Les plantes chlorophylliennes puisent dans le sol l’eau et les sels minéraux nécessaires à leur nutrition grâce à des structures et des mécanismes spécialisés au niveau de la racine.
Le système racinaire : une surface d’absorption optimisée
Les poils absorbants sont de fines excroissances des cellules épidermiques de la racine. Ils augmentent considérablement la surface de contact entre la racine et la solution du sol, favorisant ainsi les échanges d’eau et de sels minéraux.
Mécanisme de l’absorption de l’eau
L’eau se déplace, par osmose, du milieu à potentiel hydrique élevé vers le milieu à potentiel hydrique plus faible. Le potentiel hydrique de la solution du sol étant généralement supérieur à celui des cellules racinaires, l’eau pénètre spontanément dans la racine à travers la membrane plasmique des poils absorbants.
Mécanisme de l’absorption des sels minéraux
Contrairement à l’eau, les sels minéraux sont souvent absorbés de façon active, contre leur gradient de concentration (du milieu le moins concentré vers la cellule plus concentrée). Ce transport actif nécessite de l’énergie, fournie par l’ATP, et des transporteurs membranaires spécifiques (pompes ioniques).
La circulation de la sève brute
Une fois absorbées, l’eau et les sels minéraux traversent la racine puis montent dans la tige via les vaisseaux du xylème jusqu’aux feuilles. Cette ascension résulte de l’action conjuguée de la pression racinaire (poussée depuis la base) et de la transpiration foliaire, qui crée une tension aspirant la sève vers le haut (théorie de la tension-cohésion).
Exercices
Exercice 1 — Pourquoi les poils absorbants augmentent-ils l’efficacité de l’absorption racinaire ?
Exercice 2 — Expliquer, à l’aide de la notion de potentiel hydrique, pourquoi l’eau du sol pénètre spontanément dans les cellules de la racine.
Exercice 3 — L’absorption des sels minéraux est-elle un phénomène passif ou actif ? Justifier.
Exercice 4 — Quel est le rôle de l’ATP dans l’absorption des sels minéraux ?
Exercice 5 — Par quels vaisseaux la sève brute circule-t-elle des racines vers les feuilles ?
Exercice 6 — Citer deux phénomènes qui participent à la montée de la sève brute dans la plante.
Exercice 7 — Une plante placée dans un sol très salé flétrit malgré un arrosage abondant. Expliquer ce phénomène à l’aide de la notion de potentiel hydrique.
Corrigés
Corrigé 1 — Ils augmentent considérablement la surface de contact entre la racine et la solution du sol, favorisant les échanges.
Corrigé 2 — Le potentiel hydrique de la solution du sol est généralement supérieur à celui des cellules racinaires ; l’eau se déplace spontanément, par osmose, du potentiel élevé vers le potentiel plus faible, donc du sol vers la racine.
Corrigé 3 — C’est en grande partie un phénomène actif : les sels minéraux sont souvent absorbés contre leur gradient de concentration, ce qui nécessite de l’énergie et des transporteurs membranaires spécifiques.
Corrigé 4 — L’ATP fournit l’énergie nécessaire au fonctionnement des transporteurs membranaires qui font entrer les ions minéraux dans la cellule racinaire contre leur gradient de concentration.
Corrigé 5 — Dans les vaisseaux du xylème (bois).
Corrigé 6 — La pression racinaire et la transpiration foliaire, qui crée une tension aspirant la sève vers le haut.
Corrigé 7 — Un sol très salé a un potentiel hydrique très abaissé (très négatif) ; l’eau a alors tendance à sortir des cellules racinaires vers le sol plutôt qu’à y entrer, provoquant un déficit hydrique de la plante malgré la présence d’eau dans le sol (sécheresse physiologique).
