树叶和草为什么大都是绿色的?

树叶和草为什么大都是绿色的?
树叶和草为什么大都是绿色的?

树叶和草为什么大都是绿色的?
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.
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.