葉綠體與葉綠素

“葉綠體”一詞首次出現(xiàn)是在九年義務(wù)教育人教版課標(biāo)實驗教材生物七年級上冊第一單元中，用顯微鏡觀察植物細(xì)胞后總結(jié)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)時提出的：“在植物細(xì)胞綠色部分的細(xì)胞中，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)還有葉綠體?！边@一句話高度概括了葉綠體的位置，葉綠體與葉綠素的關(guān)系，我們有必要進(jìn)一步了解葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，才能解釋生活中的一些與之有關(guān)的現(xiàn)象，學(xué)生才不至于模糊，不至于混淆葉綠體與葉綠素之間的關(guān)系。

葉綠體是植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的一個細(xì)胞器，有人把它喻為“養(yǎng)料加工廠”和“能量轉(zhuǎn)換站”，課本第53頁講《細(xì)胞的生活需要物質(zhì)和能量》時，提到“葉綠體中的葉綠素能夠吸收光能，葉綠體將光能轉(zhuǎn)化變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲存在它所制造的有機(jī)物中?！本唧w地說，(如下圖)葉綠體外面有雙層膜，將葉綠體的內(nèi)外分開。內(nèi)部含有幾個到幾十個基粒，每個基粒都是由一個囊狀的結(jié)構(gòu)堆砌而成的，在囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上，有進(jìn)行光合作用的色素。所謂色素，就是使有機(jī)物具有不同顏色的物質(zhì)。這些色素可以吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。

葉綠體內(nèi)可提取出四種不同色素。科學(xué)家將這四種色素分別命名胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。其中葉綠素a和葉綠素b統(tǒng)稱為葉綠素，占四分之三；胡蘿卜素和葉黃素統(tǒng)稱為類胡蘿卜素，只占四分之一。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。這些色素吸收的光都能用于光合作用。葉綠素a和葉綠素b對綠光吸收量最少，正因為如此，綠光被反射回來，葉綠體便呈現(xiàn)綠色。所以說植物體所有綠色部分的細(xì)胞中含有葉綠體。

在第三單元第四章第120頁講光合作用時指出：葉片是光合作用的主要器官，事實上凡是植物的綠色部分，細(xì)胞中含有葉綠體就能夠制造有機(jī)物。反過來，并不是所有的植物細(xì)胞都含有葉綠體。比如：被埋在土壤中的根尖細(xì)胞，課本中提到的洋蔥鱗片葉的表皮細(xì)胞。我們用生物學(xué)中“生物的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”觀點來解釋這一現(xiàn)象是再恰當(dāng)不過了。但要注意同樣是植物根，露出地面的見光部分皮層細(xì)胞的某種物質(zhì)會轉(zhuǎn)化為葉綠體，比如胡蘿卜根。

光是綠色植物進(jìn)行光合作用必不可少的條件。葉綠素的形成與光也有關(guān)。黑暗中生長的幼苗呈黃白色，遮光或埋在土壤中的莖葉也呈黃白色，卷心菜內(nèi)部的葉子是淡黃色，其原因不是失去了葉綠體，而是失去了葉綠素的緣故。葉綠素的形成還與其他因素有關(guān)，如：溫度、營養(yǎng)元素、水等。秋天的葉子慢慢變黃，早春寒潮過后秧苗變白，都是因為低溫抑制了葉綠素的形成。氮和鎂是葉綠素的組成部分，其中尤以氮為重要，所以土壤中缺乏氮，葉片也就枯黃。農(nóng)田長時間干旱，葉片也呈黃褐色。

喜歡動腦的同學(xué)會問：既然黃白色葉片中沒有葉綠素，就不能吸收光能，光合作用就不能進(jìn)行了，又怎樣解釋泛青現(xiàn)象呢?是因為光合作用分兩個階段：光反應(yīng)和暗反應(yīng)，其中葉綠素的作用是光反應(yīng)階段：葉綠素將光吸收并運輸?shù)饺~綠體基質(zhì)上，產(chǎn)生電子，使水電離。但沒有了葉綠素，葉綠體還能進(jìn)行暗反應(yīng)，況且還有葉黃素和胡蘿卜素吸收光。所以遮光的植物體部分見光后仍然能進(jìn)行光合作用，葉綠素也會逐漸形成。

有些果實的變色問題不是初中知識能夠解釋的，比如：蘋果、番茄、胡椒等為什么由綠變紅?這些除了與葉綠素有關(guān)，還與花青素和有色體有關(guān)系。

生物是奇妙的、有趣的。我們只有熱愛生活，熱愛生物，熱愛生物這門學(xué)科，學(xué)好生物學(xué)，才能夠體會到其中的樂趣，才能更好地造福于人類。

(作者單位：湖北省監(jiān)利縣廖池中學(xué))