ne sont pas les mêmes pour tout le monde : ils augmentent avec l'activité physique (un cultivateur qui laboure dépense plus qu'un élève assis), et ils varient avec l'âge et la taille. Un adolescent en pleine croissance a de grands besoins.

2. La lumière : la source d'énergie des plantes vertes

Les végétaux chlorophylliens (plantes vertes) contiennent un pigment vert, la chlorophylle, surtout dans leurs feuilles. Grâce à elle, ils captent l'énergie lumineuse du Soleil.

Avec cette énergie, la plante fabrique elle-même sa matière (sucres, amidon) à partir de substances simples :

• l'eau et les sels minéraux puisés dans le sol par les racines ;
• le dioxyde de carbone de l'air, qui entre par les feuilles.

En même temps, la plante rejette du dioxygène. Ce phénomène s'appelle la photosynthèse. Il n'a lieu qu'à la lumière.

Place les noms au bon endroit sur ce schéma d'une plante à la lumière :

Une expérience pour le prouver

On place deux plants de haricot identiques, l'un à la lumière, l'autre dans un placard sombre, pendant plusieurs jours, avec la même eau. On teste ensuite une feuille de chacun avec de l'eau iodée, qui devient bleu-noir en présence d'amidon.

Que va-t-on observer ? Réfléchis avant d'ouvrir.

3. La nourriture : la source d'énergie des animaux et des humains

Les animaux et les êtres humains ne savent pas utiliser la lumière pour fabriquer leur matière : ils doivent manger. L'énergie est contenue dans les aliments, sous forme de matière organique.

• Les glucides (riz, mil, manioc, igname, pain, sucre) : la source d'énergie rapide.
• Les lipides (huile, beurre de karité, arachide) : une réserve d'énergie très concentrée.
• Les protides (poisson, viande, œufs, haricots niébé) : surtout pour construire et réparer le corps.

Les herbivores (chèvre, zébu) prennent leur énergie dans les plantes ; les carnivores (lion) la prennent dans d'autres animaux ; les omnivores (être humain, poule) mangent les deux.

4. L'air : le dioxygène pour libérer l'énergie

Les aliments contiennent de l'énergie, mais elle n'est pas directement utilisable. Dans les cellules, les nutriments (comme le glucose) réagissent avec le dioxygène apporté par la respiration : l'énergie est alors libérée, et il se forme du dioxyde de carbone et de l'eau, rejetés dans l'air expiré.

Les plantes aussi respirent, jour et nuit : elles utilisent du dioxygène pour libérer l'énergie de la matière qu'elles ont fabriquée.

5. Le Soleil, source d'énergie au départ de tout

L'énergie passe d'un être vivant à l'autre le long des chaînes alimentaires :

flowchart LR
S[Soleil] --> H[Herbe]
H --> Z[Zebu]
Z --> L[Lion]
S --> M[Mil]
M --> Hu[Etre humain]

Les plantes vertes sont des producteurs : elles transforment l'énergie lumineuse en énergie contenue dans la matière. Les animaux sont des consommateurs : ils récupèrent cette énergie en mangeant. À chaque maillon, une partie de l'énergie est utilisée pour vivre (bouger, rester chaud) et ne passe pas au maillon suivant.

Exemple résolu

D'où vient, au départ, l'énergie qui permet à un épervier de voler, s'il mange des sauterelles qui mangent des feuilles de mil ?

Erreurs fréquentes

• Croire qu'on n'a besoin d'énergie que pour bouger : le corps en consomme aussi au repos.
• Penser que les plantes « mangent » la terre : leur énergie vient de la lumière.
• Dire que l'air est une nourriture : le dioxygène sert à libérer l'énergie des aliments, il n'en contient pas.
• Oublier que les plantes respirent elles aussi, de jour comme de nuit.

Récapitulatif

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