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CHLOROPHYLLES

Le nom de chlorophylle a été donné en 1818 par P. J. Pelletier et J. B. Caventou aux pigments verts des feuilles. Trente ans plus tard environ, leur parenté chimique avec les pigments sanguins fut soupçonnée, puis la diversité des chlorophylles reconnue. Au début du xxe siècle, commencèrent les travaux qui en revélèrent la structure et permirent d'en réaliser la synthèse en laboratoire.

Ces composés organiques liés au magnésium sont engagés dans différents complexes lipoprotéiques membranaires des chloroplastes des cellules végétales. Les Bactéries phototrophes possèdent également des chlorophylles spécifiques (bactériochlorophylles). Ces pigments réalisent les premières étapes de la photosynthèse, c'est-à-dire les étapes photochimiques. Après absorption de photons, les molécules de chlorophylle sont excitées, avec transition électronique, certains de leurs électrons étant expulsés de leur orbite. Les états excités, de courte durée de vie, peuvent donner lieu à une perte d'électrons énergisés, origine d'un transfert oxydo-réducteur. Plusieurs états moléculaires de la chlorophylle assurent ainsi d'une part la collecte énergétique de photons et d'autre part la réduction de transporteurs d'électrons. Cette double fonction permet la transformation du bioxyde de carbone et de l'eau en molécules organiques, c'est-à-dire photosynthèse. Leur rôle de sensibilisateurs de réactions enzymatiques à l'énergie lumineuse fut longtemps traduit par l'expression d'assimilation chlorophyllienne, premier nom de la photosynthèse.

Structure et propriétés chimiques

Les chlorophylles sont les pigments verts des végétaux capables de photosynthèse. On en trouve également dans diverses bactéries qui utilisent aussi l'énergie lumineuse.

Les chlorophylles les plus communes sont les chlorophylles a et b, présentes dans les chloroplastes des cellules de tous les végétaux de couleur verte : plantes à fleurs, fougères, mousses, algues vertes. Les algues brunes (Fucus, Diatomées) possèdent les chlorophylles a et c, d'autres algues brunes, les Xanthophycées, a et e. Les algues rouges renferment a et d.

Ces différentes chlorophylles ne diffèrent entre elles que par de petits détails de structure. Seule la chlorophylle a est constante pour tous les végétaux. Parmi les bactéries phototrophes, l'une, le Prochloron, possède les chlorophylles a et b ; les autres ont des bactériochlorophylles qui leur sont propres. Tous ces pigments ont une structure chimique semblable ; tous comprennent un métal, le magnésium.

Les feuilles renferment environ 1 g de chlorophylles pour 100 de substance sèche, soit 1 à 2 pour 1000 de substance fraîche. Elles ont deux fois plus de a que de b. Les chlorophylles sont responsables d'une partie importante, souvent majeure, de l'absorption de la lumière par les végétaux.

Pure, la chlorophylle a se présente en aiguilles cristallines bleu sombre, sa formule brute est C55H72O5N4Mg. La chlorophylle b est vert foncé.

Chlorophylle a : molécule - crédits : Encyclopædia Universalis France

Chlorophylle a : molécule

Les molécules des chlorophylles ont une masse moléculaire voisine de 900. Elles sont toutes formées de quatre noyaux pyrrole I, II, III, IV liés entre eux. Un cycle cyclopentanone (V) est accroché au noyau pyrrole III. Toutes les molécules contiennent encore un groupe dérivé du méthanol et un groupe dérivé d'un alcool à vingt atomes de carbone, le phytol. Ce sont des esters de méthanol et de phytol. Après libération de ces deux alcools par hydrolyse alcaline, il reste l'ensemble tétrapyrrolique lié au magnésium, ou chlorophylline. Une enzyme présente dans les cellules végétales, la chlorophyllase, catalyse le décrochement du seul phytol et laisse une chlorophyllide, étape également de la synthèse des chlorophylles. Enfin, l'action des acides décroche le magnésium et les composés bruns obtenus sont des phéophytines.[...]

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Écrit par

  • : professeur honoraire à l'université de Paris-Sud, correspondant de l'Académie des sciences

Classification

Pour citer cet article

Alexis MOYSE. CHLOROPHYLLES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Chlorophylle a : molécule - crédits : Encyclopædia Universalis France

Chlorophylle a : molécule

Spectres d'absorption dans le méthanol - crédits : Encyclopædia Universalis France

Spectres d'absorption dans le méthanol

Biosynthèse du noyau pyrole - crédits : Encyclopædia Universalis France

Biosynthèse du noyau pyrole

Autres références

  • ALGUES

    • Écrit par Bruno DE REVIERS
    • 4 869 mots
    • 9 médias
    ...souvent nommées plantes terrestres et qui regroupent, au sens large, les mousses, les fougères et les plantes à graines –, les algues possèdent de la chlorophylle. Ce pigment vert permet aux algues et aux embryophytes de fabriquer (synthétiser) de la matière vivante à partir du dioxyde de carbone (CO...
  • AUTOTROPHIE & HÉTÉROTROPHIE

    • Écrit par Alexis MOYSE
    • 2 503 mots
    • 2 médias
    Les euglènes, algues unicellulaires des mares, possèdent de la chlorophylle et, par photosynthèse, assimilent le gaz carbonique. Cependant elles ne peuvent vivre sur des milieux purement minéraux. Quelques substances organiques leur sont indispensables : la vitamine B12, les constituants de...
  • CHLOROPLASTES

    • Écrit par Paul MAZLIAK
    • 865 mots

    Dans les cellules chlorophylliennes des végétaux supérieurs, il existe deux modes de fixation du gaz carbonique (CO2 ou dioxyde de carbone)  : le type de fixation en C3 et le type en C4 ainsi désignés en fonction du nombre d'atomes de carbone de la molécule photosynthétisée (voir...

  • COMPLEXES, chimie

    • Écrit par René-Antoine PARIS, Jean-Pierre SCHARFF
    • 4 304 mots
    • 5 médias
    ...l'importance des chélates dans le règne végétal qu'en rappelant leur rôle essentiel dans les processus fondamentaux tels que la photosynthèse initiée par la chlorophylle (en réalité, il existe plusieurs types de chlorophylles qui ont toutes en commun un chromophore constitué par la jonction de quatre noyaux...
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Voir aussi