Dans les méristèmes (caulinaires ou racinaires), les plastes sont indifférenciés (proplastes). Au cours de la différenciation des cellules, ils se différencient eux-mêmes en chloroplastes (dans les jeunes feuilles) ou en amyloplastes (dans les racines).
Voici un exemple de différenciation progressive de proplastes en chloroplastes dans les jeunes feuilles de maïs.

Proplastes de jeunes feuilles de maïs : les plastes ne présentent aucun thylacoïde, uniquement quelques vésicules émises à partir de la membrane interne de l'enveloppe. (Clichés : Marcel Signol).
Proplastes plus âgés : un début de différenciation est visible. Les vésicules issues de la membrane interne de l'enveloppe s'associent progressivement en thylacoïdes parallèles entre eux. (Clichés : Marcel Signol).
Début de différenciation des chloroplastes, des thylacoïdes sont bien visibles. Certains ont tendance à s'accoler. (Clichés : Marcel Signol).
Jeune chloroplaste : les lamelles parallèles s'accolent et on voit apparaître des débuts de grana formés de disques accolés. (Clichés : Marcel Signol).

La différenciation des chloroplastes passe donc par une organisation spatiale des systèmes membranaires pour constituer des thylacoïdes. Simultanément, l'appareil photosynthétique (photosystèmes,...) est mis en place.
Les images observées lors de la différenciation des premiers thylacoïdes accolés montrent que les thylacoïdes se forment par expansion des thylacoïdes préexistants. L'ensemble des lumen des thylacoïdes doit donc être continu.

Pour voir : l'ultrastructure des chloroplastes différenciés.

Pour approfondir : les techniques d'étude, la structure des chloroplastes des algues, des plantes supérieures et leur différenciation.