Chlorophylle

La chlorophylle (mot composé en 1816 à partir des racines grecques χλωρός chlorós : vert et φύλλον phýllon : feuille) est le principal pigment assimilateur des végétaux supérieurs.

Isolé en 1816 par Joseph Bienaimé Caventou et Joseph Pelletier, ce pigment, localisé dans les chloroplastes des cellules végétales, intervient dans la photosynthèse pour intercepter l'énergie lumineuse, première étape dans la conversion de cette énergie en énergie chimique. Son spectre d'absorption du rayonnement lumineux est responsable de la couleur verte des végétaux ; la longueur d'onde la moins absorbée étant le vert, c'est par conséquent cette couleur qui est perçue dans la lumière réfléchie vers l'œil par la feuille.

Différentes formes de chlorophylle

Il existe plusieurs formes de chlorophylle différentiables selon leur structure chimique :

• la «chlorophylle a» (symbole : «chla») est le pigment photosynthétique le plus commun du règne végétal ; il est présent chez l'ensemble des végétaux aquatiques et terrestres (≈ 2 g/kg de feuilles fraîches). La mesure de sa concentration dans l'eau est utilisée comme indicateur de la quantité de plancton végétal (phytoplancton, base principale du réseau trophique aquatiques). Les taux de l'eau en chlorophylle sont donnés en µg chla/L ;
• la «chlorophylle b» se trouve chez les Cormophytes (végétaux supérieurs) et les Chlorophycées (algues vertes) à des teneurs moindres (≈ 0.75 g/kg MF)  ;
• Deux autres variantes, moins communes existent :
• les chlorophylles c (C1, C2) chez les phæophyceæ (dites algues brunes)  ;
• la chlorophylle d chez certaines Cyanobactéries (quelquefois dites algues bleues).

La chlorophylle est aussi fortement réfléchissante dans le proche infrarouge (700 nm), les clichés aériens ou satellitaux en «fausses couleurs» (IR + vert + bleu) permettent aux spécialistes de reconnaître les essences par analyse radiométrique.

Structure chimique et biosynthèse

La chlorophylle est un chlorine (quatre noyaux pyrroles en cercle), chélatant un atome de magnésium au centre, ainsi qu'un alcool à longue chaîne, le phytol (sauf pour les chlorophylle c) qui est hydrophobe et sert d'ancrage à des protéines des membranes thylakoïdales. ^[1] Elle présente une structure quasi-semblable à l'hème (présente dans les globules rouges sanguins). C'est la présence, dans sa structure, de nombreuses doubles liaisons conjuguées qui permet une interaction avec le rayonnement lumineux et son absorption. Les chaînes latérales de chlorine sont variables et ceci entraîne une modification du spectre d'absorption entre les différentes familles de chlorophylles.

	Chlorophylle a	Chlorophylle b	Chlorophylle c1	Chlorophylle c2	Chlorophylle d
Formule brute	C55H72O5N4Mg	C55H70O6N4Mg	C35H30O5N4Mg	C35H28O5N4Mg	C54H70O6N4Mg
groupe C3	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CH=CH2	-CHO
groupe C7	-CH3	-CHO	-CH3	-CH3	-CH3
groupe C8	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH2CH3	-CH=CH2	-CH2CH3
groupe C17	-CH2CH2COO-Phytyl	-CH2CH2COO-Phytyl	-CH=CHCOOH	-CH=CHCOOH	-CH2CH2COO-Phytyl
liaison C17-C18	Simple	Simple	Double	Double	Simple
Occurrence	Universel	essentiellement chez les plantes vertes et les algues vertes	diverses algues	diverses algues	certaines Cyanobactéries
No CAS	479-61-8, 42617-16-3	519-62-0	11003-45-5	11003-45-5	519-63-1

Un déficit de magnésium dans le sol ou l'eau affecte par conséquent directement la biosynthèse des chlorophylles, la quantité de pigment fabriquée sera faible et les chez les plantes terrestres, les (nouvelles) feuilles seront vert-pâle, ou alors jaunes. Une manifestation de la carence (plus ou moins prononcée) en minéraux affectant la teneur finale en chlorophylle est nommée chlorose.

La chlorophylle, faiblement soluble dans l'eau, l'est par contre bien plus dans l'alcool éthylique.

Structure classique de la chlorophylle a, b et d

Structure classique de la chlorophylle c1 et c2

Spectre d'absorption

Le spectre visible se situe approximativement entre 380 nm à 780 nm quoiqu'une gamme de 400 nm à 700 nm soit plus commune. La lumière perçue comme «verte» par l'œil et le cerveau humain a une longueur d'onde, selon les notions de la couleur «verte», approximativement entre 490 et 570 nanomètres.

On remarque sur le graphique que l'absorbance de la chlorophylle est moindre pour cette plage du spectre électromagnétique. La chlorophylle absorbe par conséquent l'essentiel du spectre visible sauf la lumière verte.

Mise en évidence expérimentale

On peut montrer que la chlorophylle est indispensable pour la photosynthèse en utilisant une feuille d'une plante panachée (les parties blanches de la feuille sont dépourvues de chlorophylle) où on aura préalablement digéré l'amidon. Après une exposition de quelques heures à la lumière et l'utilisation d'une solution iodée, une coloration noire apparaît uniquement sur les zones qui étaient vertes et contenaient de la chlorophylle.

Cette seconde expérience permet d'observer la chlorophylle dans les feuilles et de voir de quoi aurait l'air une feuille sans sa chlorophylle. Pour effectuer cette expérience, vous aurez besoin : d'une casserole, de pinces, d'un verre, d'un contenant d'eau tiède, d'alcool à friction (isopropanol ou alcool isopropylique) et d'une feuille bien verte (il est préférable d'utiliser des arbres feuillus). Commencez par faire bouillir de l'eau dans la casserole. Vous avez besoin de peu d'eau, quelques centimètres au fond de la casserole suffisent. Éteignez le feu et mettez votre feuille à tremper quelques secondes (30 à 60 secondes maximum). Retirez-la de l'eau avec des pinces. Placez votre feuille délicatement dans un verre. Couvrez votre feuille d'alcool à friction. Laissez reposer le verre pendant une heure dans un plat d'eau tiède.

Notes et références

P. H. Raven, R. F. Evert et S. E. Eichhorn, Physiologie Végétale 2ème édition, coll. «Editions De Bœck Université», Bruxelles, Belgique, 2007, 121 p. (ISBN 978-2-8041-5020-4)  

Voir aussi

Liens externes

• Spectres d'absorption des différents pigments d'une feuille

Ce texte est issu de l'encyclopédie Wikipedia. Vous pouvez consulter sa version originale dans cette encyclopédie à l'adresse http://fr.wikipedia.org/wiki/Chlorophylle.
Voir la liste des contributeurs.
La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 06/11/2009.
Ce texte est disponible sous les termes de la licence de documentation libre GNU (GFDL).
La liste des définitions proposées en tête de page est une sélection parmi les résultats obtenus à l'aide de la commande "define:" de Google.
Cette page fait partie du projet Wikibis.