植物为什么大部分都是绿色的?

植物为什么大部分都是绿色的?
植物为什么大部分都是绿色的?

植物为什么大部分都是绿色的?
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?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,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50 0－600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.