Objectifs

• Distinguer un système racinaire pivotant et un système racinaire fasciculé.
• Identifier les zones d'une jeune racine : coiffe, zone de croissance, zone pilifère, zone subéreuse.
• Décrire la structure d'un poil absorbant et expliquer pourquoi il est adapté à l'absorption.
• Décrire une coupe transversale de racine dans la zone pilifère et le trajet de l'eau.
• Interpréter une expérience montrant que l'absorption se fait par la zone pilifère.

1. Les systèmes racinaires

• Système pivotant : une racine principale épaisse (le pivot) qui s'enfonce verticalement, avec des racines secondaires plus fines. Exemples : haricot, arachide.
• Système fasciculé : de nombreuses racines de taille semblable, partant de la base de la tige, comme une barbe ou un balai. Exemples : maïs, mil, riz.

2. Les zones d'une jeune racine

De l'extrémité vers la base, une jeune racine présente :

1. la coiffe : un capuchon qui protège l'extrémité quand elle s'enfonce dans le sol, comme le casque d'un ouvrier ;
2. la zone de croissance : juste derrière la coiffe, ses cellules se divisent puis s'allongent ; c'est là que la racine grandit ;
3. la zone pilifère : couverte de poils absorbants (le duvet blanc vu à la loupe) ; c'est la zone qui absorbe l'eau ;
4. la zone subéreuse (zone de ramification) : plus âgée, sans poils, recouverte d'un tissu protecteur imperméable ; c'est là que naissent les racines secondaires.

Place le nom de chaque zone sur le schéma de la jeune racine :

3. Le poil absorbant : une cellule spécialisée

Observé au microscope, un poil absorbant est une seule cellule de la couche externe de la racine (l'assise pilifère) qui s'allonge vers l'extérieur, sur quelques millimètres au plus. Il possède :

• une paroi très mince, faite de cellulose et de pectine, qui laisse passer l'eau ;
• une membrane plasmique et un cytoplasme ;
• un noyau, souvent situé vers l'extrémité du poil ;
• une grande vacuole, remplie d'un liquide plus concentré en substances dissoutes que l'eau du sol.

Pourquoi le poil absorbant est-il adapté à l'absorption ?

• Très nombreux et très fins, les poils augmentent énormément la surface de contact entre la racine et le sol.
• Leur paroi est mince : l'eau la traverse facilement.
• Ils se glissent entre les grains de terre, au contact de l'eau qui les entoure.
• Leur vacuole est plus concentrée que l'eau du sol : l'eau entre dans le poil par osmose, c'est-à-dire qu'elle passe du milieu le moins concentré (le sol) vers le milieu le plus concentré (la vacuole) à travers la membrane.

4. Coupe transversale de la zone pilifère et trajet de l'eau

De l'extérieur vers le centre, on observe :

1. l'assise pilifère : une seule couche de cellules, dont certaines forment les poils absorbants ;
2. l'écorce (ou parenchyme cortical) : plusieurs couches de grosses cellules ;
3. l'endoderme : la couche la plus interne de l'écorce, dont les parois sont imperméabilisées par une bande (le cadre de Caspary) ; c'est comme un poste de contrôle : l'eau doit traverser les cellules de l'endoderme pour entrer dans le cylindre central ;
4. le cylindre central : il contient les vaisseaux conducteurs, le xylème (qui conduit la sève brute, eau et sels minéraux, vers les feuilles) et le phloème (qui conduit la sève élaborée), disposés en faisceaux alternés.

Suis le trajet de l'eau, étape par étape :

flowchart LR
A[Eau du sol] --> B[Poil absorbant]
B --> C[Ecorce]
C --> D[Endoderme]
D --> E[Xyleme]
E --> F[Seve brute vers les feuilles]

5. Exemple résolu : prouver le rôle de la zone pilifère

On place deux jeunes plants de maïs identiques dans deux tubes d'eau. Une fine couche d'huile flotte sur l'eau et empêche l'eau de s'évaporer.

• Tube A : seule l'extrémité de la racine (coiffe et zone de croissance) trempe dans l'eau ; la zone pilifère est dans l'air.
• Tube B : la zone pilifère trempe dans l'eau.

Après quelques heures, le plant A fane alors que le plant B reste bien droit. Interprète ce résultat. Cherche d'abord.

Question : à quoi sert la couche d'huile dans ce montage ?

Erreurs fréquentes

• Croire que c'est la pointe de la racine qui absorbe l'eau : c'est la zone pilifère.
• Dire qu'un poil absorbant est formé de plusieurs cellules : c'est une seule cellule allongée.
• Inverser le sens de l'osmose : l'eau va vers le milieu le plus concentré.
• Confondre xylème (sève brute, vers le haut) et phloème (sève élaborée).

Récapitulatif

• Système pivotant (haricot, arachide) ou fasciculé (maïs, mil, riz).
• Zones de la racine : coiffe, zone de croissance, zone pilifère (absorption), zone subéreuse (ramifications).
• Le poil absorbant est une cellule unique à paroi mince et grande vacuole concentrée : l'eau y entre par osmose.
• Trajet de l'eau : poil absorbant, écorce, endoderme, xylème, puis sève brute vers les feuilles.