THEME : ALIMENTATION, PRODUCTION ALIMENTAIRE, ENVIRONNEMENT INTRODUCTION : Ce Thème comporte deux grandes parties. La première intitulée  « Comportements alimentaires et satisfaction des besoins », permet d’aborder à l’échelle de l’individu, les bases d’une alimentation équilibrée. Pour cela, de nombreux acquis du collège (5ème et 3ème) seront à réinvestir. La deuxième partie, intitulée « Production alimentaire et environnement » aborde le problème de l’alimentation à l’échelle mondiale. En effet, sur la base de l’alimentation équilibrée d’un individu, se pose le problème de l’alimentation de tous les individus. Pour cela, il faut s’interroger sur l’importance de la production alimentaire à réaliser, sur les moyens permettant de la réaliser et sur les conséquences de cette production intense sur l’environnement. La progression qui suit a été préparée dans l’optique d’une classe de 1ère ES. Ce thème est introduit à l’aide d’un extrait du texte : "Proclamation du droit de manger à sa faim" du dossier pédagogique, journée mondiale de l’alimentation (voir annexe 1). De ce texte, on extrait plusieurs mots clés, tels que : - "alimentation insuffisante en quantité et en qualité" - "la population croît rapidement et la production alimentaire ne suit pas." - "Or, les moyens existent de s’attaquer au problème" - "Parmi toutes les nécessités de la vie, la première est de manger." A partir de ce texte, la problématique ainsi que les grands problèmes qui seront abordés pendant  le cours peuvent être appréhendés : Problématique : Quels aliments pour nourrir demain six milliards d’hommes ? -  Pourquoi l’alimentation est-elle une nécessité ? - Comment expliquer la nécessité d’une alimentation suffisante en quantité et en qualité ? - Quels sont les moyens pour obtenir une production alimentaire en accord avec la croissance démographique ? - Quelles sont les conséquences d’une telle production ? Les prérequis des élèves :  Les élèves ont appris en classe de 5ème et 3ème que les aliments au terme de plusieurs transformations (digestion) passent dans le sang à destination des cellules de l’organisme. Les nutriments apportent aux cellules de la matière et de l’énergie indispensables au bon fonctionnement des cellules. De plus, une relation entre une alimentation équilibrée et la santé  a été établie. Ces notions seront réinvesties tout au long du cours.  Ouverture et pluridisciplinarité : Une étude sur l’aide alimentaire, les problèmes économiques de certains pays à utiliser les moyens pour augmenter la production alimentaire peut être envisagée en collaboration avec le professeur de SES. De plus, une ouverture sur la sécurité alimentaire très développée dans les médias, peut faire l’objet d’un débat à partir de textes issus de revues scientifiques ou autres. I- L’ALIMENTATION A L’ECHELLE DE L’INDIVIDU DEMARCHE ADOPTEE ACTIVITES PROPOSEES NOTIONS CONSTRUITES Observation : extrait du texte « En culotte courte » Pour la science n°277 Comment expliquer le choix alimentaire d’un individu ? Comment expliquer que des aliments si divers puissent satisfaire le fonctionnement d’un même organisme ? Observation de personnes réalisant une grève de la faim( conditions de cette grève). Comment les substances contenues dans les aliments permettent la survie de l’organisme ? Observation d’un sportif et d’un individu au repos. notion de dépense énergétique. Quels sont les besoins d’un individu et quels sont les moyens de les couvrir ? Photo d’un obèse et d’un enfant atteint de marasme. Quelles sont les conséquences lorsque la prise alimentaire ne coïncide pas avec les besoins de l’individu ? - Protocole de dégustation (voir annexe 2) - Etude de la composition de différents aliments, à partir d’étiquettes colléctées par les élèves. - Réalisation d’un schéma fonctionnel présentant le devenir des aliments dans l’organisme. Activité 1 : - Utlisation du logiciel NUT ou DIET - Comparaison des résultats entre les élèves. - Etude de documents sur le métabolisme basal. - Etude de documents sur la dépense énergétique selon le sexe, l’âge, l’état physiologique (femme enceinte, allaitement…). Activité 2 : - Etude de la règle 421 - Etude de documents sur la répartition en substances organiques d’une ration alimentaire conseillée. - Etude de documents sur le kwashiorkor. - Etude de documents sur le rachitisme. - Etude de documents sur différentes maladies par carence : marasme, boulémie, anorexie. - Etude de documents sur l’obésité et ses conséquences sur la santé ( diabète, maladies cardio-vasculaires,…). 1- L’alimentation repose sur un choix. Définition de l’appétence alimentaire. Mise en jeu de différents facteurs : -sensoriels (goût, odorat, vue, toucher) -socio-culturels (acquis) -biologiques (innée) 2-La composition des aliments Dans un tableau général, dégager les caractéristiques communes des aliments (substances organiques et substances minérales) et les différences ( proportions diverses). L’eau est un aliment essentiel. 3-L’alimentation repose sur des besoins a-Les aliments : source de matière et d’énergie Les acquis du collège sont réinvestis. Notions de digestion, passage des nutriments dans le sang à destination des cellules de l’organisme. Apport d’énergie et de matière des nutriments aux cellules. b-Les besoins de l’individu Notion de dépense énergétique variable selon le sexe, l’âge, l’activité physique, l’état physiologique de l’individu. L’apport de nutriments énergétiques doit couvrir cette dépense. Notion de besoins quantitatifs ou énergétiques. Une ration alimentaire équilibrée repose sur : -une ration énergétique respectant des rapports dans la qualité de sa composition. -une composition qualitative de ces substances (notion d’acides aminés et d’acides gras indispensables) -d’autres éléments essentiels : vitamines, eau… Notion de besoins qualitatifs. La ration alimentaire doit donc couvrir les besoins quantitatifs et qualitatifs de l’individu. 4-Les situations de déséquilibres alimentaires Notions de : - pathologies dues à des carences quantitatives (marasme, boulimie,..) ou qualitatives (avitaminoses …) - pathologies dues à des excès : obésité et ses conséquences. Mettre en évidence la relation entre les déséquilibres alimentaires et le contexte socio-économique du pays. II- LES PRODUCTIONS ALIMENTAIRES ET LEURS CONSEQUENCES SUR L’ENVIRONNEMENT Les constats : - l’omniprésence de  déséquilibres alimentaires - une alimentation équilibrée nécéssite des aliments variés et en quantité. -   une démographie croissante Le problème : Comment produire suffisamment d’aliments face à l’augmentation de la population mondiale ? DEMARCHE ADOPTEE ACTIVITES ENVISAGEES NOTIONS CONSTRUITES Quelles sont les bases de la production alimentaire et comment évaluer son rendement ? Comment augmenter la production alimentaire ? Quelles sont les conséquences sur l’environnement d’une production intensive ? - Construction d’une pyramide de biomasse et d’énergie. - Evaluation des pertes de biomasse et d’énergie entre les maillons de la chaîne. - Etude de documents (textes, graphiques) sur l’utilisation des engrais. - Etude de documents sur l’effet des ravageurs sur les cultures. - Etude de documents sur l’utilisation des pesticides. - Etude de documents sur les OGM (plantes résistantes aux insectes…) - Etude de documents sur la pollution par les nitrates. - Etude de documents sur les conséquences des pesticides (bioamplification) 1-Les bases de la production alimentaire Notions de : chaîne alimentaire, de producteurs primaires, de consommateurs, de productivité, de rendement et d’agrosystème. Mettre en évidence qu’à la base de la production animale et humaine se situe les végétaux. Apporter la notion de pertes de matière et d’énergie entre les maillons de la chaîne, et donc de la nécessité d’une production végétale quantitativement importante. 2-Accroître la production alimentaire Augmenter la production alimentaire nécessite l’augmentation de la production végétale. Pour cela, différents moyens sont possibles : - augmenter la productivité (utilisation d’engrais) - diminuer les pertes par l’utilisation de pesticides - utilisation des OGM Bilan sur l’agrosystème : système déséquilibré (exportation intense de végétaux nécessitant un apport exogène permanent). 3-Les conséquences d’une production alimentaire intense sur l’environnement Conséquences d’une production intense : - accumulation des nitrates dans les nappes phréatiques et conséquences sur l’homme (empoisonnement du sang, substances cancérigènes) - bioamplification des pesticides le long de la chaîne alimentaire. - destruction d’insectes utiles (pas de sélectivité des pesticides) - apparition d’insectes résistants aux pesticides… ANNEXE 1 : Proclamation du droit de manger à sa faim Plus de la moitié de l’humanité reçoit une alimentation insuffisante en quantité ou en qualité, et pourtant les armements ont coûté en 1962 environ 150 milliards de dollars, tandis que les fonds affectés au développement économique et social ont été infimes par comparaison. Si nous considérons qu’au vingtième siècle un nouveau-né sur trois n’a pas la moindre espérance d’une vie normale, force nous est de conclure que notre civilisation mutile son capital humain et limite ses chances de progrès. Qui plus est, cette situation ne cesse d’empirer, car la population croît rapidement et la production alimentaire ne suit pas. Or, les moyens existent de s’attaquer au problème et, s’ils étaient employés efficacement, il serait désormais possible de réaliser le rêve d’un monde affranchi de la faim. Mais l’humanité a-t-elle conscience du péril et est-elle prête à l’affronter ? Il est intolérable que l’immense somme de savoir et de richesses qui existe actuellement dans le monde soit si peu utilisée pour améliorer le sort des multitudes qui en ont si désespérément besoin. Parmi toutes les nécessités de la vie, la première est de manger. La faim et la malnutrition peuvent empêcher l’essor d’une nation dans tous les domaines. […] Fait à Rome, le 14 mars 1963 Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture Extrait du dossier pédagogique de la journée Mondiale de l’Alimentation (16 octobre 2000). ANNEXE 2  : ACTIVITE PROPOSEE : PROTOCOLE DE DEGUSTATION. Matériel par poste de travail: - 5 yaourts ( un allégé avec des morceaux de fruits, un de marque générique aux fruits, un velouté nature, un nature non brassé, un aromatisé non brassé). - 1 cuillère en plastique par personne. - 4 solutions différentes cachées (café fort, eau sucrée, eau salée, jus de citron) - des pailles (1 par personne) - des bâtonnets pour tester les zones sensibles de la langue. - un document présentant les zones de la langue sensibles aux saveurs de base - 2 séries de solutions sucrées croissantes (4, 6, 10, 14, 20,30, 36, 40, 60 g/l). A une des séries, on ajoute un colorant alimentaire rouge, et l’autre un colorant alimentaire vert. Les séries sont numérotées dans l’ordre croissant des concentrations. Questionnaire : 1- Testez et rechercher les différents critères qui vous font choisir un yaourt plutôt qu’un autre parmi ceux qui vous sont proposés. Numérotez ensuite les critères selon leur ordre d’importance pour vous. 2- Dégustez les quatre solutions proposées le nez bouché et les yeux bandés. Indiquez, pour chaque solution, la saveur reconnue. 3- Renouvelez l’expérience les yeux bandés et le nez dégagé. La saveur est-elle atténuée, identique ou renforcée pour chaque solution ? Qu’en concluez-vous ? 4- Trempez un bâtonnet dans différentes solutions dont la saveur est connue et cherchez à reconnaître les correspondances avec le document mis à votre disposition. Etes- vous d’accord ? 5- Vous avez à votre disposition deux séries de flacons d’eau sucrée à différentes concentrations croissantes mais inconnues. Indiquez, pour chaque série, le numéro du flacon pour lequel la saveur sucrée est détectée par application sur l’extrémité de la langue un bâtonnet humecté.Comparez vos résultats avec ceux de vos camarades. Concluez. 6- À partir des résultats précédemment obtenus, expliquez ce qui détermine votre appétence (désir, envie) alimentaire. ANNEXE 3  : PROPOSITION D’EVALUATION : THEME AU CHOIX 1ère ES Durée 45 min Noté sur 20 points Malnutrition, pauvreté et développement intellectuel. Aujourd’hui, sur la Terre, 195 millions d’enfants de moins de cinq ans sont sous-alimentés. La malnutrition a des formes évidentes dans les pays pauvres : les journaux et les télévisions montrent des corps émiacés, dans des régions frappées par la famine ou déchirées par la guerre. Elle est moins prononcée et plus commune dans les pays riches : en 1992, 12 millions d’enfants américains avaient une consommation alimentaire inférieure aux apports journaliers recommandés par l’Académie nationale des sciences. La malnutrition des enfants provoque des problèmes de santé qui peuvent devenir chroniques et conduire à la mort : perte de poids extrême, arrêt de la croissance, affaiblissement des résistances immunitaires. Dans les cinq premières années de la vie, les conséquences sont particulièrement dramatiques : le corps est en période de croissance rapide et il a d’avantage besoin d’énergie et de nutriments. La malnutrition perturbe aussi le développement intellectuel. On a longtemps pensé qu’elle agissait uniquement en créant des lésions cérébrales irréversibles. Toutefois des travaux récents montrent que des lésions dues à la malnutrition sont réversibles (…). En Amérique latine, en Afrique et aux Etats-Unis, des enfants qui avaient souffert de malnutrition avaient de moins bons résultats aux tests de QI que les enfants, convenablement nourris, de statut social et économique comparable. Puis plusieurs études ont confirmé que la malnutrition infantile limite durablement le développement intellectuel. Extrait de : Malnutrition, pauvreté et développement intellectuel, Larry Brown et Ernesto Pollitt . Pour la science, mai 1996 . Première question (10 points) Exploiter un document Rechercher dans le texte les conséquences de la malnutrition infantile Deuxième question (10 points) Mobiliser ses connaissances Ce texte présente les dangers d’une alimentation déséquilibrée chez l’enfant. Expliquez les principes d’une alimentation équilibrée. INDICATEUR DE CORRECTION DU SUJET Première question :  Malnutrition touche les enfants lors de :  -famine et guerre dans les pays pauvres. - consommation alimentaire inférieure à l’apport journalier conseiller dans les pays riches ( 1992, 12 millions d’enfants américains touchés). C’est une  période de croissance rapide donc des besoins nutritifs sont  accrus.( besoins de matière et d’énergie). Conséquences de la malnutrition infantile : - problèmes de santé qui peuvent devenir chronique et conduire à la mort. - perte de poids extrême - arrêt de la croissance - affaiblissement des résistances immunitaires - perturbation du développement intellectuel : démontré par le test de QI effectué sur des enfants convenablement nourris ou ayant souffert de malnutrition. La malnutrition entraîne des lésions du cerveau réversibles. Deuxième question : L’alimentation est source de matière et d’énergie (substances organiques et minérales) indispensables à la survie et au bon développement de l’individu. La ration alimentaire dépend de plusieurs facteurs : âge, sexe, période de croissance,… . En fonction de ces facteurs les besoins nutritifs ne sont pas les mêmes. Une alimentation équilibrée doit donc tenir compte de ces variations et couvrir les besoins quantitatif et qualitatif de l’individu.   RESSOURCES DOCUMENTAIRES : Quelques ouvrages : CAMPBELL Biologie De Boeck Université Biologie 1ère L et ES collection Tavernier édition Bordas (ancienne édition) Science de la Vie et de la Terre, Seconde édition