9.3 : Anatomie des chloroplastes

Les algues et les plantes vertes, y compris les tiges vertes et les fruits non mûrs, abritent des chloroplastes, les organites vitaux où la photosynthèse a lieu. Chez les plantes, la plus forte densité de chloroplastes se trouve dans les cellules mésophylles des feuilles.

Une double membrane entoure les chloroplastes. La membrane externe fait face au cytoplasme de la cellule végétale d’un côté et à l’espace intermembranaire du chloroplaste de l’autre. La membrane interne sépare l’espace intermembranaire étroit de l’intérieur aqueux du chloroplaste, appelé stroma.

Dans le stroma, un autre ensemble de membranes forment des compartiments en forme de disque, connus sous le nom de thylakoïdes. L’intérieur d’un thylakoïde s’appelle le lumen du thylakoïde. Chez la plupart des espèces végétales, les thylakoïdes sont interconnectés et forment des piles nommées grana.

Des complexes multi-protéiques récoltant la lumière (ou antennes) sont incrustés dans les membranes thylakoïdiennes. Ces complexes sont constitués de protéines et de pigments, tels que la chlorophylle, qui captent l’énergie lumineuse pour effectuer les réactions de photosynthèse dépendantes de la lumière. Ces processus libèrent de l’oxygène et produisent de l’énergie chimique sous forme d’ATP et de NADPH.

La seconde partie de la photosynthèse — le cycle de Calvin — est indépendante de la lumière et se déroule dans le stroma du chloroplaste. Le cycle de Calvin capte le CO₂ et utilise l’ATP et le NADPH pour produire finalement du sucre.

Les chloroplastes coordonnent les deux étapes de la photosynthèse. La photosynthèse libère de l’oxygène et des sucres, la base de la biomasse végétale qui nourrit directement ou indirectement la plus grande partie de la vie sur Terre.