葉綠體與葉綠素

“葉綠體”一詞首次出現是在九年義務教育人教版課標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胞后總結植物細胞結構時提出的：“在植物細胞綠色部分的細胞中，細胞質內還有葉綠體。”這一句話高度概括了葉綠體的位置，葉綠體與葉綠素的關系，我們有必要進一步了解葉綠體的結構和功能，才能解釋生活中的一些與之有關的現象，學生才不至于模糊，不至于混淆葉綠體與葉綠素之間的關系。

葉綠體是植物細胞的細胞質中的一個細胞器，有人把它喻為“養料加工廠”和“能量轉換站”，課本第53頁講《細胞的生活需要物質和能量》時，提到“葉綠體中的葉綠素能夠吸收光能，葉綠體將光能轉化變為化學能，儲存在它所制造的有機物中。”具體地說，(如下圖)葉綠體外面有雙層膜，將葉綠體的內外分開。內部含有幾個到幾十個基粒，每個基粒都是由一個囊狀的結構堆砌而成的，在囊狀結構的薄膜上，有進行光合作用的色素。所謂色素，就是使有機物具有不同顏色的物質。這些色素可以吸收、傳遞和轉化光能。

葉綠體內可提取出四種不同色素?？茖W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統稱為葉綠素，占四分之三；胡蘿卜素和葉黃素統稱為類胡蘿卜素，只占四分之一。經實驗發現，葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅橙光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。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，葉綠體便呈現綠色。所以說植物體所有綠色部分的細胞中含有葉綠體。

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，細胞中含有葉綠體就能夠制造有機物。反過來，并不是所有的植物細胞都含有葉綠體。比如：被埋在土壤中的根尖細胞，課本中提到的洋蔥鱗片葉的表皮細胞。我們用生物學中“生物的結構與功能相適應”觀點來解釋這一現象是再恰當不過了。但要注意同樣是植物根，露出地面的見光部分皮層細胞的某種物質會轉化為葉綠體，比如胡蘿卜根。

光是綠色植物進行光合作用必不可少的條件。葉綠素的形成與光也有關。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，如：溫度、營養元素、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。農田長時間干旱，葉片也呈黃褐色。

喜歡動腦的同學會問：既然黃白色葉片中沒有葉綠素，就不能吸收光能，光合作用就不能進行了，又怎樣解釋泛青現象呢?是因為光合作用分兩個階段：光反應和暗反應，其中葉綠素的作用是光反應階段：葉綠素將光吸收并運輸到葉綠體基質上，產生電子，使水電離。但沒有了葉綠素，葉綠體還能進行暗反應，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，還與花青素和有色體有關系。

生物是奇妙的、有趣的。我們只有熱愛生活，熱愛生物，熱愛生物這門學科，學好生物學，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：湖北省監利縣廖池中學)