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

Comment l'absorption de l'eau du sol par des structures variées chez les Angiospermes permet d'aboutir à la production de matière organique dans les cellules chlorophylliennes des feuilles ?

Il sera donc possible d'étudier dans une 1ère partie le rôle des racines, de la tige et de la feuille dans l'absorption de l'eau du sol puis nous verrons dans une 2nde partie le rôle de l'eau dans la photosynthèse au niveau des feuilles.

1- Le rôle des racines, de la tige et de la feuille dans l'absorption de l'eau du sol

Les plantes développent de grandes surfaces d'échange souterraines permettant l'absorption d'eau et d'ions du sol :

• grâce aux poils absorbants
• facilitée le plus souvent par des symbioses, notamment les mycorhizes, associations à bénéfices réciproques entre champignons et racines de plantes

Des tissus conducteurs canalisent les circulations de matière dans la plante, notamment entre :

• les lieux d'approvisionnement en matière minérale : les racines
• les lieux de synthèse de matière organique : les feuilles Les vaisseaux conducteurs de xylème conduisent la sève brute minérale ascendante.

Le moteur de cette ascension de sève brute est l'évapotranspiration : les feuilles développent de grandes surfaces d'échange aériennes permettant la sortie de H2O sous forme de gaz au niveau de minuscules orifices, les stomates.

Pour argument, une expérience consiste à verser quelques gouttes de colorant ou d'encre dans un vase rempli d'eau où on a placé une branche de céleri. Deux heures plus tard, on sort la branche de l'eau et on coupe une fine tranche transversale dans la tige. En observant la tranche de céleri, on constate que l'eau colorée passe dans des canaux : l'eau circule dans toute la plante par des vaisseaux.

2- Le rôle de l'eau dans la photosynthèse au niveau des feuilles.

Dans les cellules chlorophylliennes des feuilles, l'eau va participer à la production de matière organique par photosynthèse.

Énergie lumineuse

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Pour argument, l'expérience de Ruben et Kamen : ils ont utilisé un isotope lourd de l'oxygène (18O) à la place de l'oxygène habituel (16O) et ils ont marqué ainsi diverses molécule (H2O, CO2). Lorsque de l'eau est marquée par le 18O (H2 18O), le dioxygène produit par la photosynthèse devient marqué. Ils en déduisent que c'est l'eau (H2O) qui est à l'origine du dioxygène produit. Pour former une molécule de dioxygène, il faut donc 2 molécules d'eau. Ces résultats montrent que l'on peut décomposer la réaction photosynthétique en deux groupes de réactions : une oxydation de l'eau par photolyse et une réduction du CO2

Dans les cellules chlorophylliennes des feuilles :

• l'énergie lumineuse est captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste
• l'énergie lumineuse est ensuite convertie en énergie chimique par la photolyse de l'eau,
• avec libération d'O2 et réduction du CO2
• aboutissant à la production de glucose et d'autres sucres solubles.

Ainsi les feuilles développent de grandes surfaces d'échange aériennes permettant les transferts de gaz au travers des stomates : entrée de CO2 ; sortie de O2 et de H2O

Conclusion :

L'eau est nécessaire à la photosynthèse de matières organiques au niveau des feuilles car elle fournit par photolyse des H+ et des e- qui permettront de réduire le CO2 et ainsi permettre la formation de glucose. Cette eau arrive à la feuille par la tige le long des vaisseaux conducteurs de xylème. Initialement dans le sol, l'eau a été absorbée par des poils absorbants et les mycorhizes au niveau des racines.