Question

为什么植物叶片呈绿色？

Answer 1

植物之所以呈现绿色，是因为有光的存在，任何物体表现出的颜色，归根结底都是可见光颜色的体现。我们知道只有有光存在的前提下，物体才能呈现出颜色，如果没有光，所有的物体全是黑色的。到了晚上，任何鲜艳的色彩都失去了魅力，我们只能看到漆黑一团。

地球上唯一的自然光源是太阳，太阳光到达地球表面时有一个很广泛的光谱，其宽度在290纳米到1100纳米之间，我们人类的肉眼只能看到其中的一部分，我们把它称为可见光，其波长范围在440纳米到700纳米之间，按照从长到短的顺序依次为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。波长长于红光的叫红外光，短于紫光的叫紫外光。红外光和紫外光是我们人类的肉眼感知不到的。

物体为什么会呈现出不同的颜色，我们周围的世界为什么会是如此的五颜六色，绚丽多彩呢？侍族这是由于物体吸收哪部分可见光所决定的。如果一个物体吸收所有的可见光，我们看到的这个物体是黑色，如果这个物体反射出所有的光线，我们看到的就是白色，如果这个物体只吸收一部分光线，而反射另外一部分光线，我们看到这个物体的颜色就是它反射出来的那部分光线的颜色。

植物是绿色的，能够进行光合作用的生物，这依赖于它们细胞内含有能捕获能量的色素，叫做叶绿素，在化学结构上，它由4个连在一起的卟啉环组成，中央络合一个镁原子，这构成了它的头部穗清，它的尾部是几乎完全饱和的炭氢叶绿醇，两部分构成完整的叶绿素分子。叶绿素是这类光合色素的总称，依据它们化学结构上的细微区别，叶绿素分为三种，分别是叶绿素a、叶绿素b和叶绿素c。其中叶绿素a是主要的光合色素，存在于所有的光合放氧植物中，其它两种是辅助色素，分别存在于不同的植物门类中。

除了叶绿素外，还有其它类型的光合色素，如胡萝卜素、藻胆素等，它们也是植物光合作用的辅助色素，植物的颜色取决于几种色素的组合。

在所有的光合放氧生物中，都有叶绿素a的存在，叶绿素a对太阳光有两个吸收高峰，分别是440纳米附近的蓝区和680纳米附近的红区，一个位于蓝光区域，一个位于紫光区域，而对于处在500－600纳米之间的绿光吸收的甚少，所以我们看到的植物基本上都是绿色。

植物界中，占主导地位的是绿色植物，包括所有的被子植物、裸子植物、蕨类植物、苔藓植物和藻类植物中的绿藻。它们叶绿体中除含有叶绿素a外，还含有叶绿素b。叶绿素b的吸收高峰也是在蓝区和红区，分别为470纳米和650纳米，而对于处在500－600纳米的绿光同样很少吸收，绝大部分被反射回来，所以我们在自然界中到处都能看到的这些绿色植物。

当然，绿色植物的颜色也不是一成不变地毫无变化，先不说五颜六色的花和果实，它们的着色是因为含量丰富的胡萝卜素、花青素和类黄酮等色素以不同的比例组合，以及与复杂的环境条件相互影响的结果，即使绿色植物叶片本身也会表现出不同的颜色，在市场上，我们能经常能看到紫色的甘蓝，这是它们细胞中紫色色素占优势，掩盖住了叶绿素的颜色。在晚秋初冬，很多种植物的叶片变黄或变红，这是因为叶绿素的合成受阻，并且开始分解，而原来在叶片中的叶黄素和叶红素显现出来的缘故。

植物界中，确有些植物看起来不是纯粹的绿色，拿我们最熟悉的两种海藻—紫菜和海带来说，它们分别代表红藻门和褐藻门，前者是紫色的，后者是褐色的，这是它们含有不同的光合色素造成的。

褐藻门、硅藻门、甲藻门等都含有叶绿素c,它的吸收高峰是460纳米和640纳米，以及特有的岩藻黄质和甲藻素，它们的吸收高峰是490纳米，这样就使得很大一部分绿光被吸收，所以植物体的颜色就不是纯粹的绿色，而是呈现出褐色和黄色。

红藻中含有一种特殊的辅助色素，这就是藻胆素，它是一种水溶性的辅助色素，可以与藻红老族弊蛋白和藻青蛋白结合，分别叫做藻红素和藻蓝素，藻红素分别在500纳米、540纳米和566纳米处有3个吸收高峰，结果几乎所有的绿光都被吸收，所以很多红藻毫无绿色可言。红藻能够吸收绿光，对环境的适应有重要的意义，当阳光中的蓝光和红光大部分被海水滤掉后，生活在海洋深处的红藻依旧可以利用绿光进行光合作用，美国科学家曾经在水深260多米的海洋中采集到生长良好的红藻，那里光的强度只相当于海面光强度的万分之五。在浅海地方，藻蓝素的含量要高得多，红藻光合作用吸收的绿光也就少得多，这里生长的红藻有时仍呈现出淡淡的绿色。

光合放氧生物中还有一类是蓝藻，同红藻相同，蓝藻中也含有藻胆素，但是以藻蓝素为主，藻蓝素的光谱吸收高峰主要在620纳米附近的黄光，因此蓝藻的颜色表现出来的是蓝绿色。当然，蓝藻中也有含藻红素为主的个别种类，这时，蓝藻的颜色就是红色的，红海中就生长着大量的红色蓝藻，而使得海水呈现红色，红海也因此而得名。