Corrigé bac SVT 2025 Métropole jour 1 — Exercice 1 : Le végétal chlorophyllien et l'eau

Introduction

Les Angiospermes, ou plantes à fleurs, mènent une vie fixée : ancrées au sol par leurs racines, elles ne peuvent pas se déplacer vers leurs ressources et doivent donc les prélever là où elles se trouvent, à l'interface de deux milieux très différents — le sol, qui fournit l'eau et les ions minéraux, et l'atmosphère éclairée, qui fournit le $\mathrm{CO}{}_2$ et l'énergie lumineuse. Ce sont des organismes autotrophes : ils synthétisent eux-mêmes leur matière organique à partir de matière minérale, par photosynthèse, dans les cellules chlorophylliennes des feuilles. Or l'eau que ces cellules utilisent a été prélevée à plusieurs décimètres, parfois à plusieurs mètres de là, dans le sol. Comment l'absorption de l'eau du sol par des structures variées aboutit-elle à la production de matière organique dans les feuilles ? Nous suivrons le trajet de l'eau : son absorption par les vastes surfaces d'échange souterraines, son transport par les tissus conducteurs et le moteur de cette ascension, enfin son rôle de réactif dans la photosynthèse et le devenir des molécules produites.

I. De grandes surfaces souterraines absorbent l'eau du sol

L'eau du sol est diluée et dispersée dans un volume considérable : pour la capter, la plante maximise sa surface de contact. L'appareil racinaire se ramifie abondamment, et, en arrière de l'extrémité de chaque jeune racine, la zone pilifère porte des poils absorbants, fines expansions des cellules de l'épiderme racinaire, qui peuvent se compter par milliers au centimètre carré. Observation : une graine de cresson ou de radis germée sur coton humide, examinée à la loupe, montre un manchon feutré de poils quelques millimètres en arrière de l'apex ; ils sont absents de la coiffe et des portions âgées de la racine, ce qui localise précisément la zone d'absorption. Ordre de grandeur : chez un plant de seigle adulte, la surface racinaire totale, poils compris, se compte en centaines de mètres carrés, sans commune mesure avec la surface du corps d'un animal de masse comparable.

Cette absorption est le plus souvent facilitée par des symbioses, associations à bénéfices réciproques. Les mycorhizes associent les racines à un champignon du sol : ses filaments, bien plus fins que les racines, explorent un volume de sol beaucoup plus grand et lui cèdent de l'eau et des ions (en particulier le phosphate) ; la plante lui fournit en retour des sucres issus de la photosynthèse. Expérience : deux lots de plants identiques sont cultivés sur un même sol pauvre, l'un inoculé par le champignon, l'autre non. Au bout de quelques semaines, le lot mycorhizé a produit une biomasse nettement supérieure et prélevé davantage d'eau et de phosphate : la symbiose améliore bien la nutrition hydrique et minérale. Chez les Légumineuses (trèfle, pois), des bactéries logées dans des nodosités racinaires fixent le diazote $\mathrm{N}{}_2$ de l'air ; cette symbiose-là concerne la nutrition azotée, non l'absorption d'eau : il ne faut pas les confondre.

Bilan : par ses poils absorbants et ses symbioses, la racine prélève dans la solution du sol une eau qui contient déjà les ions minéraux nécessaires aux synthèses ultérieures.