Un chloroplaste est la partie d'une cellule végétale qui capte l'énergie de la lumière du soleil et l'utilise pour transformer le dioxyde de carbone en sucre, un processus appelé photosynthèse. Dans les feuilles des plantes, les chloroplastes ont la forme de lentilles ou de ballons de football américain, et mesurent généralement environ 5 micromètres de long. Un micromètre est un millionième de mètre, soit un millième de millimètre.

Taille

Comme un chloroplaste est aplati, sa taille est exprimée par sa longueur ou son diamètre, et non par son épaisseur. Chez les plantes vasculaires, qui comprennent les fougères, les conifères et les plantes à fleurs, les chloroplastes ont un diamètre typique d'environ 4 à 6 micromètres. Les chloroplastes des feuilles sont généralement décrits comme mesurant environ 5 micromètres de long et 1 à 2 micromètres d'épaisseur.

La taille varie aussi selon les espèces. Les chloroplastes des jeunes plants de maïs ont un volume moyen d'environ 20 micromètres cubes, un micromètre cube étant un cube de 1 micromètre de côté. Dans les feuilles d'Arabidopsis, une plante largement utilisée en recherche, la moyenne est de 93 micromètres cubes, soit plus du quadruple. Chez les algues, les chloroplastes prennent des formes plus variées, notamment des tubes et des réseaux ramifiés.

Comparaisons de taille

Un chloroplaste long de 5 micromètres mesure environ les deux tiers de la largeur d'un globule rouge, qui mesure de 7 à 8 micromètres de diamètre.
Environ 16 à 20 chloroplastes, mis bout à bout, couvriraient la largeur d'un cheveu, qui mesure de 80 à 100 micromètres de large.
Un chloroplaste d'un jeune plant de maïs a environ 20 fois le volume d'une bactérie E. coli, qui mesure environ 1 micromètre cube.
Une seule cellule photosynthétique dans la feuille d'une plante comme l'Arabidopsis ou le blé contient environ 100 chloroplastes.
Si un chloroplaste était agrandi à la largeur d'un ballon de basket, soit environ 24 centimètres, chacun des 40 à 60 empilements de membranes qu'il contient mesurerait de 1,4 à 2,9 centimètres de large.

Comment fonctionne un chloroplaste

Un chloroplaste est enveloppé de deux membranes, une externe et une interne. À l'intérieur se trouve un troisième système de membranes, les thylakoïdes, empilés en piles appelées grana. Les membranes des thylakoïdes sont chargées du matériel qui capte la lumière, notamment la chlorophylle, le pigment vert. La chlorophylle est le pigment le plus abondant dans le monde vivant.

L'énergie captée par les thylakoïdes alimente des réactions dans l'espace aqueux qui les entoure. Une enzyme appelée Rubisco y capte le dioxyde de carbone pour les réactions qui fabriquent le sucre. La Rubisco occupe presque tout cet espace, et c'est la protéine soluble la plus abondante dans le monde vivant. Le sucre est stocké sous forme de grains d'amidon.

Issus de bactéries

Les chloroplastes descendraient de cyanobactéries, des bactéries capables de photosynthèse. Il y a environ 1 à 1,5 milliard d'années, une autre cellule en aurait englouti une, et les deux auraient fini par travailler étroitement ensemble au fil du temps. Les chloroplastes des algues vertes, des algues rouges et de toutes les plantes remontent à cet événement.

Les chloroplastes conservent encore un peu de leur propre ADN, long d'environ 100 000 paires de bases, en dizaines à centaines de copies chacun. Leurs ancêtres possédaient probablement plus de 3 000 gènes. La plupart de ces gènes sont passés dans le noyau de la cellule, et il n'en reste aujourd'hui qu'environ 130 dans les chloroplastes des plantes.

Sources

How big are chloroplasts?. In Cell Biology by the Numbers, 1st edition. Garland Science, 2015.
Chloroplasts with clefts and holes: a reassessment of the chloroplast shape using 3D FE-SEM cellular reconstruction of two species of Chlamydomonas. Sato et al., Protoplasma, 2025.
The Arabidopsis leaf quantitative atlas: a cellular and subcellular mapping through unified data integration. Tolleter et al., Quantitative Plant Biology, 2024.
Chloroplast ultrastructure in plants. Kirchhoff, New Phytologist, 2019.
How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers, 1st edition. Garland Science, 2015.
MH 033hr Blood Smear. Histology Guide, University of Minnesota.
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Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.

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