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叶绿素

空间填充模型的叶绿素分子。
叶绿素存在于植物细胞的叶绿体中(图中紫色部分为细胞壁,绿色部分为叶绿体)。

叶绿素是存在于植物藻类蓝藻中的光合色素。

光合作用的第一步是光能被叶绿素(Chlorophyll)吸收并将叶绿素离子化。产生的化学能被暂时储存在三磷酸腺苷(ATP)中,并最终将二氧化碳转化为氧气碳水化合物。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱较为接近,两者在蓝紫光(430~480nm)和红光区(640~660nm)都有一吸收高峰,叶绿素ab对绿光的吸收很少,所以呈绿色。

并非只有叶子才有叶绿素,叶柄的薄壁细胞都有叶绿素的存在。就是在一片叶子之中,也并非只有叶肉细胞有叶绿素,维管束鞘和保卫细胞都有叶绿素。当秋天渐渐来临,日照时间和空气适度都逐渐变少时, 一层在叶柄和树的木质部的细胞就慢慢形成了。这层细胞妨碍了水和养料的输送,因此光合作用减产了,没有了叶绿素的叶子在短时间内就变成其他颜色了。

化学结构

叶绿素是二氢卟吩色素,结构上和卟啉色素例如血红素(常见者,中心有一原子)类似。在二氢卟吩环的中央有一个原子。叶绿素有多个侧链,通常包括一个长的植基英语Phytane。以下是自然界中可以找到的几种叶绿素:

叶绿素a 叶绿素b 叶绿素c1 叶绿素c2 叶绿素d 叶绿素f
分子式 C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C35H30O5N4Mg C35H28O5N4Mg C54H70O6N4Mg C55H70O6N4Mg
C2 团 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3 -CHO
C3 团 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CH=CH2 -CHO -CH=CH2
C7 团 -CH3 -CHO -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
C8 团 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH2CH3 -CH=CH2 -CH2CH3 -CH2CH3
C17 团 -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl -CH=CHCOOH -CH=CHCOOH -CH2CH2COO-Phytyl -CH2CH2COO-Phytyl
C17-C18 键 单键 单键 双键 双键 单键 单键
存在 普遍存在 陆生植物绿藻轮藻 多种藻类 多种藻类 一些红藻 某些蓝藻
叶绿素a的结构
叶绿素b的结构
叶绿素d的结构
叶绿素c1的结构
叶绿素c2的结构
叶绿素f的结构
叶绿素 abd的共有结构
叶绿素 c1c2的共有结构

叶绿素和光合作用

紫罗兰片的绿色区域包含叶绿素而白色区域无叶绿素存在。将一片脱去淀粉的紫罗兰叶片放在阳光下数小时之后用试剂检测,可以发现只有叶片上绿色的区域变色而白色区域没有,也就是说只有绿色区域有淀粉存在。这显示了光合作用在缺乏叶绿素的情况下无法进行,叶绿素存在是光合作用的必要条件。叶绿素 a 为主要进行光反应的色素,故又称主色素,其余色素则可吸收光能传递给叶绿素 a 进行光反应,故叶绿素 b、类胡萝卜素及叶黄素等色素又称辅助色素。

参见

外部链接



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