Les chloroplastes des plantes terrestres et des algues vertes, d'une taille de quelques micromètres généralement, sont limités par une enveloppe composée d'une membrane externe et d'une membrane interne.

Les chloroplastes sont des organites cellulaires comprenant plusieurs compartiments. Les membranes photosynthétiques forment des espèces de sacs aplatis dans le sens de la longueur du plaste. Les sacs peuvent être accolés entre eux, formant ainsi un granum (Figure 33). Ils contiennent tous les composés biochimiques nécessaires aux réactions photochimiques de la photosynthèse.

Les thylacoïdes baignent dans une matrice appelée stroma qui contient tous les composés biochimiques permettant d'assurer les réactions thermochimiques de la photosynthèse (Figure 33). Ce stroma peut également contenir :

• un ou plusieurs grains d'amidon, de taille variable. La présence d'amidon témoigne de l'accumulation des produits du cycle de Calvin et représente une réserve énergétique utilisable par la cellule végétale à tout moment (Figure 33B)

• des globules lipidiques contenant notamment des caroténoïdes (Figure 33C). Afin de les différencier des globules lipidiques cytoplasmiques, les globules lipidiques des plastes sont appelés plastoglobules,

• de l'ADN, reliquat de la cyanobactérie à l'origine des plastes (endosymbiose). Il code pour une partie des protéines des plastes (ex: grande sous-unité de la RuBisCO). Associé à de l'ARN et des protéines, il forme des nucléoïdes (petites zones claires sans contour défini visibles en microscopie électronique à transmission)

• des ribosomes 70S (typiques des procaryotes), lieux de synthèse des protéines codées par les plastes

• des formes “cristallines” de phytoferritine. La ferritine est une protéine de mise en réserve du fer.