Pigment vert des végétaux, élément principal de la coloration des feuilles. La chlorophylle joue d’autre part un rôle primordial dans la nutrition des végétaux ; en effet, grâce à elle, il y a synthèse de molécules organiques qui formeront les premiers maillons indispensables des chaînes alimentaires.

Localisation de la chlorophylle, chloroplastes

La chlorophylle se trouve dans tous les organes verts (feuilles, tiges, fleurs...) des végétaux : Phanérogames, Ptéridophytes, Bryophytes, Algues et certaines Bactéries.

Dans les groupes supérieurs, ce sont le plus souvent les couches sous-épidermiques, par exemple le tissu palissadique des feuilles à structure hétérogène, qui contiennent la presque totalité du pigment.

Des organites appelés chloroplastes contiennent la chlorophylle ; ils sont inclus dans le cytoplasme et entraînés par un mouvement de cyclose quand les cellules sont vivantes ; c’est ainsi qu’ils peuvent se glisser le long de la paroi cellulaire, à l’intérieur de la couche de cytoplasme qui borde la grande vacuole centrale, ou emprunter les travées cytoplasmiques pour traverser celle-ci.

La vitesse de ce mouvement augmente en fonction de la chaleur, dans les limites compatibles avec la vie mais il est propre au cytoplasme et non aux chloroplastes, qui, eux, n’ont pas de mobilité par eux-mêmes. Cependant, on a pu observer, notamment chez les Lentilles d’eau, des localisations préférentielles des chloroplastes suivant l’intensité lumineuse reçue par la plante ; ainsi, ces derniers s’appliquent sur les parois cellulaires le plus faiblement éclairées (latérales) quand la plante reçoit une forte lumière, et ne présentent alors dans leur ensemble qu’une surface peu importante aux rayons lumineux. Par contre, si la lumière est faible, on les trouve appliqués sur les membranes les plus éclairées, et leur surface offerte aux rayons lumineux est alors maximale. On peut en déduire que les chloroplastes se meuvent dans ce cas pour s’orienter convenablement à la lumière..., à moins que ce ne soit le cytoplasme qui subisse une modification de ses courants cycliques suivant l’intensité de la lumière. Les chloroplastes, en nombre variable suivant les espèces, les cellules et les organes, apparaissent comme des disques vert vif, bien visibles au microscope ; leur diamètre peut être de 4 à 10 μ, et leur épaisseur de 1 à 4. Chez les Bryophytes et les végétaux vasculaires, ils ont tous même morphologie générale, malgré ces quelques différences de taille. Au contraire, dans le groupe des Algues, on trouve une grande variété de formes et de nombre : ainsi, certains sont très gros et peu nombreux (1 ou 2 par cellule) ; ils sont désignés sous le nom de chromatophores pour les distinguer des précédents ; par exemple, la Spirogyre, Algue filamenteuse d’eau douce, possède un petit nombre de plastes rabanes enroulés en spirale et appliqués le long de la membrane. De part et d’autre de ce ruban, on trouve des corps globuleux appelés pyrénoïdes, accompagnés de grains d’amidon. Ces particules se retrouvent dans le grand chromatophore plat et rectangulaire de Mougeotia. On remarque de gros chromatophores étoiles chez Zygnema, d’autres en couronne dentée chez Draparnaldia, ou en forme de grosse cloche chez Chlamydomonas. Enfin, dans d’autres espèces, ils sont petits, nombreux et ovoïdes.

Structure des chloroplastes

Dès 1936, en utilisant de très bons objectifs, on a pu s’apercevoir que les chloroplastes n’étaient pas de structure homogène, mais constitués par des masses réfringentes riches en pigments (les granums), incluses dans une substance de fond appelée stroma. Les granums sont des amas verts de 0,3 à 1,7 μ de diamètre et de 0,2 μ d’épaisseur.

Cette observation a été confirmée et considérablement enrichie par les travaux effectués au microscope électronique. Le chloroplaste, comme d’autres organites cellulaires, possède une structure lamellaire. La couche interne de sa double paroi s’invagine pour former les lamelles stromatiques continues qui relient et traversent les granums. Au niveau des granums, on trouve des saccules, ou disques granaires, qui s’intercalent et s’empilent entre les lamelles. Le mode de formation des saccules est encore controversé, mais, cependant, il semble qu’ils aient pour origine les lamelles stromatiques qui s’évaginent pour former les disques granaires, capables de devenir indépendants par la suite.

Le stroma montre une structure fibrillaire contenant des granules ressemblant à des ribosomes et porteurs d’A. R. N. et sans doute aussi d’A. D. N.

Chez les Algues, au microscope électronique, on distingue des variations par rapport au type décrit plus haut. Les chromatophores possèdent, le plus souvent, une structure lamellaire où il est impossible de distinguer des granums. Les longues lamelles ont de 70 à 100 Å d’épaisseur. Parfois, cependant, on rencontre quelques formations semblables à des granums irréguliers. Les pyrénoïdes, déjà signalés au microscope optique, apparaissent au microscope électronique comme une zone granuleuse traversée par des lamelles prolongeant celles du plaste ; des particularités de structure et de localisation différencient les pyrénoïdes des Algues brunes, rouges et vertes. Même les Cyanophycées et les quelques Bactéries chlorophylliennes élaborent des lamelles parallèles chargées de chlorophylle, dont la disposition rappelle, d’une manière très simplifiée, celle qui est observable dans les chloroplastes des plantes supérieures, mais on ne trouve jamais ici de membranes externes limitant l’ensemble.

On peut séparer les chloroplastes de la cellule par broyage et ultracentrifugation à basse température. On réussit également à isoler des granums en utilisant des ultrasons. Cette fragmentation peut descendre jusqu’aux disques granaires, ce qui permet d’en étudier les propriétés spécifiques.